模擬電子技術基礎課程設計指導書唐治德熊蘭申利平王明昌夏鳴風汪金剛電氣工程學院2007年6月目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"電子技術基礎課程設計的基礎知識 .3課程設計專題 7\o"CurrentDocument"1有源濾波系統 ..7\o"CurrentDocument"2增益可程控的衰減及放大系統 9．3OCL音頻功率放大器的設\o"CurrentDocument" 124音頻擴大機電路的設計 . …15\o"CurrentDocument"電子鎮流器的設計 22溫度報警電路的設計……… .……….……25穩壓電源……….…。29三相電相序檢測與指示…………..…………32簡單電阻、電容和電感測試電路……………34心電放大器的設計……….…………..……38多種信號發生器…….…,………….….……41臺燈自動開關盒……….……….…..……41電子技術（II）課程設計2006級報名表 5111．2222計222222222.3...52模擬電子技術課程設計要求..521．電子技術基礎課程設計的基礎知識電子技術基礎課程設計包括選擇課題、電子電路設計、組裝、調試和總結報告等教學環節。這里介紹課程設計的有關知識。1—1電子電路設計方法在設計一個電子電路系統時，首先必須明確系統的設計任務，根據任務進行方案選擇，然后對方案中的各部分進行單元電路的設計、參數計算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫出一個符合設計要求的系統電路圖。一、 明確系統的設計任務要求對系統的設計任務進行具體分析，充分了解系統的性能、指標、內容及要求，以便明確系統應完成的任務。二、 方案選擇把系統要完成的任務分解為若干個單元電路，并畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。方案選擇的重要任務是根據掌握的知識和資料，針對系統提出的任務、要求和條件，完成系統的功能設計。在此過程中要敢于探索，勇于創新，爭取方案的設計合理、可靠、經濟、功能齊全、技術先進。并且對方案要不斷進行可行性和優缺點的分析，最后設計出一個完整框圖。三、 單元電路的設計、參數計算和器件選擇根據系統的指標和功能框圖，明確各部分任務，進行各單元電路設計、參數計算和器件選擇。1．單元電路的設計單元電路是整機的一部分，只有把單元電路設計好才能提高整機設計水平。每個單元電路設計前都需明確本單元電路的任務，詳細擬訂出單元電路的性能指標，與前后級之間的聯系，分析電路的組成形式。具體設計時，可以模仿成熟的先進的電路，也可以創新或改進，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設計合理，各單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入、輸出信號和控制信號的關系。2.參數計算為保證單元電路達到功能指標要求，就需要用電子技術知識對參數進行計算，例如放大電路中各電阻值、放大倍數；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計算公式，計算的參數才能滿足設計要求。計算參數時，同一個電路可能有幾組數據，注意選擇一組能完成電路設計功能、在實踐中真正可行的參數。計算電路參數時應注意下列問題：（1）元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗參數應能滿足電路指標的要求。（2）元器件的極限參數必須留有足夠的裕量，一般應大于額定值的 .5倍。（3）電阻和電容的參數應選計算值附近的標稱值。3?器件選擇（1）阻容元件的選擇注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。（2）分立元件的選擇包括二極管、雙極型三極管、場效應管、光電二（三）極管等。根據他們的用途分別進行選擇。（3）集成電路的選擇根據電路功能、性能指標選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設計要求。通過查閱有關設計手冊，進行元器件的選擇。四、電路圖的繪制電路圖通常是在系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇的基礎上繪制的，它是電路組裝、調試和維修的依據。繪制電路圖時，注意以下幾點：（1）元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。（2）注意信號流向。一般從輸入端或信號源開始，由左至右或上至下按信號的流向依次畫出各單元電路，而反饋通路的信號流向則與此相反。（3）圖形符號標準，適當標注。（4）連線應為直線，盡量少交叉和折彎。理論設計的電路必須進行組裝、調試和測試，檢查電路能否滿足設計功能和性能要求。1—2電子電路的組裝、調試與總結電子電路設計好后，便可進行組裝、調試，最后對課題內容進行全面總結一、電子電路的組裝電子技術基礎課程設計中組裝2電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方式。焊接組裝可提高學生焊接技術，但器件可重復利用率低。在面包板上無器件組裝便于插接且電路便于調長工，并可提高器件重復利用率。下面介紹在面包板上用插接方式組裝電路的方法。1．集成電路的裝插插接集成電路時首先應認清方向，不要倒插，所有集成電路的插入方向要保持一致，注意管腳不能彎曲。2．元器件的位置根據電路圖的各部分功能確定元器件在面包板上的位置，并按倍民的流向將元器件順地連接，以易于調試。3．導線的選用和連接導線直徑應和面包板插孔直徑相一致，過粗會損壞插孔，過細則與插孔接觸不良。為檢查電路的方便，根據不同用途，導線可以選用不同的顏色。一般習慣是正電源用紅線，負電源用藍線，地線用黑線，信號線用其他顏色的線等。連接用的導線要求緊貼在面包板上，避免接觸不良。連線不允許跨接在集成電路上，一般從集成電路周圍通過，盡量做到橫平豎直，這樣便于查線和更換器件。組裝電路時注意，電路之間要共地。正確的組裝方法和合理的布局，不僅使電路整齊美觀，而且能提高電路工作的可靠性，便于檢查和排除故障。二、電子電路的調試通常有以下兩種調試電路的方法：第一種是采用邊安裝邊調試的方法。把一個總電路按框圖上的功能分成若干單元電路分別進行安裝和調試，在完成各單元電路調試的基礎上逐步擴大安裝和調試的范圍，最后完成整機調試。對于新設計的電路，此方法既便于調試，又可及時發現和解決問題。該方法適于課程設計中采用。第二種方法是整個電路安裝完畢，實行一次性調試。這種方法適于定型新產品。調試時應注意做好調試記錄，準確記錄電路各部分的測試數據和波形，以便于分析和運行時參考。一般調試步驟如下：1．通電檢查電路安裝完畢，首先直觀檢查電路各部分接線是否正確，檢查電源、地線、信號線、元器件引腳之間有無短路，器件有無接錯。2．通電檢查接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異?，F象。如果出現異常現象，則應立即關斷電源，待排隊故障后方可重新通電。3．單元電路調試在調試單元電路時應明確本部分的調試要求，按調試要求測試性能指標和觀察波形。調試順序按信號的流向進行，這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的整機聯調創造條件。電路調試包括靜態和動態調試，通過調試掌握必要的數據、波形、現象，然后對電路進行分析、判斷、排除故障，完成調試標要求。4．整機聯調各單元電路調試過錯成后就為整機調試打下了基礎。整機聯調時應觀察各單元電路連接后各級之間的信號關系，主要觀察動態結果，檢查電路的性能和參數，分析測量的數據和波形是否符合設計要求，對發現的故障和問題及時采取處理措施。電路故障的排隊可以按下述8種方法進行：信號尋跡法尋找電路故障時，一般可以按信號的流程逐級進行。從電路的輸入端加入適當的信號，用示波器或電壓表等儀器逐級檢查信號在電路內各部分偉輸的情況，根據電路的工作原理分析電路的功能是否正常，如果有問題，應及時處理。調試電路時也可從輸出級向輸入能倒推進行，信號從最后一級電路的輸入端，繼續進行檢查。這里所指的“適當信號”是指頻率、電壓幅值等參數應滿足電路要求，這樣才能使調試順利進行。對分法把有故障的電路分為兩部分，先檢測這兩部分中究竟是哪部分有故障，然后再對有故障的部分對分檢測，一直到找出故障為止。采用“對分法”可減少調試工作量。分割測試法對于一些有反饋的環形電路，如振蕩器、穩壓器等電路，它們各級的工作情況互相牽連，這時可采取分割環路方法，將反饋環去掉，然后逐級檢查，可更快地查出故障部分。對自激振蕩現象也可以用此法檢查。電容器旁路法如遇電路發生自激振蕩或寄生調幅等故障，檢測時可用一只容量較大的電容器并聯到故障電路的輸入或輸出端，觀察對故障現象的影響，據此分析故障的部位。在放大電路中，旁路電容失效或開路，使仙反饋加強，輸出量下降，此時用適當的電容并聯在旁路電容兩端，就可以看到輸出幅度恢復正常，也就可斷定旁路電容的問題。這種檢查可能要多處試驗才有結果。這時要細心分析可能引起故障的原因。這種方法也用來檢查電源濾波和去耦電路的故障。對比法將有總是的電路狀態、參數與相同的正常電路進行逐項對比。此方法可以較快地從異常的能數中分析出故障。替代法把已調試好的單元電路代替有故障或有疑問的相同的單元電路（注意共地）這樣可以很快判斷故障部位。有時元器件的故障不很明顯，如電容漏電、電阻變質、晶體管和集成電路性能下降等，這時用相同規格的優質元器件逐一替代實驗，就可以具體地判斷故障點，加快查找故障點的速度，提高調試效率。靜態測試法故障部位找到后，要確定是哪一個或哪幾個元件有問題，最常用的就是靜態測試法和動態測試法。靜態測試法是用萬用表測試電阻值、電容漏電、電路是否斷路或短路，晶體客和集成電路的各引腳電壓是否正常等。這種測試是在電路不加信號時進行的，所以叫靜態測試。通過這種測試可發現元器件的故障。動態測試法當靜態測試還不能發現故障原因時，可以采用動態測試法。測試時在電路輸入端加上適當的信號再測試元器件的工作情況，觀察電路的工作狀況，分析、判別故障原因。組裝電路要認真細心，要有嚴謹的科學作風。安裝電路要注意布局合理。調試電路要注意正確使用測量儀器，系統各部分要“共地”調試過程中不斷跟蹤和記錄觀察的現象、測量的數據和波形。通過組裝調試電路，發現問題、解決問題，提高設計水平，圓滿完成設計任務。三、課程設計總結報告課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告的能力訓練。通過寫報告，不僅把設計、組裝、調試的內容進行全面總結，而且把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下幾點：（1）課題名稱。（2）內容摘要。（3）設計內容及要求。（4）比較和選定設計的系統方案，畫出系統框圖。（5）單元電路設計、參數計算和器件選擇。（6）畫出完整的電路圖，并說明電路工作原理。（7）組裝調試的內容。包括：使用的主要儀器和儀表。調試電路方法和技巧。測試的數據和波形并與計劃處結果比較分析。調試中出現的故障、原因及排除方法。（8）總結設計電路的優缺點，指出課題的核心及價值，提出改進意見和展望。（9）列出系統需要的元器件。（10）列出參考文獻。（11）收獲、體會。2.課程設計專題2.1有源濾波系統目的-掌握有源濾波器的設計、組裝及調試方法。-掌握低通、高通、帶通、帶阻二階有源濾波器的傳遞函數-掌握各種有源濾波器參數的選擇方法。二、設計內容及要求(1)設計二階有源代通濾波器。要求截止頻率 f°=1000Hz；通帶內電壓入大倍數A0=15,品質因數Q=0.707。設計電路圖，列出電路的傳遞函數，正確選擇電路中的參數。⑵設計二階有源咼通濾波器。要求截止頻率 fo=1OOHz;通帶內壓壓放大倍數Ao=1O,品質因數Q=0.707。設計電路圖，列出電路的傳遞函數，正確選擇電路中的參數。⑶設計二階有源帶通濾波器。 中心頻率fo=1OOOHz；通帶內壓壓放大倍數Ao=10，品質因數Q=0.707。設計電路圖，列出電路的傳遞函數，正確選擇電路中的參數。⑷設計二階有源帶通濾波器，帶陰中心頻率 f°=1000Hz。設計電路圖，列出電路的傳遞函數，正確選擇電路中的參數。⑸組裝、調試四種有源濾波器。⑹寫出設計、實驗總結報告，、畫出完整的電路圖。三、有源濾波器的工作原理有源濾波器是通過有用頻率信號面同時抑制無用頻率信號的電子裝置。有源濾波器由集成運算放大器、電陰和電容組成。通常使用的有源濾波器有低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。二階壓控電壓源有源濾波器典型結構如圖 1所示。圖中y1-ys是電路中的導納。二階壓控電壓源濾波器傳遞函數的一般表達式為V°(S) Avf14A(S)=VTS' VF^4 (2-17-1)V1(S) ys(y1 y2yy4)y1y21AVF yyA1Ro適當選擇yi(匸1?5)，就可以式中，avf表示同相輸入端電壓增益，即 avf1構成低通、帶通等有源濾波器。在二階有源低通濾波器中，品質 Q=0?707時，幅頻響應最平坦當 Q>0.707時，幅頻響應出現峰值。由于電阻和電容對電路的性能有影響，所以要選擇好的金屬膜電阻和滌綸電容。⑴調試二階有源低通濾波器，使響應特性以-40dB/⑴調試二階有源低通濾波器，使響應特性以-40dB/十倍頻程衰減。⑵調試二階有源高通濾波器，使率響應特性以-40dB/十倍頻程衰減。⑶調試二階有源帶通濾波器，使或f<f0時，電壓放大倍數衰減較快。f<f0（截止頻率）時的電壓放大倍數保持不變，頻率f>f0時，的電壓入大倍數保持不變，若f〈f0時，頻f=f0帶通中心頻率時的電壓放大倍數為最大，若 f>f0⑷調試二階有源帶阻濾波器， 使在f=f0附近時，電壓放大倍數衰減最大， 形成帶阻區，阻接信號通過。當f>f0時，或f〈f0時，（此時f0為帶阻頻率）時，電壓放大倍數較快進入正常放大倍數。⑸電路調試時，注意電阻和電容對品質因數 Q的影響。五、供參考選擇的元器件TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"（1）OP07 6 片⑵電阻、電容、可調電位器若土干參考文獻1）童詩白主編，模擬電子技術基礎，北京；高等教育出版社， 1988。2）龔啟墉等譯，微電路設計和應用手冊。北京；國防工業出版社， 1987。3）何同杰等譯，運算放大器設計和應用。北京；科學出版社， 19784）張肅文編，低頻電子線路，北京；高等教育出版社， 1987。5）王永洪編者按，線性集成運算放大器及其應用。北京；機械工業出版社， 1989。6） 〔美〕阿瑟?B?威廉斯著，喻春軒等譯。電子濾波器設計手冊。北京：電子工業社，1986。2.2增益可程控的衰減及放大系統、目的?掌握增益可控衰減及放大系統設計，組裝與調試方法。?熟悉集成電路的使用方法。二、 設計內容及要求⑴設計增益可程控衰減系統，要求有 8種不同等級的衰減。⑵設計增益可程控放大系統，要求有 8種不同等級的放大。⑶設計區域自動程控放大電路。⑷組裝、調試電路⑸畫出邏輯電路圖，寫出總結報告（包括設計要求、電路科、電路原理說明、器伯使用說明、調試分析、體會小結）。三、 增益可程控衰減及放大系統的原理圖見圖 2。本系統由兩個位模擬開關控制系統的衰減及放大，通過邏輯輸入尋址控制產生不同的增益。該系統可用于信號的預處理、電平控制和動態范圍的擴展，以及用于遙測和遙控。開關 開關電阻 電阻網絡 網絡開關電阻網絡■1 '1-開關電阻網絡■1 '1-'1 IR1占R2rhR3rhR4占R5占R6rhR7rhR8gJ圖2增益可程控衰減及放大系統從圖2-21-1可以看到模擬開關控制8種不同的衰退減等級。Ai是射隨器，它提高了輸R.

IRRiR.

IRRiSIY?丫8模擬開關控制8種不同的放大等級。I 8虛短的概念，信號由同相端輸入，反相端不接地，統的放大倍數為RfR(i=1,2???,8)Aa和反饋回路組成電壓串聯負反饋。根據aVpVN0,其特點是共模輸入，系(i=11,12,…，18)區域自動程控放大電路應有基準電壓比較信號，比較結果經轉換后控制多路開關，實現放大倍數的自動程控。調試系統時一定要注意用示波器監視波形不能失真。四、器件簡介CC4051B集成電路；它是CMOS選一多路模擬選擇開關，其電路組成框圖如圖 3(a)所示，由電平轉換、入選一譯碼器和入路開關單元 3個部分組成。1112131415161718S0電平轉換電路將地址輸入端A,B,C和禁止輸入端INH的輸入控制電平從血?Vss轉換到V）D?Vew以使8個通道I。?丨7和So可傳遞峰峰值在V）D?Vee，之間的模擬信號。由于是CMOS模擬開關，因此可以雙向傳輸，既可用于八到一的轉換，也可用于一到八的轉換。八選一譯碼器是由地址代B,C控制的譯碼器，其真值表如表 1所示。INH輸入為“1”八路開關單元由8個模擬開關組成（購買圖2-21-2（b））。當INH輸入為“INH輸入為“1”B,C控制的譯碼器來選通開關，使得輸入和輸出通道接通。當時，8個通道全部斷開。表1CC4051B真值表地址輸入通道INHCBAS01XXX -0000I00001I0010I120011I30100I40101I50110I60111I7五、供參考選擇的元器件⑴ A7412片⑸74LS2731 片(2)CC4051B2片⑹74LS1482 片⑶74LS041片(7)74LS001 片⑷LM3392片八、參考文獻1） 《中國集成電路大全》編寫委員會編，中國集成電路大全CMOS!成電路，北京；國防工業出版社，19852）〔美〕丁?馬庫斯編著，計量出版社編輯部組織編譯，電子電路大全，卷 5,數字電路，北京，計算機出版社， 1985。3）王國定編著，專用集成電路原理和應用，上海：上?？茖W技術文獻出版社， 19852.3OCL音頻功率放大器的設計一、 設計目的1.1掌握功率放大器電路的組成、工作原理和設計方法。1.2掌握低頻集成電壓放大器的工作原理、具有深度負反饋電壓放大倍數估算及使用方法。1.3了解BTL集成功率放大器的組成、工作原理、特點及用途。二、 設計內容及要求2.1設計一個具有弱信號放大能力的 OCL音頻功率放大器。各基本單元電路的設計條件和技術指標如下：2.1.1前置放大級正弦信號輸入電壓幅值： Vim<100mV；輸入阻抗：R>50kQ；共模抑制比：Kcma60dB;帶寬：BV50~10000Hz；2.1.2功率放大級最大不失真輸出功率： Pom>12W;等效負載：Rl=8Qo在Pom和BW直范圍內的非線性失真系數w 3%在Pom下的效率：耳》70%2.2前置放大器可采用集成運放元件。要求從功放輸出端引入深度交直流電壓負反饋，以保證輸出電壓的穩定，改善放大電路的性能（減少非線性失真、提高帶負載的能力及展寬頻率等等）。2.3功率放大級采用分立元件電路； 分立元件電路要具有過載保護。 三極管均采用硅管。2.4畫出擴大機完整的設計電路，寫出設計、總結報告。三、 放大器的工作原理低頻功率放大器的功能框圖如圖 1所示。參考原理圖如圖3所示，音頻信號V經耦合電容C2送入放大器A的同相輸入端，放大后輸送到OCL功率放大器，經功率放大后推動揚聲器工作。3.1前置放大器前置放大器亦為小信號放大電路。一般前級傳送來的低頻信號，經放大后多用單端方式傳輸，由于有用信號的幅度較小，而共模噪聲可能較大，故放大器輸入漂移、噪聲及放大器本身的共模抑制特性至關重要。因此，前置放大器應是一個高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信號放大電路。由原理圖3可知，F3、R、C組成交直流負反饋電路，靜態時 Ci相當于開路，以保證具有深度的直流負反饋，以穩定靜態工作點；交流時C通路，以保證放大器具有足夠的增益。這種電路總的增益取決于比值( R+R)/RpQ、G為去耦電容。放大器的正負電源分別由F4、Rs和F6、R7分壓供給。3.2功率放大級由原理圖3可知，功率放大器由J、T2、Ts、T4管組成，其中J、Ts構成NPN型復合管，T2、T4構成PNP型復合管。2者實現互補，而Ts、T4管采用同一型號的大功率三極管，易于達到2者特性曲線對稱。D、0、D3給J、T2提供偏壓，使互補對稱電路工作在甲乙類狀態，以便減小交越失真，同時具有溫補作用。R以便減小交越失真，同時具有溫補作用。R2、Rs起限流作用。揚聲器屬于感性負載，電路容易產生自激震蕩或出現過電壓損壞三極管。電容cs和r4揚聲器屬于感性負載，電路容易產生自激震蕩或出現過電壓損壞三極管。電容cs和r4是補償元件，使負載接近純電阻。3.3過載保護電路過載保護電路的作用是當負載電流超過規定值時，保護輸出級的功率管免被燒毀。常用的過載保護電路有二極管保護電路和三極管保護電路等。在圖2(a)中，三極管Ts、T4和電阻RS、F4組成過載保護電路。當輸出電流正常時，Ts、T4截止，不起作用。若流過功率管Ti的正向電流超過規定值時，則F3上壓降升高，使Ts導通，人原來的基極電流將有一部分被分流到Ts圖2過載保護電路支路,由于基流減小，使Ti管的輸出電流無法增大，從而保護了功率管。二極管保護電路的工作原理與上述類似，不再贅述。四、電路設計提示(思路)4.1前置放大器前置放大器應選擇滿足設計參數要求的集成小信號運算大放器構成的同相放大器完成。并且引入交直流電壓串聯負反饋電路。具有深度負反饋放大電路的電壓放大倍數:Af具有深度負反饋放大電路的電壓放大倍數:Af1AFF4.3功率放大級耗:在選擇輸出晶體管時應注意：每只晶體管的最大允許管2PTm>0-2Pom或PTm12； 廠r~RT;最大集電極電流：I耗:在選擇輸出晶體管時應注意：每只晶體管的最大允許管2PTm>0-2Pom或PTm12； 廠r~RT;最大集電極電流：ICM>VccRL反向擊穿電壓：IV(br)ce。1>oj>A2VcC耦合電容，選取時一般應滿1OMF足下式:1(3~10)-占2fRmin5.1k^亠Ra10kRw22Q—o+Vcci+12'+22V五?參考方案參考電路如圖3所示，圖中VDi乂6Rb22比Rl3Rww240^^120.033i(F、10JRi8J-Vcci4 -12—22V圖3集成運放驅動的OCL功放電路未畫過載保護電路。六、常用元件常用三極管和集成電路及其主要參數見下表。常用集成電路及其主要參數型號電源電壓范圍(V)開環差模電壓增益(dB)共模抑制比(dB)差模輸入電阻(MQ)增益寬(MHz)轉換速率(V/gs)功耗(Mw)運放類型CF741(HC741〈土22>94>70>0.31.20.5v120通用型CF3253〈土3-±18>80>806150〈0.6低功耗型CF318〈土22>70>7031513寬帶型CF715〈土22>74>7416518165高速型CF7650〈土3-±18>120>1201022.5〈0.6高精度型常用三極管及其主要參數型號極限參數直流參數交流參數用途PcM(mw)IcM(mA)V但R)CBO(v)V(BR)CEO(v)V但R)EBO(v)IcBO(gA)IcEO(gA)VCE(Sat)(V)hFEfT(MHz)3DG610020>30>15>4<0.01<0.01<130~200>100中、高頻放大、振蕩3DG7100500>20>25>4〈0.5〈0.5<1>30>100高放、開關3DG8B20030>40>25>4〈0.1〈0.1〈0.130~200>150變頻、咼放、振蕩3CG2070080>30>30>4〈0.5〈1<2>50>80高放、振蕩3CG21300150>30>30>4〈0.5〈1〈0.540~200>100高放、推動、振蕩3CG22500100>50>4〈0.5〈1〈0.840~200>100高放、推動、振蕩(w)(A)(mA)(mA)

3DD15B505>150>200>4<1<2<1.5>20>1功放3DD21B101.5>150>100>4<1<2>20>2功放3DD50B505>200>100>4<1<2<2>20>1功放3DD54B52>50>3<0.5<1>10>1功放3DD57C103>80>3<1<1>10>1功放七、擴展部分7.1選作內容1:設計一個具有弱信號放大能力的 BTL音頻功率放大器。技術指標同 OCL電路。用TA7240AP組成的BTL放大器典型電路如圖5所示。集成BTL放大器必須具有2個相位相反的輸入信號，因而在其前面必須有一個 1:1的分相器。BTL放大器為單電源供電，但卻具有 OCL電路的優點，即輸出與負載是直接耦合的。因此它具有OTL和OCL電路的所有優點。BTL放大器的輸出功率為19W7.2選作內容2：設計一個語音放大器。技術指標同OCL電路。其功能框圖如下圖所示。八、參考文獻有源帶通濾波器音量控制器■J7.2選作內容2：設計一個語音放大器。技術指標同OCL電路。其功能框圖如下圖所示。八、參考文獻有源帶通濾波器音量控制器■J功率放大級一Rl=8Q《電子系統與實踐》 電子工業出版社楊剛周群主編2004.1。《模擬電子技術基礎簡明教程》第二版高等教育出版社清華大學楊素行主編1998.10。《電子技術實驗與課程設計指導模擬電路分冊》東南大學出版社郭永貞主編《電子技術實驗與課程設計指導模擬電路分冊》東南大學出版社郭永貞主編2004.10?！冻Ｓ眯」β示w三極管手冊》人民郵電出版社李錦春主編1989.4?！冻Ｓ镁w二極管、大功率晶體三極管手冊》人民郵電出版社李錦春主編1989.4。+-C5<51Vcc9?18VA《常用小功率晶體三極管手冊》人民郵電出版社李錦春主編1989.4?！冻Ｓ镁w二極管、大功率晶體三極管手冊》人民郵電出版社李錦春主編1989.4。+-C5<51Vcc9?18VA2輸入放大1自舉輸出保護電路—I—1R5Q>0十放大1輸出自舉J 1c.100g前置戰 功放地圖5用TA7240AP組成的BTL放大器典型電路2.4音頻擴大機電路的設計一?設計目的1.1掌握音頻擴大機電路的組成、工作原理和設計方法。1.2掌握低頻集成電壓放大器的工作原理、具有深度負反饋電壓放大倍數的估算及使用方法。1.3熟悉BTL、OTL和OCL功率放大器工作原理及設計方法。1.4了解音調控制網絡的組成、工作原理和設計方法。二?設計內容及要求2.1設計10W單聲道音頻擴大機電路。技術指標如下 :最大不失真輸出功率Pom>10W;帶寬BW>20~20kHz;2.1.3輸入阻抗：〉50kQ；輸入正弦信號電壓幅值為：w10mV2.1.4前置放大器可采用集成運放元件。要求從功放輸出端引入深度電壓負反饋，以保證輸出電壓的穩定，改善放大電路的性能（減少非線性失真、提高帶負載的能力及展寬頻率等等）。音調控制范圍：低音（100Hz）土12dB；高頻（10kHz）土12dB;在Pom和BW直范圍內的非線性失真系數w3%2.1.7功率放大器在Pom下的效率耳》70%功率放大級可采用集成或分立元件電路；可采用OCL也可采用BTLo但是，分立元件電路要具有簡單的過載保護電路， 三極管均采用硅管。2.1.8輸出等效負載：Rl=8Q；2.2畫出擴大機完整的電路，寫出設計、總結報告。三?音頻擴大機的基本原理3.1音頻擴大機電路框圖如圖 1所示。前置放大器對輸入信號放大后送入音調網絡，信號經過音調網絡，其幅值有所減小。根據放音節目的不同，可以用“音調選擇器”選擇不同的位置。音調網絡后面接音量電位器，以調節音量的大小。最后送入功率放大級進行功率放大，并在揚聲器上得到放大了的音頻信號。圖1低頻功率放大器功能框圖3.2前置放大器前置放大器亦為小信號放大電路。一般前級傳送來的低頻信號，經放大后多用單端方式傳輸，由于有用信號的幅度較小，而共模噪聲可能較大，故放大器輸入漂移、噪聲及放大器本身的共模抑制特性至關重要。因此，前置放大器應是一個高輸入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信號放大電路。3.3音調控制網絡R1D°I-—II_|R2[%- "~O仇T—HR30C2圖2低音音調控制網絡。如先設動觸頭處于最音調控制網絡的功能是根據需要按一定的規律控制、調節音量放大器的頻率響應，達到聲音優美的作用。一般它主要實現對輸入信號高、低音的提升和衰減，而中頻信號的增益基本不變（一般音調網絡的特性是：中音R1D°I-—II_|R2[%- "~O仇T—HR30C2圖2低音音調控制網絡。如先設動觸頭處于最3.3.1低音音調控制網絡如圖2所示，輸入信號為V,輸出為V>，由于G和G的存在，輸出信號就會與輸入信號不同。 R2是音調調節電位器，改變動觸頭的位置，輸出端的低音可獲得“提升”或“衰減”上端，C被短接。設計時，假設R>>R>>R3（實際值為Ra=10R1=100R3）。f=0Hz時,R2R3

R1R2R3當輸入頻率f=f1（f1=1/2nf1C2）=R2時，C2與Ra的并聯阻抗只有R的1/2,所以V。下降2倍。隨著f的進一步的提高，V0進一步的下降，其下降的規律為6dB/每倍頻程。當f=f2,到達ZC2=Rj時，則C2的阻抗已足夠將R2短接，如繼續提高f時，zC2與R3相比也微不足道，則V。不再減小，此時氏丄R110這樣的網絡在高頻時的輸出為原信號的 1/10，而在低頻時基本上等于原信號， 相對而言，低頻比高頻“提升”了10倍。另一種極端情況是R2的動觸頭處于最下端， G被短接。V。從R3的上端輸出，所以對于極低頻率有：當f=f〔，使Zc1=R時，由于G的旁路作用，使V。上升，以6dB/每倍頻程的規律變化，ZC1同R3相比較也可忽略時，此時R3 1可100一直到f=f2,使Zc=Rb時，C1的阻抗已將R2短接，R3丄R10式的特點。相對來說，低音衰減了，高音提升了，衰減的比例為10相對來說，低音衰減了，高音提升了，衰減的比例為10倍（20dB）,在設計時使11f111f12R1C22R2C1112R3C2 2R[C〔可得出:RRR丄3RRC 10212這個比值，恰是“提升”（或衰減）值。所謂“提升”與衰減都是相對的，實際上提升到極點仍小于原信號，只是比值接近于1,而最大衰減可達R3/r2=（1/100）倍，網絡對超過f2的高音來說,都衰減R3/R1的比值，這就是衰減3.3.1高音音調控制網絡高音音調控制網絡如圖 3所示，該網絡中1112R3C22R1C1 I2R3C1其物理意義不再贅述。在知道了一些基本數據之后可方便地設計出高、低音調控制網絡。舉例如下：先討論低音，參見圖2。假定：低音提升或衰減10倍（20dB）；低音轉折頻率f1=50Hz,f2=500Hz,Rz=100kQ。因為 R1R3C （-20dB）R2則R1=R2/10=100kQ/10=10kQR3=R/10=10kQ/10=1kQC1=1/2nf2R=1/2nX500HzX10KQ=3.18X10F8可取C[=0.033iFC=0.33iF2參見圖3,如設高音提升量也為 10倍（20dB）;高音轉折頻率f1=1kHz,f2=10kHz。令Ra=100kQ,并可設定R1=10kQ。由于f/f2=F3/R1=1/10貝uR3=R[/10=10kQ/10=1kQC1=1/2nf1R=1/2nX1kHzX10KQ=0.159X10-7F可取C〔=0.015iFC=0.15if2高低音音調控制網絡結合起來，如圖 4所示。信號通過隔直電容 CO,分2路分別加到高、低音音調控制網絡，低音的輸出端通過 R,（10KQ）電阻同高音輸出端接在一起， Ro起隔離作用。V。接音量控制電路0.1iF詼o一_|}10kQ100kQ1kQ0.3310kQ100kQ1kQ0.33iFRqcm一0.015卩10kTirFQ「100kQ1kQ圖4高低音音調控制網絡0-15gF3.4.功率放大級功率放大器的主要作用是向負載提供功率。要求輸出功率盡可能大，轉換效率盡可能高，非線性失真盡可能小。如圖6所示，功放電路（含A放大器）的增益取決于比值但13+也4）/R14。由于采用了很深的直流負反饋，解決了中點穩定問題。

四?電路設計提示（思路）4.1前置放大器前置放大器應選擇一個輸入阻抗高、輸出阻抗低、頻帶寬度寬、共模抑制比高、噪聲小、低漂移的集成小信號運放構成同相放大器。并且引入電壓串聯負反饋。具有深度負反饋放大電路的電壓放大倍數：Af4.2音調控制網絡音調控制電路有很多不同的形式，可采用RR1圖5反饋式音調控制網絡圖4簡單的衰減式電路，也可采用圖 5RR1圖5反饋式音調控制網絡音調控制網絡對未衰減或提升的頻率實際上已經衰減了 R/片倍（10倍），所以在設計中應注意該部分的衰減。4.3功率放大級在選擇輸出晶體管時應注意:每只晶體管的最大允許管耗： Pn9NPom.最大集電極電流:反向擊穿電壓：CM（BR）CEOV最大集電極電流:反向擊穿電壓：CM（BR）CEOVcCO耦合電容，選取時一般應滿足下式： （3~10）_2fR實際選擇功率管型號時，其極限參數還應留有一定余量，一般要提高50%~100%.五. 參考萬案參考電路見圖6所示。功放電路也可采用集成 BTL放大器，如圖7所示。集成BTL放大器必須具有2個相位相反的輸入信號，因而在其前面必須有一個 1:1的分相器。BTL放大器為單電源供電，但卻具有 OCL電路的優點，即輸出與負載是直接耦合的。因此它具有OTL和OCL電路的所有優點。用TA7240AP組成的BTL放大器的輸出功率為19W圖6音頻擴大機參考電路1000OfO.PFtL61000OfO.PFtL6T100(lF■Ovcc9-18VRs1kt^Rs20^圖7用TA7240AP組成的BTL放大器典型電路六、常用元器件常用三極管和集成電路及其主要參數見下表。常用集成電路及其主要參數型號電源電壓范圍（V）開環差模電壓增益（dB）共模抑制比（dB）差模輸入電阻（MQ）增益帶寬（MHz）轉換速率（V/卩S）功耗（Mw）運放類型CF741(HC741)<±22>94>70>0.31.20.5V120通用型CF3253<±3-±18>80>806150<0.6低功耗型CF318<±22>70>7031513寬帶型CF715<±22>74>7416518165高速型CF7650<±3-±18>120>1201022.5<0.6高精度型常用三極管及其主要參數型號極限參數直流參數交流參數用途PCM(mw)icM(mA)V但R)CB0(v)V但R)CE0(v)V但R)EB0(v)1CBO5A)icE05A)VCE(Sat)(V)hFEfT(MHz)3DG610020>30>15>4<0.01<0.01<130~200>100中、高頻放大、振蕩3DG7100500>20>25>4<0.5<0.5<1>30>100高放、開關3DG8B20030>40>25>4<0.1<0.1<0.130~200>150變頻、咼放、振蕩3CG2070080>30>30>4<0.5<1<2>50>80高放、振蕩3CG21300150>30>30>4<0.5<1<0.540~200>100高放、推動、振蕩3CG22500100>50>4<0.5<1<0.840~200>100高放、推動、振蕩大功率(w)(A)(mA)(mA)3DD15B505>150>200>4<1<2<1.5>20>1功放3DD21B101.5>150>100>4<1<2>20>2功放3DD50B505>200>100>4<1<2<2>20>1功放

3DD54B52>50>3<0.5<1>10>1功放3DD57C103>80>3<1<1>10>1功放七、擴大部分將上述改為5W雙聲道音頻擴大機電路。用TA7240AP組成的雙聲道放大器輸出功率為58W。功放電路如圖8所示。八、參考資料《電子技術基礎課程設計》華中理工大學出版社 楊宗善主編1995.1。《音響集成電路大全》福建科學技術出版社陳郁發等編2004.1?！都呻娐芬繇懛糯笃鳌繁本盒聲r代出版社 徐治邦編2004.1?！峨娮酉到y與實踐》電子工業出版社楊剛周群主編2004.1?！峨娮蛹夹g實驗與課程設計指導模擬電路分冊》 東南大學出版社 郭永貞主編2004.10?！冻Ｓ眯」β示w三極管手冊》 人民郵電出版社 李錦春主編1989.4?！冻Ｓ镁w二極管、大功率晶體三極管手冊》人民郵電出版社 李錦春主編《常用晶體二極管、大功率晶體三極管手冊》人民郵電出版社 李錦春主編1989.4。9?18Vtic47卩F工自舉丄ths*卩工工WO"tic47卩F工自舉丄ths*卩工工WO"FJF"輸人+>裁大1輸山K?保護屯路r輸出前置地甲 I功放地1000|[F1C13n-100pFRl圖8用TA7240AP組成的雙聲道放大器典型電路2.5電子鎮流器的設計一、 設計目的1.1與電感鎮流器相比較，了解電子鎮流器的優點與缺點；1.2掌握一般電子鎮流器的構成和工作原理；1.3了解高性能電子鎮流器的設計方法。二、 設計內容與要求2.1選用橋式整流電路、雙向二極管、脈沖變壓器等器件構成電子鎮流器;

2.2技術指標：1)軟啟動：2.2技術指標：1)軟啟動：0.4--1.5秒2)工作電壓：175--250VAC3)工作電流:100--130mA4)工作頻率:20—30kHz5)功率因數：0.9三、設計思路及提示方法一、采用分立元件電路方法二、采用集成產品例如IR215X、L6569等等。四、參考方案方案一、采用分立元件電路市電經整流和大電容C〔濾波后通過電阻R〔對C2進行充電，當C2電壓充到雙向二極管VD6的觸發電平（一般為32V左右）時，VD6導通，注入電流到VT2的基極，使VT2飽和導通。此時電流通路：5正極、C4、燈絲、C5、燈絲、l4、l3、vt2、r4、c〔負極。L4與C5組成串聯諧振，產生瞬時高壓將燈管點亮。燈點亮之后，L4起限流作用。L1、L2、L3組成脈沖變壓器，當電流大小、方向發生變化時，可以利用磁芯的飽和特性，在VT［、VT2的基極交替地得到正、負電壓，從而控制兩個管子輪流導通，維持鎮流器正常工作。方法二、采用集成產品例如IR215X目前國內生產的熒光燈電子集成電路應用鎮流器在驅動功率 MOSFET時絕大部分采用驅動變壓器式的半橋拓撲結構，兩支功率MOSFET管在驅動變壓器的作用下交替導通給燈管提供電流，開關頻率由L-C共振頻率決定。盡管這種代表性的電路已經在電子鎮流器中應用了許多年，但存在著以下幾個缺點：（1）電路本身不能自啟動，通常的方法是在低側功率MOSFET管柵極加上雙向觸發二極管，從而在電路接通瞬間觸發低側功率 MOSFET管；（2）由于驅動變壓器的存在，限制了電子鎮流器的進一步小型化； （3）驅動變壓器的生產成本高，在大規模生產中很難降低成本。

為了解決以上缺陷，IR公司生產出低成本的IR215X系列控制集成電路，取代了傳統的變壓器驅動方式。IR215X系列芯片為高壓、高速功率 MOSFET或IGBT驅動集成電路，可驅動高側和低側MOSFET或IGBT，能夠提供高達600V的直流偏置電壓，具有自振蕩或外接同步振蕩功能，振蕩頻率的設置和 CMOS555定時芯片類似，由定時元件RT和CT決定：f-1.4(RTRS)CT其中，RS為芯片內部定時電阻。芯片內部設有死區時間控制，死區時間通常設為 1.2卩s,以免高低側在交替導通時刻產生直通現象。IR2151口振蕩單片K電子鎮流器電路五、.參考選用的元器件國際整流器(InternationalRectifier,IR)公司所生產的 IR215X系列芯片IR215X系列芯片有IR2151、IR2152、IR2153和IR2155。IR2155具有更大輸出容量，能驅動1000pF的容性負載，開通時間為 80ns，關斷時間為40ns,RS為150Q；IR2151的開通時間為100ns，關斷時間為50ns,RS為75Q；IR2152的參數和IR2151相同，但芯片的RT端和LO端相位相反。 R2153的開通時間為80ns，關斷時間為35ns,RS為75Q，并具有輸出關斷功能，輸出關斷滯后時間為 660ns。六參考資料《電子技術基礎課程設計》華中理工大學出版社楊宗善主編1995.1?！峨娮蛹夹g實驗與課程設計指導模擬電路分冊》東南大學出版社郭永貞主編2004.10。羅天齡，電子鎮流器的工作原理及頻率計算，重慶郵電學院學報， Vol.9，No.3，1997盧柱強，謝運祥，張祖正，熒光燈電子鎮流器的性能研究，電工技術雜志，No.11，2003趙清林，一種低成本高性能電子鎮流器的設計，電子工程師微電子與基礎產品，Vol.28，No.4，2002

2.6溫度檢測報警電路的設計一、 設計目的1.1熟悉溫度傳感器的分類、工作特性及其應用1.2學習溫度檢測電路和報警電路的構成和工作原理1.3掌握溫度報警電路的設計方法二、 設計內容與要求2.1選用熱敏電阻、熱電偶、集成溫度傳感器等器件設計溫度報警電路;2.2技術指標：可檢測的溫度范圍：-50°C-100°C；精度：土1°C；當溫度超限或者低限時報警。2.3繪制電路圖，標定元器件的參數，寫出電路分析和總結報告。三、 設計思路及提示3.1溫度檢測電路的設計方法一、采用分立溫度傳感器與集成運放構成電壓比較器方法二、采用集成溫度傳感器及其外圍電路3.2報警電路的設計方法一、采用發光二極管閃爍方式報警方法二、采用蜂鳴器鳴響方式報警方法三、采用音樂集成電路鳴響方式報警四、 參考方案實例1簡易的超過閾值溫度報警電路圖1圖1電路由集成溫度傳感器LM94022、電壓比較器、鳴器及4.1v基準電壓源、三極管、蜂電阻r〔?r5等組成。

R2電路的工作原理：若LM94022溫度傳感器的靈敏度已設定，則設定的閾值溫度對應的電壓值VT可以從圖2（或表3）中求出。若先不考慮產生滯后作用的 R3R2則可以根據已知的V值求出0、R2值（先確定Ri值，再求出R?值），V為防止溫度在閾值溫度附近因傳感器輸出信號中存在噪聲電壓影響而使比較器輸出產生振蕩，在比較器電路中加了一個正反饋電阻 R3，則產生一滯后電壓Vhys，并且VT值也受R3的影響成為VT2，改進的超過閾值溫度報警電路溫度特性和輸出波形如圖 2所示。圖2溫度特性和輸出波形圖VHys=T2-VTI，其中VTI、VT2可按下式求出?！?\/ 4.1VT2 4.1 VTI RR//R3口RiR2//R3 i3R2上式中4.1v是基準電壓值。為減小R3對VT值的影響，一般R3取值較大（如470kQ?2MQ）o基準電壓4.1v經0、R2分壓后的電壓VT2加在比較器同相端，LM94022測量溫度輸出的電壓VTEMP加在比較器反相端。一旦VTEMP<VT2，貝吐匕較器輸出vout由低電平躍變到高電平，如圖2所示，VT導通使蜂鳴器發出報警聲。當電壓上升到 VT1（=VT2+VHys）時，比較器輸出vout才由高電平跳變到低電平，報警聲停止。實例2比較器和振蕩電路構成的溫度檢測報警電路第一個運算放大器構成電壓比較器， 第二個運算放大器構成振蕩電路 （8腳為高阻狀態時）。由電位器RP調定報警的上限溫度，當被測溫度低于該值時，比較器（ 8腳）輸出低電平。如果超過監控溫度，則比較器輸出呈高電阻性（集電極開路電路），則振蕩電路工作，發光二極管閃光。L5MGTW1761A五、參考選用的元器件1）數字溫度傳感器DS18B20、LM94022、LM35、AD590TAA276LM35是一種內部電路已校準的集成溫度傳感器， 其輸出電壓與攝氏溫度成正比， 線性度好、靈敏度高、精度適中，其輸出靈敏度為 10.0mV/C,精度達0.5C?其測量范圍為-55—150C。在靜止溫度中自熱效應低 （0.08C）.工作電壓較寬，可在 4—20V的供電電壓范圍內正常工作，且耗電極省，工作電流一般小于 60"A,輸出阻抗低，在1mA負載時為0.1Q。LM94022一種模擬輸出的集成溫度傳感器，主要應用于手機、無線收發器、電池管理、汽車、辦公室設備及家用電器等。該傳感器主要特點是：工作電壓低，工作電壓范圍寬-1.5?5.5V；末級為推挽輸出方式，有土50AA輸出電流的能力；有四種靈敏度供用戶選擇；測量范圍為-50?+150C;靜態電流低，典型值為 5.4AA;精度（與測量范圍有關）：20?40C為土1.5C;-70?-50C為土1.8C;-50?90C為土2.1C;-50?150C為土2.7C；采用小尺寸SO70封裝。2）集成運算放大器TAA27613）蜂鳴器JHI2300等JHI2300聲壓電平85dBmin.（5.0Vp-p10Cm測量值）|額定電壓12.0Vp-p|工作電流12MAMAX|電容量25土30%nF|諧振頻率3.5土0.5KHZ|工作溫度范圍-25Cto+70C|存貯溫度范圍-30Cto+80C4）發光二極管CQV21等六．參考資料《電子技術基礎課程設計》華中理工大學出版社楊宗善主編1995.1。《電子技術實驗與課程設計指導 模擬電路分冊》東南大學出版社郭永貞主編2004.10?！峨娮与娐分悄芑O計實例與應用》，第二集，北京：電子工業出版社，2002.8。2.7穩壓電源—、目的?掌握穩壓電源的設計、組裝與調試方法。?掌握集成穩壓電源的工作原理。?掌握穩壓電路的性能指標和提高穩壓質量的措施。二'設計內容與要求設計串聯反饋式穩壓電路。⑵要求輸出直流電壓0~10V,0~15V,0~20V,連續可調；輸出電流0~0.5A或0~1A;穩壓系數SV<0.05；輸出電阻R°w0.05Q。輸出紋波電壓VOp-pw5mV組裝調試穩壓電路。畫出電路圖，寫出完整的總結報告。選作內容：設計穩壓電源的短路保護電路。用三端集成穩壓電路設計、組裝穩壓電源。三'穩壓電源的工作原理直流穩壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩壓電路等四部分組成。電源變壓器是將電網220V的交流電壓變為所需要的電壓值送入整流電路；整流電路是將交流電壓變成脈動的直流電壓；濾波電路把脈動的直流電壓的紋波加以濾除，得到平滑的直流電壓；穩壓電路的作用是當電網電壓波動，負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩定。通常穩壓電源采用串聯負反饋電路，電路框圖如圖 2-1所示，交流電壓經全波整流并濾波后，得到平滑的直流電壓，作為穩壓電路的輸入電源。整4串聯調整樂略 Tft比較放丈電路路樣保護電路路圖2-1串聯調整式穩壓E基準電壓電路電源框圖ft串聯調整電路：串聯調整電路的核心是調整管，輸出電壓的穩定通過調整管的調節作用來實現，當系統的輸入電網電壓變化或負載變化時，調整管的壓降相應改變，使輸出電壓保持穩定。由于調整電路是串聯式，輸出的最大電流通過調整環節，所以設計電路選擇調整管時應滿足集電極最大允許電流，最大反向擊穿電壓和功耗的要求。取樣電路：取樣電路是檢測輸出電壓 V。的變化，把V。的全部或部分取出來和基準電壓比較并放大后來控制調整管的調整作用，使輸出電壓穩定?；鶞孰妷弘娐罚簽榱藱z測出取樣電路取得的V。值究竟是升高了還是降低了， 升高了多少或是降低了多少，這就需要把V。值與一恒定的電壓值比較，此恒定電壓的作用是作為一種基準，也稱基準電壓，提供恒定電壓的電路就是基準電壓電路。比較放大電路：有了V。的取樣電壓和基準電壓，把取樣電壓和基準電壓相比較， 由基準電壓減去取樣電壓，所得差值電壓的大小反映了V。的變化程度。此差值電壓加到調整管的基極，調節調整管的基極電流IB，使調整管的VCE作相應的變化。為了提高調節靈敏度，往往把比較后的差值電壓加以放大，在實現電路中，把信號電壓的比較和放大合在一起，就是比較放大電路，比較放大電路的電壓放大倍數越大，系統的負反饋作用越強，輸出電壓V。也就越穩定，電路的穩壓系數和輸出電阻就越小。過載短路保護電路，串聯調整型的穩壓電源，調整管和負載是串聯的，當負載電流過大或短路時，大的負載電流或短路電流全部流過調整管，此時負載端的壓降小，幾乎全部整流電壓加在調整管的c和e極間，因此，在過載或短路時，調整管 VCE，IE和允許功耗超過正常值，調整管在此情況下會很快燒壞，所以在過載或短路時應對調整管采取保護。保護電路設計時，應保證當負載電流在額定值內，保護電路對電源不起作用，但過載或短路時，保護電路控制調整管使其載止，輸出電流為零，對負載和電源均起保護作用。四、器件使用說明三端集成穩壓電路，它只有輸入、輸出和公共引出端。 LM78XX是正穩壓器，當外加適當大小的散熱片且整流器能提供足夠的輸入電流時，穩壓器能提供穩定的輸出電流。穩壓器根據在LM78XX系列中XX的不同，其輸出穩壓值不同，女口 LM7805可提供+5V的輸出電壓，LM79XX是負電源，根據XX選定穩壓器的輸出電壓 ?。其管腳如圖2-2所示。圖2-2LM78XX系列，79XX系列封裝管腳圖五、調試要求檢查整流濾波電路輸出波形是否符合要求，如果 looHz紋波天，可能是濾波電容壞。測量和調整整流濾波電路，使輸出的直流電壓符合理論值。檢查基準電壓電路是否滿足設計的基準電壓。檢查并調整取樣和比較放大電路，使其滿足負反饋的要求。檢查、調整電路的工作情況，觀察當輸出電壓改變時，調整管的管壓降變化情況。如果輸出電壓高且不可調，檢查調整電路是否開路或調整管是否被擊穿。檢查穩壓系數、輸出電阻和輸出紋波電壓是否能滿足設計要求。(6)進行功率測量，當輸出電流是設計的最大值時，此時的功率是否小于調整管最大功耗。2.8三相電相序檢測與指示一、實驗目的學習元件的選擇及用萬用表檢測電子器件學習相序測試的基本方法與原理。學會電路調試技術。二、實驗儀器及元件①?函數信號發生器1臺②.雙蹤示波器1臺③.交流電壓表1臺④.模擬電路板1件⑤.數字萬用表1只⑥.短導線若干⑦.其他（電阻等）若干三、設計要求1）簡要說明由于某些用電設備對三相電的相序有嚴格要求，因此，需要一個控制電路對三相電的相序進行檢測2）設計要求設計一個三相電相序檢測電路，也可作為相序指示。輸入380V三相電壓。用發光二極管作為相序指示。□㈣圖4.1三相電相序指示四、參考電路電路原理簡述：某相W(A)經電容C移相作為參考，二相V(B),V(C)輸入到由幾T2組成的相敏整流放大電路。以發光二極管Di,D2,D3的亮暗程度來判別相序。若相序正確， Di最亮，D2次之，D3最暗，反之相序相反。實驗中注意事項：要求輸入三相電壓對稱，因為T1、T2參考相為電源，被測相做輸入，只有二者同為正半周時才有整流輸出。如圖4.1所示電路中W,U,V三相輸入為380V，實驗中要求有三相對稱正弦電源，并注意用電安全。當任選一相為輸入時，Di，D2，D3亮暗相反時，可調換輸入端。為保證實驗安全，可通過三相調壓降低輸入電壓，圖中電阻元件阻值成比例降低。五、實驗報告獨立設計、組裝、調試三相電的相序檢測電路。寫出實驗的心得、體會。2.9簡單電阻、電容和電感測試電路、設計目的1.1熟悉555構成的RC多諧振蕩器使用1.2熟悉反饋電路設計與使用1.3學習RL的暫態應用二、設計內容與要求2.1設計電阻、電容和電感測試電路，能夠根據不同數值的電阻、電容和電感，能夠在輸出端輸出不容頻率的方波，以達到分辨元件數值的目的。2.1.1電阻100~1M；電容100pF~10000pF;電感100H~10mH。2.2分析電路，分別給出每個檔位的元件值的選取，集成塊型號的選取，已經預計輸出結果。寫出總結報告。三、電阻、電容和電感測試電路設計思路簡要思路：采用時基電路555構成多諧振蕩器，根據輸出方波的頻率不同，可以計算電阻值和電容值。電感的測量可以利用遲滯比較器 實現。電路原理圖分別如下所示：

電路輸出方波頻率為:1電路輸出方波頻率為:10.7(R2R)C5Xa測電阻1R 0.5Rx1.4fC由上式可知電阻大小只與輸出頻率檔位設定與器件值選?。河缮鲜娇芍娮璐笮≈慌c輸出頻率檔位設定與器件值選?。篺有關。通過測量f就可以獲得電阻值。K歐檔：R仁2k,選擇電容為c=1uF,則輸出頻率f=64.9Hz-649Hz時，待測電阻RX=0.1k-10k,10K歐檔：R1=2k,選擇電容為c=0.1uF，則輸出頻率f=70.7Hz-649Hz時，待測電阻Rx=10k-100k,100K歐檔：R1=2k,選擇電容為c=0.01uF，則輸出頻率f=71.3Hz-707Hz時，待測電阻RX=100k-1M,b測電容10.7(R12R)f由上式可知電容大小只與輸出頻率 f有關。通過測量f就可以獲得電容值。檔位設定與器件值選取:1)100pF-1000pF檔：R1=2M,選擇電阻為Rx=10M，則輸出頻率f=64.9Hz-649Hz時,

待測電容c=100pF-1000pF,2)1000pF-10000pF檔：R1=200k,選擇電阻為Rx=1M,則輸出頻率f=64.9Hz-649Hz時，待測電容c=1000pF-10000pF。Rf2ln[2(RiRf2ln[2(RiR2)/RJLx K/f，Rx是電輸出方波頻率 K/Lx,K為常數,感內阻2ln[2（RR2）/RJgf由上式可知電感大小只與輸出頻率 f有關。通過測量f就可以獲得電感值。檔位設定與器件值選?。?） 0.1mH-1mH檔：選擇電阻為R1=100,R2=10k,Rf=100，則輸出頻率f=9.42kHz-94.2kHz時，待測電感L=0.1mH-1mH，2）1mH-10mH檔：選擇電阻為R仁R2=100,Rf=100,則輸出頻率f=3.6kHz-36kHz時，待測電感L=1mH-10mH，四、常用元器件常用三極管和集成電路及其主要參數見下表。常用集成電路及其主要參數型號電源電壓范型號電源電壓范圍（V）開環差模電壓增益（dB）共模抑制比（dB）差模輸入電阻（MQ）增益帶寬（MHz）轉換速率（V/卩S）功耗（Mw）CF741<±22>94>70>0.31.20.5V120(HC741)運放類型CF3253〈土3-±18>80>806150〈0.6低功耗型CF318〈土22>70>7031513寬帶型CF715〈土22>74>7416518165高速型CF7650〈土3-±18>120>1201022.5〈0.6高精度型五、參考資料《電子技術基礎課程設計》華中理工大學出版社 楊宗善主編1995.1?！峨娮酉到y與實踐》電子工業出版社楊剛周群主編2004.1。《電子技術實驗與課程設計指導模擬電路分冊》東南大學出版社郭永貞主編2004.10?！兑环N測量電感的新方法》電工技術雜志楊永明1998.5第3期.2.10心電放大器的設計一、 設計目的1.1學習三運放電路工作原理與設計方法1.2學習差模信號與共模信號1.3熟悉巴特沃茲低通濾波器的設計二、 設計內容與要求2.1設計心電放大電路，技術指標如下：2.1.1差模放大倍數AVD=1002.1.2共模抑制60dB2.1.3通頻帶0~30HZ。2.1.4阻帶截止深度40dB.2.2寫出電路分析，總結報告三、心電放大器基本原理心電放大器在人體心電圖以及各種生物信號提取中有種要的作用。人體心電信號是微弱的生物電信號，需要較大的放大倍數和較高的共模抑制比，因此設計三運放放大電路使信號兩端盡量對稱，將抑制共模干擾。同時50Hz工頻干擾無處不在，在第二級采用了 30Hz低通濾波進行濾除，同時濾除高頻干擾。放大倍數設計，第一級 9倍，第二級10倍。總體設計框圖為：3.1三運放放大電路:V V.R5(2R3/ROR4=當R3=24k,R8=6k,R5=&=24k時，V 9%3 8 5 。該放大器第一級是具有深度電壓串聯負反饋的電路，所以它的輸入電阻很高。如選用相同特性的運放，貝尼們的共模輸出電壓和飄移電壓也都相等，組成差分式電路以后，可以互相抵消，所以它有很強的共模抑制能力和較小的輸出飄移電壓，同時該電3.2二階巴特沃茲低通濾波放大電路階低通濾波器的傳遞函數Au(s)S2 ——s其中，A1 ，等效品質因數Q=1/(3-A),特征角頻率1RC1RC路可以有較高的差模電壓增益。截止頻率f=30Hz,C=0?1uF,R￡2fC，計算得R=53?1k,取標稱值為51k,獲得的放大倍數為A1 可,四、常用元器件常用三極管和集成電路及其主要參數見下表。常用集成電路及其主要參數型號電源電壓范圍(V)開環差模電壓增益(dB)共模抑制比(dB)差模輸入電阻(MQ)增益帶寬(MHz)轉換速率(V/卩s)功耗(Mw)運放類型CF741(HC741)〈土22>94>70>0.31.20.5V120通用型CF3253〈土3-士18>80>806150<0.6低功耗型CF318〈土22>70>7031513寬帶型CF715〈士22>74>7416518165高速型CF7650〈士3-士18>120>1201022.5<0.6高精度型五、參考資料《電子技術基礎課程設計》 華中理工大學出版社 楊宗善主編1995.1?！峨娮酉到y與實踐》 電子工業出版社 楊剛周群主編2004.1?！峨娮蛹夹g實驗與課程設計指導 模擬電路分冊》 東南大學出版社 郭永貞主編2004.10?！缎碾娦畔W》 科學技術文獻出版社 張開滋等.1998.《生物醫學測量與儀器》 復旦大學出版社王保華20032.11多種信號發生器、設計目的?掌握波形發生器的工作原理。?掌握單片函數發生器5G8038的應用。?掌握多種波形發生器的電路組成及設計方法。二、 設計任務和要求。設計一個能產生方波、三角波和正弦波等多種波形信號輸出的波形發生器； 本信號發生器可考慮以專用芯片（如 5G8038）為核心來實現。具體要求如下：1、 輸出波形工作頻率范圍為0.02Hz~20KHz，且連續可調；2、 正弦波幅值土10V，失真度小于1.5%;3、 方波幅值土10V;4、 三角波峰-峰值20V，各種輸出波形幅值均連續可調。三、 總體方案設計3.1設計思路波形產生電路通常可采用多種不同電路形式和元器件獲得所要求的波形信號輸出。波形產生電路的關鍵部分是振蕩器，而設計振蕩電路的關鍵是選擇有源器件，確定振蕩器電路的形式以及確定元件參數值等，具體設計可以參考以下思路。1用正弦波振蕩器產生正弦波輸出，正弦波信號通過變換電路得到方波輸出（例如用施密特觸發器），用積分電路將方波變換成三角波或鋸齒波輸出；2用多諧振蕩器產生方波信號輸出，用積分電路將方波變換成三角波輸出，用折線近似法將三角波變換成正弦波輸出；3用多諧振蕩器產生方波信號輸出，方波經濾波可得正弦波輸出，方波經積分電路可得三角波輸出；4用單片函數發生器5G8038產生方波、三角波和正弦波等多種波形信號輸出。3.2原理框圖文氏橋振蕩器（RC串-并聯正弦波振蕩器）產生正弦波輸出，其主要特點是采用 RC串一并聯網絡作為選頻和反饋網絡，其振蕩頻率 f01/（2RC），改變RC的數值，可得到不同頻率的正弦波信號輸出。為了使輸出電壓穩定，須采用穩幅措施。用集成運放構成電壓比較器，將正弦波信號變換成方波信號輸出。用運放構成積分電路，將方波信號變換成三角波或鋸齒波信號輸出。2用多諧振蕩器實現圖中利用滯回比較器的開關作用和具有延時作用的 RC反饋網絡構成多諧振蕩器，用積分電路將方波變換成三角波信號輸出，采用二極管和電阻網絡（折線近似法）將三角波的尖頂削平，得到近似正弦波信號輸出。3用單片函數發生器5G8038組成多種波形發生器。5G8038的特性[1]5G8038性能特點如下：?輸出各類波形的頻率漂移小于 50X10-6Hz/C；?通過調節外接阻容元件值， 很容易改變振蕩頻率，使工作頻率在0.001Hz-300kHz范圍內可調節。?輸出的波形失真小；?三角波輸出線性度可優于0.1%。?矩形脈沖輸出占空比調節范圍可達 1-99%，可獲得窄脈沖、方波、寬脈沖輸出；?輸出脈沖（或方波）電平可從4.2-28V;?外圍電路簡單（外接元件較少），引出線比較靈活、適用性強。5G8038是上海元件五廠生產的，而國外生產的同類產品 ICL8038的性能特點要優于以互換使用。5G8038引腳排列如圖1所示。11 [Illi3]|]0012 14 5八7 丨 ffl】5V；8038利腳排列ffi集成電路5G8038管腳說明：1:正弦波失真調節端；2:正弦波輸出端；3:三角波/鋸齒波輸出端；4:恒流源調節（4腳和5腳外接電阻，以實現占空比的調節）； 5:恒流源調節（外接電阻端）； 6:正電源；7:基準源輸出；8:調頻控制輸入端；9:方波/矩形波輸出端（集電極開路輸出）； 10:外接電容C；11:負電源或接地端；12:正弦波失真調節；13:空置端；14:空置端。5G8038的典型應用--構成多功能信號發生器⑴5G8038多功能函數發生器的內部結構 [2]和工作原理如圖2所示。S25C1SU3S事功肚西社發生器原理疔樞圖由5G8038構成的函數發生器原理框圖可知：他由 1個恒流充放電振蕩電路和1個正弦波變換器組成，恒流充放電振蕩電路產生方波和三角波，三角波經正弦波變換器輸出正弦波。圖中2個比較器C1,C2組成1個參考電壓分別設置在 2/3VCC和1/3VCC上的窗口比較強。2個比較器的輸出分別控制 RS觸發器的置位端和復位端。2個恒流源11,12擔任對定時電容C的充放電，而充電和放電的轉換則為 RS觸發器的輸出通過電子開關S的通或斷來進行控制。當電子開關 S斷開時，電路對外接電容 C充電，當電子開關S接通時，電容C放電，所以，若電路參數設計恰當，可在電容 C上產生良好的三角波，經緩沖器由3腳輸出。為了得到在比較寬的頻率范圍內三角波到正弦波的轉換，可用 1個由電阻和晶體管組成的折線近似轉換網絡將三角波轉換為正弦波，由 2腳輸出。而用于控制開關 S的信號，即RS觸發器的輸出，就是方波，經緩沖器由 9腳輸出。(2) 5G8038應用電路設計由5G8038構成的多功能信號發生器如圖 3所示。為了提高信號源的帶負載能力，可使三角波、正弦波信號經由器放大后LM318高速運算放大輸出。通過調節電位器Rp1的位置，既可調節函數發生器的輸出振蕩頻率的大小，用來調節輸出矩形脈沖又可波的占空比。調節電位器Rp2,可調節輸出正弦波信號失真度。調節Rp3,Rp4,可調節信號輸出幅度。圖中3個電位器Rp1,Rp2,Rp3采用精密多圈電位器。為了使振蕩信號獲得最