生電子設(shè)計(jì)高職賽題分析

大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽高職賽題分析學(xué)院一、培養(yǎng)目標(biāo)問(wèn)題？現(xiàn)象：從綜合

成績(jī)看，高職電子信息基礎(chǔ)教育薄弱選擇控制類題目的扎堆模擬技術(shù)教學(xué)嚴(yán)重弱化培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)涵之一：培養(yǎng)掌握數(shù)字技術(shù)的模擬電路人才一、培養(yǎng)目標(biāo)問(wèn)題？（續(xù)）競(jìng)爭(zhēng)力：模擬人才需求及硬件模擬人才稀缺案例雅達(dá)公司案例二、歷屆賽題分析1.電源賽題2013年賽題2015年賽題2.信號(hào)發(fā)生器2007年賽題3.放大器類題目2007年賽題2007年賽題4.儀器儀表類題目2007年賽題2011年賽題2013年賽題5.與處理類題目2009年賽題2011年賽題6.控制類題目2007年賽題2009年賽題2011年賽題2013賽題2015賽題2015賽題二、賽前訓(xùn)練內(nèi)容建議單片機(jī)最小系統(tǒng)及相關(guān)程序STC15系列單片機(jī)最小系統(tǒng)STM32最小系統(tǒng)顯示程序模塊鍵盤程序模塊其他程序模塊.

轉(zhuǎn)換器12位并行A/D24位∑⊿串行A/D（如AD1224，建議單雙電源均選一款訓(xùn)練）3.D/A轉(zhuǎn)換器14位串行D/A（如DAC8320，建議單雙電源均選一款訓(xùn)練）傳感器傾角傳感器（模擬型、數(shù)字型）數(shù)字羅盤（三維控制）加速度傳感器光電傳感器（反射型、對(duì)射型）溫度傳感器（模擬型、數(shù)字型）超聲傳感器（測(cè)距、避障）電機(jī)驅(qū)動(dòng)器H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（MOS管）電

驅(qū)相應(yīng)單片機(jī)接口程序6.放大器低漂移直流運(yùn)放（OP07、0P117）MOS高

運(yùn)

TL084）寬帶運(yùn)放及可控放大器（VCA610/VCA822）.

控制器及相關(guān)SG3525、UC3825新型高頻

控制器率MOS管及驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)變壓器設(shè)計(jì)與制作8.基本能力訓(xùn)練11、13、15綜合 題訓(xùn)練9.擴(kuò)展模塊WiFI轉(zhuǎn)串口、藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口及安卓設(shè)計(jì)三、——運(yùn)放單電源應(yīng)用簡(jiǎn)易電阻測(cè)試儀 電路三、過(guò)程控制——指導(dǎo)教師的角色簡(jiǎn)易電阻測(cè)試儀項(xiàng)目指導(dǎo)過(guò)程作者：簡(jiǎn)易照明線路測(cè)試儀30KHz傳感器(磁芯)50Hz傳感器(鐵芯)50Hz信號(hào)放大電路30kHz信號(hào)放大電路四、競(jìng)賽向教學(xué)的轉(zhuǎn)化集

運(yùn)原理及用課程內(nèi)容介紹（一）實(shí)踐內(nèi)容①基本要求：以470uH工字電感為傳感器，利用TL084構(gòu)成兩級(jí)高增益放大器，將

60W白熾燈線路輻射的50Hz放大到有效值1－5V，經(jīng)精密整流電路轉(zhuǎn)變成直流，再經(jīng)比較器與基準(zhǔn)電壓比較，使比較器翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光和蜂鳴器

，構(gòu)成簡(jiǎn)易電力線路探測(cè)器。②擴(kuò)展內(nèi)容：使用555運(yùn)放324

，設(shè)計(jì)制作一個(gè)和一片通用四率可變的同時(shí)輸出脈沖波、鋸齒波、正弦波1、正弦波2的波形產(chǎn)生電路，給出方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)的電路圖、和現(xiàn)場(chǎng)自測(cè)數(shù)據(jù)波形，設(shè)計(jì)制作要求如下：同時(shí)四通道輸出、每通道輸出脈沖波、鋸齒波、正弦波1、正弦波2中的一種波形，每通道輸出的負(fù)載電阻均為600歐姆。四種波形的頻率關(guān)系為1：1：1：3（3次諧波）；脈沖波、鋸齒波、正弦波1輸出的頻率范圍為8kHz—10kHz,輸出電壓幅度峰峰值為1V；正弦波2輸出

的頻率范圍為24kHz—30kHz,輸出電壓幅度峰峰值為9V。脈沖波、鋸齒波和正弦波輸出波形無(wú)明顯失真（使用示波器測(cè)量時(shí)）。頻率誤差不大于10%；通帶內(nèi)輸出電壓幅度峰峰值誤差不大于5%。脈沖占空比可調(diào)整。電源只能選用10V單電源，由穩(wěn)壓電源供給。不得使用額外電源。要求預(yù)留脈沖波、鋸齒波、正弦波1、正弦波2和電源的測(cè)試端子。（二）知識(shí)與技能內(nèi)容①同相放大器、跟隨器②反相放大器③恒流源電路④精密整流電路⑤比較器電路⑥有源濾波器電路⑦直插與貼片元器件焊接與拆焊技能⑧放大器調(diào)試與測(cè)試技能（三）具體要求①分別調(diào)試板上同相和反相放大器②將同相、反相放大器級(jí)聯(lián)，構(gòu)成高增益放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力線輻射信號(hào)的放大③調(diào)試精密整流和比較器電路④構(gòu)成實(shí)用電力線路檢測(cè)器⑤在貼片區(qū)構(gòu)建同相、反相級(jí)聯(lián)放大器⑥在貼片區(qū)完成擴(kuò)展部分的要求⑥完成指定的作業(yè)（四）關(guān)于

計(jì)分在學(xué)習(xí)過(guò)程中的任何環(huán)節(jié)表現(xiàn)優(yōu)秀均可以得抽牌分機(jī)會(huì)，課程結(jié)束時(shí)匯集所有計(jì)分，計(jì)入總分進(jìn)行排序和：A、1、2—K分別計(jì)1‐13分；小鬼：15分；大鬼：20分。領(lǐng)取實(shí)訓(xùn)板標(biāo)識(shí)班級(jí)及學(xué)號(hào)（學(xué)號(hào)末2位）實(shí)訓(xùn)電路板介紹標(biāo)識(shí)班級(jí)和學(xué)有關(guān)信號(hào)發(fā)生器、電源、示波器的基本知識(shí)三個(gè)重要的概念：分貝增益（dB）分貝電壓（dBu）分貝功率（dBm）分貝增益（dB）2U

2U1)1R)

20log(

U2U

2dB

10log(

P2

)

10log(p1R下表是放大倍數(shù)和dB之間的關(guān)系及換算電壓放大倍數(shù)

‐‐‐‐‐‐│1│2│

3│4│5│6│7│8│9│10│‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┤電壓增益（dB）

‐‐‐‐‐│0│6│10│12│14│16│17│18│19│

20│分貝電壓（dBu）0dB電平：600Ω電阻上供給1mW的1000Hz正弦電壓的有效值。P

U

2

,U

PR

0.001

600

0.775VR0.775dBu

20log(

U

)如：+4dB=1.228V分貝功率（dBm）0dB功率：1mw1mWdBm

10log(

P

)如：+1dB=1.26mW+3dBm=2mW作業(yè)1——計(jì)算完成：表1

dB‐放大倍數(shù)對(duì)照表表2

dBu‐U對(duì)照表表3

dBm‐mW對(duì)照表Word文檔作業(yè)1拓展：編寫一個(gè)分貝增益、分貝電壓及分貝功率轉(zhuǎn)換：作業(yè)2：用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生1kHz正弦信號(hào)，輸出幅度旋鈕調(diào)至最大，衰減倍率至

0dB通過(guò)示波器觀察、測(cè)量輸出最大幅度（峰值與有效值）；此后依次衰減‐10dB、‐20dB、‐30dB、‐40dB、‐50dB，測(cè)量實(shí)際輸出幅度，列表記錄實(shí)測(cè)值及理論計(jì)算值。穩(wěn)壓電源操作：將雙路穩(wěn)壓電源串聯(lián)，輸出±12V將±12V端短路，調(diào)節(jié)最大輸出電流小于100mA焊好板上的J36及D3、D4，通過(guò)3線杜邦插頭將電源引入到實(shí)訓(xùn)板上問(wèn)題思考：D3、D4有何左右？運(yùn)算放大器電路構(gòu)成集成運(yùn)算放大器(operational

amplifier)符號(hào)國(guó)內(nèi)符號(hào)：輸出端+—A同相輸入端

vV+反相輸入端vV-vo國(guó)際符號(hào)：—ov＋v-v+本課程同時(shí)使用兩種符號(hào)運(yùn)放的

組成單元以正、負(fù)電源的中間接點(diǎn)作為參考點(diǎn)位點(diǎn)PV輸入級(jí)v1AvO1中間級(jí)v

2AO

2v輸出級(jí)v

3AvPNvvONVO差分式放大電路一級(jí)或多級(jí)放大電路

功率放大電路對(duì)稱性提高電壓增益電壓增益為1，向負(fù)載提供足夠功率的問(wèn)題直流和直接耦合放大器的直流放大器

的問(wèn)題：⑴電容耦合放大器無(wú)法放大直流信號(hào)，耦合電容很難傳送緩變信號(hào)⑵

直流放大器常常采用直接耦合方式直接耦合放

器的兩個(gè)問(wèn)題：⑴級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響⑵零點(diǎn)漂移以差分放大器作為輸入級(jí)——消除零漂普通直耦放大器：級(jí)與級(jí)之間的直流工作狀態(tài)互相影響ICQ1、UCEQ1IB2ICQ2、UCEQ2Rb1調(diào)整某一級(jí)工作狀態(tài)就會(huì)導(dǎo)致其他各級(jí)工作狀態(tài)的改變。這一點(diǎn)對(duì)直接耦合放大的設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來(lái)很多不便。利用差分放大器消除零漂電路形式（長(zhǎng)尾電路）差分放大器的基本形式由兩個(gè)性能完全相同的共發(fā)射極電路拼接而成。如何消除零漂？輸入信號(hào)為零，電路對(duì)稱U

c1

U

c2Uo

Uc1

Uc2

0某種因素產(chǎn)生零漂，如溫度升高，Ic1

、Ic2

Uc1

、Uc2

電路對(duì)稱，晶體管參數(shù)相同，uc1

uc2uo

uc1

uc2

0靠電路對(duì)稱消除零漂！返回集成運(yùn)放μA741

電路由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)三級(jí)組成。輸入級(jí)輸入級(jí)：VT1~VT9，采用有源負(fù)載的共集-共基（

VT1~VT4）電路提高放大器的差模輸入電阻和差模輸入電壓范圍。VT5、VT6和VT7組成小電流源改進(jìn)電路，作為差分放大器集電極的有源負(fù)載，并將雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成單端輸出信號(hào)。這一級(jí)可以獲得較高的電壓增益。間中間級(jí)：有VT16、VT17組成復(fù)合管的單級(jí)共射放大器，并由VT13作為它的有源負(fù)載。高的輸入電阻保證輸入級(jí)有較高的電壓增益。提高中間級(jí)的電壓增益。30pF補(bǔ)償電容，可以保證閉環(huán)穩(wěn)定工作。出輸出級(jí)：VT14和互補(bǔ)復(fù)合管VT18、VT19組成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。輸出級(jí)二極管保護(hù)電路消除交越失真通過(guò)對(duì)以下放大器分析、計(jì)算來(lái)理解運(yùn)放電路+20VR3120C1100UFR1390R2390C247PFC4T32SA970T12N5401T22N54012SC2240C3100PFD11N4007+INOUTT6R4

10UF100KR5470C6220PFR1051KT4T52N5551

2N5551D21N4007R15470KR8470R747

C5R14

10UF47信號(hào)輸入信號(hào)輸出R69.1KR111.5KC8T7R9R1382T92SA970T8R1222KC7220UF47PF2N5551D31N4007D4C9100UF22KR17R16C10100UFD6D51N40072SC22401N4007120-20V1201N4007心以差分輸入減小零點(diǎn)漂移恒流偏置穩(wěn)定工作點(diǎn)以恒流源作為單管負(fù)載，提高增益輸出射擊跟隨器，增加輸出能力基本應(yīng)用電路分析、制作與測(cè)試（一）理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn)Rid

Ro

0①開環(huán)電壓放大倍數(shù)A

③輸出電阻U

IO

0I

IO

0②差模輸入電阻④頻帶無(wú)限寬⑥輸入失調(diào)電流K

CMR

⑤輸入失調(diào)電壓⑦共模抑制比⑧干擾和噪聲都不存在i

0i

0理想運(yùn)線性放大區(qū)特性兩個(gè)輸入端無(wú)電流：iI

0“虛斷路”“虛短路”兩個(gè)輸入端：uId

u

u

0u

u理想運(yùn)放飽和區(qū)特性iI

0兩個(gè)輸入端無(wú)電流，兩個(gè)輸入端之間開路；比較兩個(gè)輸入端電壓大小。高電平輸出u

uu

u

U

Omax

U

OminuO

U

satuO

Usat低電平輸出反相放大器分析存在負(fù)反饋，運(yùn)放工作性區(qū)iI

0iF

i1u

ui1uI/R1fFOi

u

R

0虛地ufI1u

RA

uO

Rf虛地：反相輸入端沒有真正接地，而具有地電位輸入電壓在一定范圍內(nèi)時(shí)，輸出壓和輸入

壓相位

反

大小僅取決于反饋回路電阻比。返回訓(xùn)練：第一步：焊裝并測(cè)試板上100倍反相放大器：第二步：C1先不安裝，分別輸入1kHz信號(hào)，同時(shí)用示波器觀察輸入與輸出波形，打開測(cè)量功能，計(jì)算放大倍數(shù)。第三步：接上C1先不安裝，分別輸入1kHz及50Hz信，時(shí)示波器觀察輸入與輸出波形，打開測(cè)量功能，計(jì)算放大倍數(shù)。記錄以上數(shù)據(jù)，思考：1.C1有什么作用？2.該放大器輸入阻抗是多少？基本應(yīng)用電路分析、制作與測(cè)試（二）同相放大器分析存在負(fù)反饋，運(yùn)放工作性區(qū)u

uOR1u

u

uI

uIi

0R1

RfI1ufu

RA

uO

1＋Rf輸入電壓在一定范圍內(nèi)時(shí)，輸出壓和輸入

壓同

僅取決于反饋回路電阻比。例題分析例1

求

u

O

/。u

I解：u

u

uIR1、R2

無(wú)電流。uO

uIR4

R3

R4uOuIR4

1

R3例題分析例2

設(shè)電路和

、u

I

波uG形

。試畫出示：JFET導(dǎo)通時(shí)的電阻可忽略不計(jì)）。波uO形（提

U

GS

(off)解：

t

T

4uGu

R

2

u

(1

R

2

)u

u場(chǎng)效應(yīng)管夾斷，運(yùn)放輸出電壓為O

II1

1R

RIT

4

t

3T

4場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，uG

0u

0

uI1R

R

2

u

u

IuO3T

4

t

TuO

u

I差分放大器分析，反相放大組態(tài)和同相放大組態(tài)二者結(jié)合輸入信號(hào)uI

可以認(rèn)為是(uI1

uI2)，利用疊加原理，分別計(jì)算uI1、uI2

對(duì)輸出的貢獻(xiàn)

uO1

和uO2

，然后即O1

I1u

R2

u1R2RR4RO2uI2

1uR

R

R

1

3

42u

1

R

1

O2I2u

R4

(R2

R1)

1

uR3

(R4

R3)

1R4

R3

R2

R1OO1O2u

u

uI1

I21R

R2

(u

u

)2I1RR

ufI1uRA

uO

R2結(jié)論：運(yùn)放特性理想且外接元件參數(shù)滿足特定條件差分運(yùn)算放大器只對(duì)差模輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算，輸出無(wú)共模分量，且閉環(huán)增益僅取決于外接電阻比。作用：抑制共模成分例題分析例3求下圖所示電路中uo與ui

的關(guān)系式。+—

∞+△++uR【解】由于理想集成運(yùn)放的凈輸入電壓和凈輸入電流為零，故：ui

=

R3

i3i1

=

i2

=

i3因此uo

=

R1

i1

+R2

i2

+R3

i3uii——

∞△R3

R12uo—=(R1

+R2

+R3

)R3++=uiR1

+R2

+R3R3可編程增益放大器（1）同相跟隨器若S1接通，則AS1

1若S2接通，則同相放大器R1OI)uu

(1R2

R3

R4S2A

R1

R2

R3

R4R2

R3

R4若S3接通，則S3A

R1

R2

R3

R4R3

R4可編程增益放大器(2)若S4

接通，則S44AR

R1

R2

R3

R4結(jié)論：放大器有4種增益水平，其大小取決于外電阻R1～R4

，改變電阻大小即可改變?cè)鲆?。如果在電路中接入譯

B對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，則可以減少控制位數(shù)。測(cè)量放大器（1）RfuO1

uI1Rf

uO2

uI2ap

Rp

uI2

uI1uO1

uO2

1

2RfuI1

uI2p

pa

ROO1O21Ru

R2

(u

u

)A1、A2均為同相輸入，具有雙端輸入、雙端輸出形式。OI1I2R a

Ru

R2

(1

2Rf

)(u

u

)3

為差分組態(tài)，實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。A1p

p測(cè)量放大器（2）u

R2

(1

2Rf

)(u

u

)O

I1I21p

pRa

R輸出與輸入之間成線性放大關(guān)系。調(diào)節(jié)電位器

p

Rp

即可方便地改變?cè)鲆妗ｋ娐诽攸c(diǎn)：①輸入電阻極高。②共模抑制比極高。③增益調(diào)節(jié)方便。全加器能進(jìn)行加法和減法運(yùn)算的電路。利用線性疊加

理，得到O

I111R

Ru

Rf

u

(1

Rf

)uI1I2R3

Rfu

1

Rf

u11RR R2

R3結(jié)論：uI2R1

//

Rf

R2

//

R3Rf對(duì)輸出電壓的貢獻(xiàn)只決定于

R2而與R1、R3

無(wú)關(guān)

或者說(shuō)R1、R

3

不參與運(yùn)算。OI1I212uRRu

Rf

u

Rf返回例題分析uO

2uI2

4uI1例4試用一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成如下運(yùn)算關(guān)系且要求每路輸入電阻不小于10k?。解：電路設(shè)計(jì)如右圖，R1

15k?選擇則Rf

4R1

60

k?，R2

Rf2

30k?R1

//

Rf

R2

//

R3R3

20

k?恒流源電路求證：當(dāng)滿足

R4

/R2

R3

/R1時(shí)，iL

與負(fù)載電阻

RL

無(wú)關(guān)。證明：uOR2

//

RLuR2

//

RL

R4uIR3R

ROR1uu

13R1

R3恒流源u

uIRRu

L

uRiLu

uR

IR1R4

R2

R32L2運(yùn)放的單電源供電運(yùn)放電路的單電源供電雙電源供電

單電源供電實(shí)質(zhì)區(qū)別：電位基準(zhǔn)不同電位基準(zhǔn)發(fā)生了變化，集成運(yùn)放的允許工作條件也將跟著變化。例題分析例8

采

電源供電時(shí)，已知共模電壓輸入范圍為-10～7V，輸出電壓范圍為-11～11V，試問(wèn)：（1）

UBB

0

該電路能工作嗎？（2）若

UBB

4V，求u

O

的表達(dá)式；（3）求u

I

的允許范圍。解：(1)用24V單電源供電壓時(shí)，其共模輸入電壓范圍和輸出電壓范圍均應(yīng)提高12V，即共模輸入電壓范圍為2～19V；輸出電壓范圍為1～23V。UBB

0當(dāng)

，u

u

0

，即此時(shí)共模輸入電壓為0V，超出了允許范圍2～19V。該電路無(wú)法工作。例題分析（2）當(dāng)UBB

4V

時(shí)，u

u

4

V在允許的共模輸入電壓2～19V范圍內(nèi)，電路能正常工作。O

IBBI22R

Ru

R1

u

(1

R1

)U

2u

12V疊加原理（3）u

U

1VOOminOOmaxu

U

23VuI

5.5VuI

5.5VuI

[-5.5V~+5.5V]例題分析退出例9

下圖所示的是單電源供電的交流放大器。試分析其工作原理，并求出

u

O

。u

I交流通路解：電路中的直流電壓為

R2UCC

(R1

R2

)

，為保證共模輸入電壓和輸出電壓落在正常范圍內(nèi)，R3引入了深度負(fù)反饋，以穩(wěn)定直流輸出電壓。uOuIR4

1

R3訓(xùn)練：第一步：焊裝并測(cè)試板上101倍同相放大器：第二步：C15先不安裝，分別輸入1kHz及50Hz信號(hào)，同時(shí)用示波器觀察輸入與輸出波形，打開測(cè)量功能，計(jì)算放大倍數(shù)。三：接上C15先不安裝，分別輸入1kHz及50Hz信號(hào)，同時(shí)用示波器觀察輸入與輸出波形，打開測(cè)量功能，計(jì)算放大倍數(shù)。記錄以上數(shù)據(jù)，思考：.有什么作用？2.該放大器輸入阻抗是多少？第四步：用杜邦線將同相放大器和反相放大器級(jí)聯(lián)成10000倍放大器（其間用電容耦合），通過(guò)2芯杜邦線連接

470uH，作為同相放大器輸入傳感器，將工字電感靠近60W白熾燈線路，用示波器觀察輸出信號(hào)，調(diào)整放大器參數(shù)，使輸出在1‐5V（有效值）。若放大倍數(shù)不足，可考慮將同相、反相反饋電阻增加至1M。作業(yè)3：完成附錄中作業(yè)3的1-3題。Word文檔精密整流電路分析、制作與測(cè)試半波整流電路（1）運(yùn)放與二極管配合，可組成波形變換電路。反相型運(yùn)放電路正極性

負(fù)極性

截止

導(dǎo)通零負(fù)極性

正極性

導(dǎo)通

截止

uI

Rf

R1半波整流電路（2）傳輸特性0輸入輸出例題分析例5

試畫出下圖所示電路的傳輸特性。傳輸特性解：VD2導(dǎo)通，VD1截止

0uO

0

0uI

15R

3

RuI

15R

3

RuO

uI

5VD2截止，VD1導(dǎo)通

0uO

Iu

5

V

u

5IuI

5

V例題分析例5解：傳輸特性全波整流電路全波整流電路將VD1、VD2放入到負(fù)反饋環(huán)內(nèi)，以改善性能。傳輸特性實(shí)際電路原理圖峰值檢波電路uI

uC同相跟隨器二極管導(dǎo)通，運(yùn)放構(gòu)成同相跟隨器，電容充電時(shí)間常數(shù)

uI

uCr很dC小，充電速率很快；二極管截止，電容電壓值保持不變。輸出電壓跟隨信號(hào)的峰值而變，并保持信號(hào)的最大值。限幅電路（1）特點(diǎn)：當(dāng)輸入信號(hào)進(jìn)入限幅區(qū)后，輸出信號(hào)不再跟隨輸入信號(hào)變化，而保持在某個(gè)固定值上。限幅電路單限限幅器1IIZfRR

Rf

uu

R1

UOZIZfRRu

Uu

1

U限幅電路（2）限幅電路二極管

決定了對(duì)輸出電壓的正向進(jìn)行限幅。如果要進(jìn)行負(fù)向限幅，只要將圖中二極管和穩(wěn)壓管都反接一下即可。若想獲得雙向限幅效果，只要將二極管換成穩(wěn)壓管，背靠背串接即可。傳輸特性精密全波整流實(shí)用電路Rf2Rf1D110k+15V20k+15V–V

o1R210kD2–V

i

R110kV

o2-15VA2+-15VA1+10k3.3kR310kVi>0時(shí)，D1截止，D2導(dǎo)通，A1為反相比例放大電路，A2為反相加法電路101

iiRV

Rf

1

V

2VRf2Rf120k+15VD110k+15V–V

o1R210kD2+–V

i

R110kA1V

o-15V10k-15VR3A2+.10k0

01i

01

i

i

i

iV

Rf

2

V

Rf

2

V

V

V

2V

V

V2

3R

RV

i

<0時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止：V01

0,V0

Vi訓(xùn)練：第一步：焊裝并測(cè)試板上的精密整流電路：第二步：輸入正弦電壓Vi=4V（有效值）、f=1kHz，用萬(wàn)用表測(cè)試OUT端的輸出直流電壓,用示波器CH1、CH2同時(shí)觀測(cè)輸入輸出波形，

并記錄第三步：改變測(cè)試電壓有效值，由0.1-5V（取20個(gè)點(diǎn)）、f=1kHz，分別用萬(wàn)用表測(cè)試OUT輸出直流電壓，列表記錄，并用EXCEL繪制曲線，將打印的曲線粘貼在作業(yè)本上（記錄數(shù)據(jù)課后完成）作業(yè)4：完成第三步中的曲線繪制工。分別分析第69頁(yè)及實(shí)訓(xùn)精密整流電路的輸入輸出關(guān)系？若需實(shí)訓(xùn)精密整流具有2倍增益，電路該如何改進(jìn)？比較器電路原理、制作與測(cè)試過(guò)電壓比較器過(guò)零電壓比較器輸出只有高電平和低電平兩種值。比較器的輸出電平發(fā)生跳變所對(duì)應(yīng)的輸入電壓值稱為門限電壓。輸入信號(hào)從反相端加入，當(dāng)輸入從小增大過(guò)門限電壓時(shí)，輸出從高電平躍變?yōu)榈碗娖?，稱之為反相輸入單限比較器。輸入信號(hào)從同相端加入，當(dāng)輸入從小增大過(guò)門限電壓時(shí)，輸出從低電平躍變?yōu)楦唠娖?，稱之為同相輸入單限比較器。單限電壓比較器門限電壓UT

=UREFLM311電壓比較器LM311電壓比較器電路訓(xùn)練：第一步：焊裝并測(cè)試板上的比較器電路：第二步：通過(guò)R9調(diào)整IN+對(duì)地閾值電壓為1V，由IN‐端分別輸入0.5V和1.5V直流，蜂鳴器是否？第三步：通過(guò)杜邦線將精密整流輸入到比較器IN‐端，由精密整

電路輸入端輸入0.1‐2V

1kHz正弦交流信號(hào)，記錄蜂鳴器

情況，精確測(cè)量使蜂鳴器

的正弦閾值電壓（有效值和峰值）。構(gòu)成完整的電力線路測(cè)試器將前面級(jí)聯(lián)的10000放大器輸出端接入精密整流端，調(diào)整放大器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電力線路檢測(cè)功能——當(dāng)470uH工字電感靠近60W燈泡線路時(shí)，蜂鳴器

，離開后不

，具有較強(qiáng)的抗高頻干擾能力（靠近示波器的高頻開關(guān)電源，不

）。電路拆焊能力訓(xùn)練用貼片TL084運(yùn)放在實(shí)訓(xùn)板萬(wàn)能區(qū)自行組建信號(hào)放大器部分，實(shí)現(xiàn)電力線檢測(cè)功能（精密整流、比較器使用已經(jīng)調(diào)試好的電路），注

電源端需要105濾波

容。TL084引腳圖課程擴(kuò)展內(nèi)容部分的知識(shí)與技能訓(xùn)練運(yùn)放構(gòu)成波形發(fā)生器正弦波文氏橋振蕩器（1）橋形RC網(wǎng)絡(luò)接在輸出端與同相輸入端之間，則起振條件是相移等于零。零相移橋式振蕩器1

11211Z

R

jC22)Z

R

//(jCuBoUfU1

2Z

2

Z

Z

2

2

2

R

/(1

j

R

C

)R1

1/

jC1

R2

/(1

j

R2C2

)正弦波文氏橋振蕩器（2）R2BR1

R2(1

C2

/

C1

)

j(R1R2C2

1

/

C1

)u要求

U

和

U

之間相移在某個(gè)頻率上為零，則虛部為零，f

o0

1

2

21

C

R

R

C

001R

R

C

C

0

11

2

1

2C1

C2

C012πRCf

R1

R2

R振蕩頻率

13uB滿足幅度平衡條件的運(yùn)放的閉環(huán)增益應(yīng)等于3。發(fā)生器（1）脈沖和數(shù)字系統(tǒng)的信號(hào)源。運(yùn)放以比較器方式工作。利用電容兩端電壓uC(

u

)和O

是高電u相比較，來(lái)決定輸出u平還是低電平。如果u

O為高電平，則對(duì)電容C

充電，使uC

增加；如果u

O為高電平，則對(duì)電容C

放電，使uC

減小。電容兩端電壓的變化又使輸出不斷翻轉(zhuǎn)，得到。發(fā)生器（2）瞬態(tài)電路三要素公式

tC

C[u

(0

)

u

()]euC

(

t

)

uC

(

)uC

(

)

UZ

UDCuLR1(0

)

U

(UZ

UD

)R1

R2LuC

(T1

)

UH

U

R1(UZ

UD

)R1

R2

RC發(fā)生器（3）u

(0

)

u

()T1

ln

C

C

uC

(T1

)

uC

()2R

RCln(1

1

)R22RT2

T11T

T

T2

2T112)R

2RC

ln(1

對(duì)稱的和三角波發(fā)生器電路A1為遲滯比較器，A2為反相積分器，共同組成正反饋電路，形成自激振蕩，由A1輸出，A2輸出三角波。R2RP1f

1

T

4R1R3C

RP作業(yè)5：完成作業(yè)3中的3‐6題。NE555構(gòu)成多諧振蕩器用555定時(shí)器組成多諧振蕩器VCCR1vO845557635R2(4)RDV1、電路組成CC(8)(VCC-

)RvC0.01FC21+-

C1R&(5)(6)vo1

-C2-S5k&&G1R

2

-T+5k(2)(7)(1)C2、工作原理RDR&VCC(8)(5(4)

(VCC-

)R

1

-5k+-

C15

k(6)voC2-+S&&G1(2)R

2

-T5k(7)C(1)1、）電路第一暫態(tài)，輸出為1。電容充電，電路轉(zhuǎn)換到第二暫態(tài),輸出為02、）電路第二暫穩(wěn)態(tài)，電容放電，電路轉(zhuǎn)換到第一暫態(tài)3、工作波形與振蕩頻率計(jì)算tPL=R2C1n2≈0.7R2C11.43tPLf

tPH(R1

2R2

)CtpHR1+R2)C1n2≈

.R1+R2)CVCCvCv8743R132

VCC3

1

VCCOvOt0.01FR2vCC6

555

51OtPLtPHt4、用555定時(shí)器組成占空比可的調(diào)多諧振蕩器tpH

=

RAC1n2≈0.7RACVCCPLt

=RBC1n2≈0.7RBCRAR1RBR2RD17

8

463555vOf

3D2＋—CvC2150.01

F1

1.43

tpL

(

RA

RB

)CtpHRq(%)

A

100

%R

A

R

B設(shè)計(jì)與制作（-）用NE555設(shè)計(jì)制作一個(gè)頻率范圍為8kHz—10kHz,占空比接近50%的發(fā)生器，并在實(shí)訓(xùn)板萬(wàn)能區(qū)制作調(diào)試出來(lái)（用貼片NE555）。積分與微分器積分器iI

0ii

1

iF

uI1u

u

0Ri

C

duOFu

Idt

C

duO結(jié)論：輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。Rdt1利用積分器可以構(gòu)成線性良好的掃描電路。uO

uIdtRC例題分析例5

電路如下圖所示，輸入電壓

波uI形如下圖所示，設(shè)t

0

時(shí)，電容C上的初始電壓為零，試畫出

uO

波形。解：輸

信

波，采用分

積

。t

0

~

10suI

1VO1I01tRCu

(t

)

ud015

t(1)d

0.2tt

10

~

20suI

1VI1tuduO2

(t

)

uo1

(10)

RC

101015t

2

1d

2

2

0.2t微分器微分器將積分器電路中電容和電阻的位置調(diào)換，就構(gòu)成微分器。

RC

duIuOdt輸出電壓與輸入電壓的微分成正比。設(shè)計(jì)與制作（二）用LM324設(shè)計(jì)制作一個(gè)頻率范圍為8kHz—10kHz的

變鋸齒波電路，并在實(shí)訓(xùn)板萬(wàn)能區(qū)制作調(diào)試出來(lái)（用貼片LM324,10V單電源，參考附件：《積分電路的設(shè)計(jì)》）。Word文檔有源濾波電路低通濾波器（1）低通濾波器功能：使低于某一頻率(如f0)的信號(hào)能通過(guò)，而高于f0信號(hào)不能通過(guò)。一階有源低通濾波器（反相型）f21jCZ

R

//R21

jR2CA

(j)

U

o

Z

f

2R

1

uiU1RR1

1

jR2C低通濾波器（2）低通濾波器uR R

1jRCUZ

R

1A(

j)

o

f

2

Ui112A0fA0f1

j

01

j

f