電工電子技術(shù)--模電部分PPT

1、任務(wù)任務(wù)1 整流器設(shè)計與裝調(diào)整流器設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)任務(wù)2 三極管放大電路設(shè)計與裝調(diào)三極管放大電路設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)任務(wù)3 集成運算放大電路設(shè)計與裝調(diào)集成運算放大電路設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)任務(wù)4 功率放大電路設(shè)計與裝調(diào)功率放大電路設(shè)計與裝調(diào)1、能識別二極管，判斷其類型，并能用萬用表檢測二極管的好壞；2、能正確選擇二極管、電容等元件；3、能對整流器電路進行裝調(diào)與檢修。任務(wù)任務(wù)1 整流器設(shè)計與裝調(diào)整流器設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)提出任務(wù)提出日常使用的手機、電視機等離不開電子技術(shù)設(shè)備，不能由交流電源直接提供電源，它們需要的是電壓大小不同而又非常穩(wěn)定的直流電壓，所以就需要將交流電網(wǎng)220V的電壓變換成直流電壓才能供上述電

2、子設(shè)備使用。這個把將交流電變?yōu)槊}動直流電的過程稱為整流。任務(wù)分析任務(wù)分析整流器就是能將交流電變成直流電的一種裝置。將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的最簡單的方法就是整流，而導(dǎo)體二極管可以方便的實現(xiàn)這一目標。而濾波最常見的方法就是用濾波元件如電容或者電感來進行濾波。所以本任務(wù)主要就是要能設(shè)計一能實現(xiàn)降壓、整流和濾波的完整電路，滿足輸出12V直流電壓的設(shè)計要求。相關(guān)知識一、二極管元件一、二極管元件1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識導(dǎo)體：一般為金屬，金屬中有大量的自由電子，在電場的作用下，自由電子能定向移動，這就形成電流。 絕緣體：橡膠、塑料、陶瓷、云母等，這些材料中幾乎沒有自由電子。半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，如硅S

3、i,鍺Ge,磷化銦InP等。 N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中，摻入5價元素（如砷），多子為自由電子。 P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中，摻入3價元素 ，多子為空穴。2PN結(jié)的形成通過現(xiàn)代工藝，把一塊本征半導(dǎo)體的一邊形成P型半導(dǎo)體，另一邊形成N型半導(dǎo)體，于是這兩種半導(dǎo)體的交界處就會形成一個具有特殊性能的薄層，稱為PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕菢?gòu)成各種半導(dǎo)體器件的核心部分。 3二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管是由一個PN結(jié)加上引線和管殼構(gòu)成的。它們都有兩個電極，接在P區(qū)的引出線為正極（或陽極），接在N區(qū)的引出線為負極（或陰極）。 圖2-1-6 二極管的結(jié)構(gòu)、符號及外形4二極管電路特性二極管最重要的性質(zhì)是：它具有

4、單向?qū)щ娦?，即正向?qū)?，反向截止?圖2-1-7 二極管伏安特性曲線二、橋式整流電路二、橋式整流電路1橋式整流基本構(gòu)成圖2-1-9 橋式整流電路2橋式整流電壓波形(a)輸入電壓波形圖 (b) 輸出電壓波形圖(c) 流過二極管的電流波形圖 (d) 二極管承受的反向電壓波形圖圖2-1-10 單相橋式整流電路三、濾波電路三、濾波電路1、橋式整流電壓波形利用整流電路得到的直流電壓和電流，由于其脈動性較大，只適用于如電解、電鍍、充電等對電壓平滑性要求不高的場合，不適用于如電子儀器、自動控制裝置及音像設(shè)備等對電壓平滑性要求較高的負載電路。因此，可在整流電路的后面增加濾波電路，通過濾波作用，將脈動的直流電變

5、為平滑的直流電供負載使用。 2、濾波電路的組成和原理濾波電路主要由儲能元件組成?？煞譃殡娙轂V波、電感濾波和復(fù)式濾波等不同電路。 圖2-1-11 橋式整流電容濾波電路濾波電路由電容器C組成，利用電容器能儲存電能功能和在電流有界的情況下，電容器兩端的電壓不能突變的特點，能使脈動的直流電變?yōu)槠交闹绷麟姟?、濾波輸出電壓值確定根據(jù)經(jīng)驗，一般橋式和全波整流電路的整流器的輸出電壓取值如下： UO1.2U2 （2-1-7）注意：當橋式整流電容濾波電路負載開路時，UO1.4U2。圖2-1-12 帶載時橋式整流濾波電路輸出電壓波形圖四、整流器中元件選擇原則四、整流器中元件選擇原則1、整流二極管的選擇正向平均電

6、流為： （2-1-8）最大反向工作電壓為： （2-2-9)電容濾波電路中，在接通電源的瞬間，電容濾波電路中，在接通電源的瞬間，C兩端電壓為零，充電電流很兩端電壓為零，充電電流很大，使二極管受到電流沖擊，容易損壞。所以，在選擇整流二極管時，大，使二極管受到電流沖擊，容易損壞。所以，在選擇整流二極管時，要留有足夠的電流裕量。要留有足夠的電流裕量。012FII22RMUU2電容的選擇濾波電容C的大小取決于放電回路的時間常數(shù)，RLC愈大，輸出電壓脈動就愈小。通常取RLC為脈動電壓中最低次諧波周期的（35）倍，即：橋式和全波整流電容濾波電路橋式和全波整流電容濾波電路半波整流電容濾波電路半波整流電容濾波電

7、路式中式中T為交流電源電壓的周期。為交流電源電壓的周期。352LTR C（ ）35LR C（ ）T五、實驗電路板（面包板）五、實驗電路板（面包板） 面包板即“集成電路實驗板”，就是一種插件板。 每條金屬簧片上有每條金屬簧片上有5個插孔，因此個插孔，因此插入這插入這5個孔內(nèi)的導(dǎo)線就被金屬簧個孔內(nèi)的導(dǎo)線就被金屬簧片連接在一起?；善g在電氣上片連接在一起?；善g在電氣上彼此絕緣。插孔間及簧片間的距離彼此絕緣。插孔間及簧片間的距離均與雙列直插式（均與雙列直插式（DIP）集成電路）集成電路管腳的標準間距管腳的標準間距2.54mm相同，相同，因而適于插入各種數(shù)字集成電路。因而適于插入各種數(shù)字集成電路。

8、 圖2-1-13 面包板六、電路設(shè)計六、電路設(shè)計12V輸出電壓整流器的基本電路結(jié)構(gòu)包括降壓電路、橋式整流電路和濾波電路，其電路結(jié)構(gòu)如圖 :圖2-1-14 整流器電路圖1、整流二極管的選擇 根據(jù)整流器的電路結(jié)構(gòu)，要獲得12V的直流電壓輸出，那在濾波電路的輸出電壓根據(jù)公式UO1.2U2 ，可得整流的輸出電壓為U2 =10V,整流二極管承受的最大反向電壓為15V以上。整流二極管的平均正向電流 IFIO =0.3A，所以可以選擇普通的整流二極管1N4001即可。2、電容的選擇根據(jù)公式RLC（35），根據(jù)工頻50Hz，則T=0.02ms，取負載RL=20，則C2000F，通常來講可以選擇CD-25V-3

9、300uF的電解電容。3、變壓器的選擇根據(jù)橋式整流的電壓計算公式： UO=d=0.9U2 和 IO=IL=0.9 可得變壓器的輸出電壓U變壓器為11V，可采用220V/16V的變壓器。 任務(wù)實施任務(wù)實施一、工具器材準備一、工具器材準備1元件準備：整流二極管1N4001共四個，電解電容CD-25V-3300uF一個，12歐姆電阻一個。2數(shù)字萬用表。3220V/16V變壓器一個。4實驗電路板（面包板）。二、電路制作二、電路制作 1、核對元件數(shù)量表、規(guī)格和型號2、二極管的檢測3、電解電容的檢測4、元器件預(yù)加工5、電路裝配 三、整流電路的調(diào)試三、整流電路的調(diào)試1、準備好220V/16V變壓器一個，檢查

10、電路板，確認沒有問題之后通電；2、用萬用表的交流檔測量變壓器的輸出電壓，看是否是15V左右，如果沒有讀數(shù)或讀數(shù)相差較大，則斷電后檢查變壓器的通斷和型號是否正確；3、在變壓器輸出值正確之后再外接20的負載一個，用萬用表的直流檔測量橋式整流的輸出電壓，看是否是10V左右。如不是，則檢查一下四個二極管的連接有沒有問題；4、用萬用表的直流檔測電容濾波后的輸出電壓，看是否是12V左右，如不是，再檢查一下電容的好壞和負載的阻值是否有誤。任務(wù)評價任務(wù)評價序號考核內(nèi)容評分標準配分得分1測試儀器準備準備好測試儀器并會使用 102器件準備會準備器件并會檢測器件153電路設(shè)計 會用給定與非門器件設(shè)計三人表決器電路3

11、04電路連接會根據(jù)設(shè)計電路搭建電路205電路調(diào)試 會分析故障并排除簡單故障206工作總結(jié)會根據(jù)操作進行總結(jié) 5合計總分100評分標準 返回返回1、能識別三極管的三個極，并能熟練檢測判斷其好壞2、會正確設(shè)置基本放大電路的工作點3、在電路通電后能分析判斷三極管是否正常工作4、基本放大電路的安裝、調(diào)試與檢修任務(wù)任務(wù)2 三極管放大電路設(shè)計與裝調(diào)三極管放大電路設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)提出任務(wù)提出自然采集的電信號都比較微弱，比如語言信號、無線電信號等，微弱的電信號不適合于后繼電路的傳輸，故要將小信號進行放大。 本設(shè)計任務(wù)就是設(shè)計一個電壓放大電路，能將微弱的小信號放大，并且能很好地與后面的后繼電路匹配。 任務(wù)分析任

12、務(wù)分析共發(fā)射極放大電路通常可以放置在整個放大電路之前做前置放大，但是通常其輸出電阻的阻值較大，而為了改善電路性能，一般要在后面跟一個共集電極的放大電路，即電壓跟隨器，將兩個放大電路連接起來，即可滿足這個任務(wù)設(shè)計要求。相關(guān)知識相關(guān)知識一、三極管類型和電路特性一、三極管類型和電路特性1三極管類型三極管類型 三極管的管芯由三層不同類型的摻雜半導(dǎo)體組合而成，按摻雜半導(dǎo)體的不同組合，分別稱為NPN型和PNP型，兩種類型的三極管的結(jié)構(gòu)示意圖及電路符號如圖2-2-1所示。 (a) NPN型結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號 (b) PNP型結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號 圖2-2-1 三極管結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號2三極管構(gòu)成特點三極

13、管構(gòu)成特點三極管是主要用于實現(xiàn)放大作用的器件，為保證其放大作用，在制作時其結(jié)構(gòu)特點為： （1）發(fā)射區(qū)摻雜濃度大，是高濃度摻雜區(qū)；（2）基區(qū)濃度低并且很?。ㄆ浜穸纫话阍趲讉€微米至幾十個微米）；（3）集電區(qū)摻雜濃度低，且集電結(jié)面積大。3三極管實物圖三極管實物圖如圖2-2-2為幾種實際三極管器件的外形圖。 (a) 金屬封裝小功率管 （b) 塑封管 (c) 金屬封裝大功率管圖2-2-2常見三極管的外形4三極管基本電路特性三極管基本電路特性三極管的b、c、e三個電極的電流關(guān)系為： 集電極電流IC與基極電流IB的比值基本為定值，用表示兩個電流的比值，則有： ECBIIICBII5、三極管的伏安特性曲線、三

14、極管的伏安特性曲線 三極管的特性曲線是指三極管的各電極間電壓和電流之間關(guān)系的曲線，分為輸入特性和輸出特性曲線。 1）輸入特性曲線 2）輸出特性曲線通常將輸出特性曲線劃分成三個區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)，即三極管的三種工作狀態(tài)。二、共射極基本放大電路（做前置放大）二、共射極基本放大電路（做前置放大） 1共射極基本放大電路構(gòu)成整個電路分為輸入回路和輸出回路兩部分：輸入信號源（us和內(nèi)阻Rs）加在基極和發(fā)射極之間，與C1、RB、UBB共同構(gòu)成輸入回路；輸出信號uo由集電極和發(fā)射級之間取出，與RC、UCC 、C2和RL共同構(gòu)成輸出回路。 (a) 雙電源供電的共射組態(tài)放大電路 (b) 單電源供電的共射

15、組態(tài)放大電路(c) 共射組態(tài)放大電路的習慣畫法 2共射極基本放大電路工作原理 3共射極基本放大電路直流通路和交流通路由于放大電路中的iB、iC、uCE都是交直流疊加量，而直流量是由直流電源及偏置電阻決定的，不隨輸入信號而改變；交流輸入信號的變化只影響交流量。因此，根據(jù)疊加原理，在分析放大電路時，可以采用將交、直流信號分開的辦法來分析。一個放大電路通常要從直流通路和交一個放大電路通常要從直流通路和交流通路兩方面來進行分析。流通路兩方面來進行分析。 4共射極基本放大電路直流通路放大電路中只考慮直流電源的作用，交流輸入信號為零時的狀態(tài)，稱為靜態(tài)。靜態(tài)時電流的流通路徑稱為直流通路。靜態(tài)分析的任務(wù)就是確

16、定靜態(tài)工作點Q，即確定靜態(tài)時的IB、IC 和UCE，習慣上常用IBQ、ICQ 和UCEQ來表示Q的值。40uA500K20BCCBBECCBQRURUUI2mA2000uA40uA50BQCQII10V5220CCQCCCEQRIUU直流通路 5共射極基本放大電路的動態(tài)分析在放大電路中只考慮交流輸入信號的作用，直流電源為零時的狀態(tài)，在放大電路中只考慮交流輸入信號的作用，直流電源為零時的狀態(tài)，稱為動態(tài)。動態(tài)時電流的流通路徑稱為稱為動態(tài)。動態(tài)時電流的流通路徑稱為交流通路交流通路 。 (a) 共射放大電路共射放大電路 (b) 交流通路交流通路 動態(tài)分析的主要任務(wù)是確定放大電路的動態(tài)性能，包括放大電路

17、的動態(tài)分析的主要任務(wù)是確定放大電路的動態(tài)性能，包括放大電路的基本性能指標基本性能指標電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻輸入電阻Ri和和輸出電阻輸出電阻Ro，輸出動態(tài)范，輸出動態(tài)范圍，失真情況等。圍，失真情況等。 （1）放大倍數(shù)）放大倍數(shù)A放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標，它定義為輸出信號與輸入信號之比。電壓放大倍數(shù)定義為：iouuuA （2）輸入電阻）輸入電阻Ri輸入電阻Ri是指從放大電路輸入端看進去的等效電阻，是衡量放大電路對信號源影響程度的指標。因為放大電路與信號源相連，放大電路的輸入電阻就相當于信號源的負載，Ri的定義為：iiiiuR （3）輸出電阻）輸出電阻Ro在電路分析理論中

18、將輸出電阻Ro定義為負載開路、輸入信號源電壓us為零時，放大電路的輸出端口呈現(xiàn)等效交流電阻，即在輸出端加一個交流電壓uo，在uo作用下產(chǎn)生輸出電流io .LS0oooRuiuR， 三極管的微變等效電路主要是將非線性的三極管元件在微小輸入信號的激勵下可等效為線性元件，這樣可以方便電路的等效變換。 基極和發(fā)射極之間的等效基極和發(fā)射極之間的等效三極管的輸入端等效動態(tài)輸入電阻rbe為:)()()(26)1 ()1 (mAImVrrrrEQbbebbbe 集電極和發(fā)射極之間的等效集電極和發(fā)射極之間的等效輸出特性曲線在放大區(qū)域內(nèi)可認為呈水平線，集電極電流的微小變化iC僅與基極電流的微小變化ib有關(guān)，而與電

19、壓uCE無關(guān)，故集電極和發(fā)射極之間可等效為一個受ib控制的電流源，即：bcii 三極管的微變等效電路如圖所示：三極管的微變等效電路如圖所示： 三、共集放大電路三、共集放大電路( (射極跟隨器射極跟隨器) ) 共集放大電路的輸出電阻很低，帶負載能力強。其特點是：電壓放大倍數(shù)小于1，但約等于1，即電壓跟隨；輸入電阻較高；輸出電阻較低。四、電路設(shè)計四、電路設(shè)計 作為前置放大電路，假設(shè)此電路的電壓的放大倍數(shù)為作為前置放大電路，假設(shè)此電路的電壓的放大倍數(shù)為100左右，采左右，采用三極管共發(fā)射極電路，其中電源電壓為用三極管共發(fā)射極電路，其中電源電壓為UCC=12V，RB=300k，RC=3k，RL=3k，

20、RS=3k，三極管的電路放大系數(shù)，三極管的電路放大系數(shù)=50。任務(wù)實施任務(wù)實施一、工具器材準備一、工具器材準備1元器件準備： 300k碳膜電阻一個，3k碳膜電阻四個，電流放大系數(shù)=50的三極管一個，200k碳膜電阻一個， 2k碳膜電阻一個， 100碳膜電阻一個，電流放大系數(shù)=50的三極管二個。2數(shù)字萬用表3UCC=12V電源4實驗電路板二、電路制作二、電路制作1、核對元件數(shù)量表、規(guī)格和型號 2、元器件質(zhì)量檢測3、元器件預(yù)加工 4、安裝元器件三、電路調(diào)試三、電路調(diào)試 1、檢查電路板，接通12V電壓源。2、用信號發(fā)生器輸出一個f=1kHz,Ui=10mV的正弦信號，將此信號輸入到前置放大電路的輸入

21、級。用示波器觀察輸入與輸出的波形，若沒有輸出波形，可以先看看示波器的參數(shù)設(shè)置是否有問題，再者可以檢查一下三極管有沒有接錯，檢測電路的連接。如果輸出端有波形輸出，則表示整個電路是可以正常工作的。3、接上信號源，保持輸入信號為1kHz逐漸增大輸入信號幅度，調(diào)節(jié)R1，使放大器輸出波形正峰與負峰恰好同時出現(xiàn)削波失真為止，此時工作點已調(diào)至放大區(qū)的中點，能放大較大的輸入信號。4、給放大器輸入1kHz，10mV信號電壓，用示波器觀察Vo的波形，在Vo不失真的情況下，接一個3k的負載電阻，用示波器讀出其電壓值，再計算電壓放大倍數(shù)。若能得到100左右的放大倍數(shù)，則表示整個電路的設(shè)計滿足要求了。任務(wù)評價任務(wù)評價序

22、號考核內(nèi)容評分標準配分得分1測試儀器準備準備好測試儀器并會使用 102器件準備會準備器件并會檢測器件153電路設(shè)計 會用給定與非門器件設(shè)計三人表決器電路304電路連接會根據(jù)設(shè)計電路搭建電路205電路調(diào)試 會分析故障并排除簡單故障206工作總結(jié)會根據(jù)操作進行總結(jié) 5合計總分100返回返回1、會對集成運放進行簡單的識別與檢查、會對集成運放進行簡單的識別與檢查2、設(shè)計溫度測量電路、設(shè)計溫度測量電路 3、能對溫度測量電路的進行連接、調(diào)試與檢修、能對溫度測量電路的進行連接、調(diào)試與檢修任務(wù)任務(wù)3 集成運算放大電路設(shè)計與裝調(diào)集成運算放大電路設(shè)計與裝調(diào) 任務(wù)提出任務(wù)提出集成運算放大器是一種具有極高增益的電壓放

23、大器，經(jīng)由恰當選取的外部元件，就能構(gòu)成各種運算電路，如放大、加、減、微分和積分等。在掌握常用集成運放電路的功能及使用方法的基礎(chǔ)上，用集成運放等電路元件設(shè)計一個實用的溫度測量電路，該電路測量溫度從0500C，輸出電壓05V。設(shè)計并驗證電路的功能，要能正確連接電路，并能排除電路中出現(xiàn)的故障。任務(wù)分析任務(wù)分析環(huán)繞一個運算放大器連接上外部元件，就構(gòu)成了運算放大器電路。一片單純的運算放大器是作為運算放大器電路中的一個部件來使用的，就如同一個電阻、電容一樣。理想運算放大器概念的確立，為研究和使用運算放大器提供了極大的方便。溫度測量電路是用用集成運放加上外接電路元件設(shè)計而成，其關(guān)鍵的元器件是熱敏電阻(溫度傳

24、感器)和基礎(chǔ)運放。 一、集成運放一、集成運放1集成運放的電路符號及含義 圖(a)是國際標準符合，圖(b) 為習慣通用畫法?！?”符號代表反相輸入端，“+”代表同相輸入端，他們對地的電壓分別用和表示，輸出電壓為，“”代表信號從輸入端向輸出端流動，“”代表運算放大器開環(huán)增益理想情況下可以看成無窮大的。2理想集成運放大器組成集成運算放大器內(nèi)部電路包括差動輸入級、電壓放大級、輸出級以及偏置電路等。 3理想集成運放工作于理想狀態(tài)具有兩個重要特點： （1）虛短：由于兩輸入端之間的電壓為零，相當于兩輸入端短路，但又不是真正的短路，故稱為“虛短”。虛短實際上指的是兩輸入端的電壓相同，即。（2）虛斷：由于差模輸

25、入電阻為無窮大，所以兩輸入端的電流為零，相當于斷開，但又不是真正的斷開，故稱為“虛斷”。虛斷表明兩輸入端不取電流，即: uu0ii二、集成運算放大器構(gòu)成的基本運算電路二、集成運算放大器構(gòu)成的基本運算電路（1）同相放大器輸出電壓通過接到反相輸入端，且R2=R1/Rf。這里Rf引入的是電壓串聯(lián)負反饋。 （2）一種特殊的同相放大器電壓跟隨器同相放大器中，現(xiàn)令同相放大器中的1R0fR02R（3）反相放大器如圖2-3-5所示為反向放大器電路。（4）差分放大器差分放大器有兩個輸入端和一個輸出端，其中Ui1加在運放的反相，Ui2加在運放的同相,如圖2-3-6所示。（5）求和放大器求和放大器有兩個或多個輸入及

26、一個輸出，由于輸入電壓之間正、負號組合的不同，求和運算加法運算、剪發(fā)運算和加減運算等幾種類型 ,下以反相加法運算電路為例：三、溫度傳感器三、溫度傳感器 熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時電阻值越大，負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。任務(wù)實施任務(wù)實施一、工具器材準備一、工具器材準備1集成運放器741、熱敏電阻鉑電阻Pt100，200電位器一個，4k電阻兩個，100k電阻兩

27、個，300k電阻兩個。2+2.5V直流電源3數(shù)字萬用表，溫度計4空調(diào)房，實驗電路板二、電路設(shè)計二、電路設(shè)計三、電路調(diào)試三、電路調(diào)試1、檢查電路板，接通+2.5V電壓源；2、通過電位器來調(diào)整0C時的輸出電壓，使得輸出電壓。3、調(diào)零之后，改變環(huán)境測試溫度,熱敏電阻的阻值不等于電阻值，電橋輸出一個壓差信號，這個壓差信號送到差分放大器A進行放大，以此來檢測環(huán)境溫度的變化。由于環(huán)境的測試溫度改變比較有限，所以通?？紤]溫度測量范圍在1626的較為易得的環(huán)境溫度下可測即表示電路設(shè)計基本合理。任務(wù)評價任務(wù)評價序號考核內(nèi)容評分標準配分得分1測試儀器準備準備好測試儀器并會使用 102器件準備會準備器件并會檢測器件

28、153電路設(shè)計 會用給定與非門器件設(shè)計三人表決器電路304電路連接會根據(jù)設(shè)計電路搭建電路205電路調(diào)試 會分析故障并排除簡單故障206工作總結(jié)會根據(jù)操作進行總結(jié) 5合計總分100返回返回1、掌握功率放大電路的基本工作原理和電路特性2、會設(shè)計簡單的集成功放電路3、OTL功放電路的連接，調(diào)試與檢修任務(wù)任務(wù)4 功率放大電路設(shè)計與裝調(diào)功率放大電路設(shè)計與裝調(diào)任務(wù)提出任務(wù)提出集成功率放大器具有體積小、工作穩(wěn)定、安裝和調(diào)試方便、適用電壓范圍大等特點，只要知道其各端子的外部特性就能方便地使用。因此在許多電器的輸出級，有非常廣泛的應(yīng)用。本任務(wù)主要是在掌握集成功放原理、功能及使用方法的基礎(chǔ)上，用集成功放LM386

29、設(shè)計一個的OTL功放電路。正確連接電路,能排除電路中出現(xiàn)的故障。任務(wù)分析任務(wù)分析功率放大器的作用是給音響放大級的負載（揚聲器）提供一定的輸出功率。當負載一定時，希望輸出的功率盡可能大，輸出的信號的非線性失真盡可能的小，效率盡可能的高。功率放大器的常見電路形式有OTL和OCL電路，也有專門的集成電路功率放大器。本任務(wù)中功放的主要元件采用的是常見功放芯片LM386，配合其他外接元件與之組裝一個OTL功放電路。相關(guān)知識相關(guān)知識一、功率放大電路的類型和分類一、功率放大電路的類型和分類1低頻功率放大器的分類 低頻功率放大電路根據(jù)其放大管在靜態(tài)時工作點Q設(shè)置的不同，通?？煞譃椋杭最悾翌惡图滓翌惾?。2.

30、 乙類功率放大電路的交越失真在輸入信號的過零點，即兩管在輸入信號的過零點，即兩管交替工作的交替點的前后，都會出交替工作的交替點的前后，都會出現(xiàn)一段兩管電流均為零或是非線性現(xiàn)一段兩管電流均為零或是非線性嚴重的失真波形。通常把這種在兩嚴重的失真波形。通常把這種在兩管交替工作的交替點的前后對應(yīng)的管交替工作的交替點的前后對應(yīng)的失真，稱為交越失真失真，稱為交越失真 。二、實用的功放電路二、實用的功放電路甲乙類功率放大電路甲乙類功率放大電路單電源供電互補對稱功率放大單電源供電互補對稱功率放大電路，這種形式的電路與同樣是單電路，這種形式的電路與同樣是單電源供電，無輸出變壓器，簡稱為電源供電，無輸出變壓器，簡

31、稱為OTL電路，但電路中增加了一個輸電路，但電路中增加了一個輸出耦合電容，電路中沒有輸出耦合出耦合電容，電路中沒有輸出耦合電容。電容。 三、集成功放電路三、集成功放電路 集成功率放大器具有體積小、工作穩(wěn)定、安裝和調(diào)試方便、適用電壓范圍大等特點，只要知道其各端子的外部特性就能方便地使用。LM386是音頻集成功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。它是目前使用較多的小功率模擬信號放大集成電路，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。四、有四、有LM386LM386構(gòu)成的構(gòu)成的OTLOTL功放電路設(shè)計功放電路設(shè)計本設(shè)計采用的是集成

32、運放本設(shè)計采用的是集成運放LM386，其主要優(yōu)點是：，其主要優(yōu)點是：1、電路設(shè)計建行，組裝方便，只需適當選配外接元件，便可實現(xiàn)輸入輸出的各種放大關(guān)系。2、由于運放的開環(huán)增益都很高，用其構(gòu)成的放大電路一般工作在深度負反饋的閉環(huán)狀態(tài)，則性能穩(wěn)定，非線性失真小。3、運放的溫漂很小，是和各種微弱信號的放大，又因其具有很高的共模抑制比，對溫度的變化、電源的波動以及其他外界干擾都有很強的抑制能力。4、由運放構(gòu)成的放大單元功耗低、體積小、壽命長，使整機使用的元器件數(shù)大大減少，成本降低，工作可靠性大為提高。由LM386構(gòu)成的OTL功放應(yīng)用電路，信號來自采樣電位器，從同相輸入端輸入，反相輸入端接地；7腳對地電容

33、及5腳對地的電阻和電容串聯(lián)電路的作用是防止高頻自激；1、8腳外接電阻和電容的作用為增益控制，改變電阻的大小，可改變電路的電壓增益。任務(wù)實施任務(wù)實施一、工具器材準備一、工具器材準備1元器件：LM386芯片一塊，芯片插座一個，10k電位器一個，20k電位器一個，10碳膜電阻一個，10uF、220uF、20uF電解電容各一個，0.1uF瓷介電容一個。218V穩(wěn)壓電源3信號發(fā)生器4示波器5. 數(shù)字萬用表6. 實驗電路板二、電路制作二、電路制作 1、核對元件數(shù)量表、規(guī)格和型號2、元器件質(zhì)量檢測（電位器的檢測 ）3、元器件預(yù)加工將LM386的引腳整形，排列整齊且適合面包板的插拔，通常可以使用芯片插座。4、

34、元件安裝 三、電路調(diào)試三、電路調(diào)試新安裝的電路板往往難以達到預(yù)期的效果，這是以為我們在設(shè)計的時候不可能周全地考慮元件的誤差、器件參數(shù)的分散性、寄生參數(shù)等各種各樣的客觀因素。此外，電路板的安裝中仍然存在著可能沒有檢查出來的錯誤。通過電路板整體測試與調(diào)整，可發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案中的不足之處，并查出電路安裝中的錯誤然后采取措施加以改進和糾正，就可是使設(shè)計達到預(yù)定的技術(shù)要 求。任務(wù)評價任務(wù)評價序號考核內(nèi)容評分標準配分得分1測試儀器準備準備好測試儀器并會使用 102器件準備會準備器件并會檢測器件153電路設(shè)計 會用給定與非門器件設(shè)計三人表決器電路304電路連接會根據(jù)設(shè)計電路搭建電路205電路調(diào)試 會分析故

35、障并排除簡單故障206工作總結(jié)會根據(jù)操作進行總結(jié) 5合計總分1001、穩(wěn)壓輸出值的確定 2、集成穩(wěn)壓電路的連接、調(diào)試與維修3、直流電源的構(gòu)成、作用與工作原理4、集成穩(wěn)壓電源的構(gòu)成、作用與工作原理任務(wù)任務(wù)4 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計與裝調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計與裝調(diào)任務(wù)提出任務(wù)提出電子電路工作時都需要直流電源提供能量，電池因使用費用高,一般只用于低功耗便攜式的儀器設(shè)備中。因此，有各種直流電源應(yīng)用于電子電路中，例如線性穩(wěn)壓電源、通信用的AC/DC開關(guān)電源、AC/DC開關(guān)電源、DC/DC開關(guān)電源、電力操作電源、綠色照明電源、高效可靠低污染的光伏逆變電源、風光互補型電源等。本任務(wù)要求在掌握穩(wěn)壓電源的原理、功

36、能及使用方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計一個輸出電壓為12V的直流穩(wěn)壓電源，要求輸出電壓在915V可調(diào)，采用可靠性較高的集成穩(wěn)壓電路來實現(xiàn)。要求能正確連接電路，并能排除電路中出現(xiàn)的故障。任務(wù)分析任務(wù)分析本次任務(wù)的主要設(shè)計點就在選擇合適的變壓器將220V交流電降壓，然后將整流以后的波形進行取樣、比較和穩(wěn)壓。在掌握整個電路原理之后組裝電路并調(diào)試直流穩(wěn)壓電源電路。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成，如圖2-5-1所示。相關(guān)知識相關(guān)知識一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1穩(wěn)壓二極管的工作特性穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于

37、電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。 2穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路常用的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖2-5-2(b)所示。如:uiuoIZI（=IZ+IL）uRuo（=uiuR）基本不變。同理，當ui一定， RL發(fā)生變化時，穩(wěn)壓管兩端的電壓仍然基本保持不變,從而起到穩(wěn)壓作用。二、集成三端穩(wěn)壓器電路二、集成三端穩(wěn)壓器電路1、固定式集成三端穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯箸優(yōu)點，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制用中應(yīng)用較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。2、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路舉例（1）三端集成穩(wěn)壓器只有三個引腳：輸入端（in）、輸出端(out)、公共端(com)。圖2-5-4三端集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路 。其中C2防止自激振蕩，C3減小高頻干擾，C1 、C4減小輸出紋波和低頻干擾。（2）輸出正、負電壓的電路圖2-5-5所示為采用CW7815和CW7915三端穩(wěn)壓器各一塊組成的具有同時輸出+15V-15V電壓的穩(wěn)壓電路。任務(wù)實施任務(wù)實施一、工具器材準備