電子工程實(shí)驗(yàn)

課程設(shè)計(jì)指南電子工程通信工程電子科學(xué)與技術(shù)自動(dòng)化生物專業(yè)

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室12通道講臺(tái)窗戶15643109118714121315161718192021222423252627282930313234333536門門時(shí)間安排100203(2-13周)周一:5-8節(jié)100200(2-13周)周二:5-8節(jié))100233(2-13周)周四:5-8節(jié)10100(2-13周)周二:5-8節(jié))課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是本課程學(xué)習(xí)完畢后的一次綜合性練習(xí)，通過具體應(yīng)用例子的設(shè)計(jì)練習(xí)，達(dá)到對(duì)已學(xué)過的單元電路有一個(gè)更深入的復(fù)習(xí)和理解，對(duì)于如何應(yīng)用各單元電路于整機(jī)中有一個(gè)初步的概貌，通過這一練習(xí)，學(xué)生們對(duì)本課程的知識(shí)將得到一個(gè)較大的提高，同時(shí)學(xué)習(xí)技術(shù)總結(jié)報(bào)告、科技論文的基本撰寫方法。時(shí)間內(nèi)容第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第2周）1．由指導(dǎo)老師介紹基本情況、解釋題目要求。2．學(xué)生班內(nèi)自由結(jié)合，兩人一組，提交選題申請(qǐng)。3．實(shí)驗(yàn)室根據(jù)設(shè)備、材料情況調(diào)劑，確定每組題目（個(gè)別組有可能與原選題不同）。4．查閱資料。第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第3周）1．查閱資料。2．在指定實(shí)驗(yàn)室由指導(dǎo)老師答疑。3．計(jì)算機(jī)EDA仿真（在EDA機(jī)房或其他地點(diǎn)進(jìn)行）。第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第4周）1.通過教師審查，領(lǐng)取材料。2.組裝電路。3.調(diào)試電路。4.準(zhǔn)備設(shè)計(jì)報(bào)告。第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第5周）1.組裝電路。2.調(diào)試電路。3.若調(diào)試完成，提請(qǐng)指導(dǎo)教師驗(yàn)收,準(zhǔn)備設(shè)計(jì)報(bào)告。第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第7周61.組裝電路。2.調(diào)試電路。3.指導(dǎo)教師驗(yàn)收,準(zhǔn)備設(shè)計(jì)報(bào)告。第一單元基于數(shù)字電路的課題設(shè)計(jì)（第8周71.調(diào)試電路。2.指導(dǎo)教師驗(yàn)收,提交設(shè)計(jì)報(bào)告。第二單元基于模擬電路的課題設(shè)計(jì)（第8周）1．由指導(dǎo)老師介紹基本情況、解釋題目要求。2．繼續(xù)按原兩人一組組合，提交選題申請(qǐng)。3．實(shí)驗(yàn)室根據(jù)設(shè)備、材料情況調(diào)劑，確定每組題目（個(gè)別組有可能與原選題不同）。4．查閱資料。第二單元基于模擬電路的課題設(shè)計(jì)（第9周）1．查閱資料。2．在指定實(shí)驗(yàn)室由指導(dǎo)老師答疑。3．計(jì)算機(jī)EDA仿真（在EDA機(jī)房或其他地點(diǎn)進(jìn)行）。第二單元基于模擬電路的課題設(shè)計(jì)（第10周）1.通過教師審查，領(lǐng)取材料。2.組裝電路。3.調(diào)試電路。4.若調(diào)試完成，提請(qǐng)指導(dǎo)教師驗(yàn)收,準(zhǔn)備設(shè)計(jì)報(bào)告。第二單元基于模擬電路的課題設(shè)計(jì)（第11周）1.組裝電路。2.調(diào)試電路。3.若調(diào)試完成，提請(qǐng)指導(dǎo)教師驗(yàn)收,準(zhǔn)備設(shè)計(jì)報(bào)告。第二單元基于模擬電路的課題設(shè)計(jì)（第12周）1.調(diào)試電路。2.指導(dǎo)教師驗(yàn)收,提交設(shè)計(jì)報(bào)告。第三單元考核結(jié)題（第13周）安排考核。提示和建議：提示同學(xué)們要抓緊時(shí)間，在課外做好準(zhǔn)備工作，充分利用實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，盡量不要在調(diào)試時(shí)間插線，更不要在實(shí)驗(yàn)室看書。其實(shí)只要真正明白電路原理，再學(xué)會(huì)一些調(diào)試排查的技巧，課內(nèi)安排的調(diào)試時(shí)間是有富裕的。另外，如果規(guī)定時(shí)間估計(jì)難以完成，可以利用實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間做些補(bǔ)充。對(duì)所設(shè)計(jì)電路的原理要非常清楚，否則遇到一旦遇到故障將無從下手，亂了方寸，也無法回答老師的考核提問，學(xué)習(xí)不到真正的知識(shí)，提高不了能力。所以不能生搬別人的設(shè)計(jì)。另外，通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)一些調(diào)試技巧是更有意義的，比如調(diào)試時(shí)前后斷開分級(jí)排查、用替代的方法、排除的方法等等?！峨娮蛹夹g(shù)實(shí)驗(yàn)I-2》考核方法根據(jù)兩個(gè)課題的完成情況，形成平時(shí)實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)，每個(gè)課題占40%。

（1）設(shè)計(jì)方案的正確性、合理性、創(chuàng)新性：4分（2）EDA仿真：4分（3）實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力（安裝工藝水平、實(shí)際測(cè)試效果、分析解決問題的能力、占用時(shí)間）：24分

（4）設(shè)計(jì)報(bào)告8分

實(shí)驗(yàn)的考核占20%

本課程的考核包括卷面考核和作品驗(yàn)收，目的是了解學(xué)生對(duì)所選課題的實(shí)際掌握程度，督促學(xué)生在教學(xué)過程中獨(dú)立思考、親力親為，學(xué)有所獲，避免在相對(duì)寬松的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较鲁霈F(xiàn)抄襲或依賴他人的情況。經(jīng)過考核如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所提交設(shè)計(jì)內(nèi)容的掌握不能達(dá)到最基本要求，指導(dǎo)教師有權(quán)不予通過本課程（即考核過程的一票否決）。

工具及面包板每組可借一套工具及面包板工具包括：剝線鉗、偏口鉗、尖嘴鉗、一字改錐、十字改錐、鑷子各一把面包板一塊實(shí)驗(yàn)臺(tái)抽屜鑰匙一把正確使用細(xì)心保管丟失賠償任務(wù)完成后和實(shí)驗(yàn)器件一并交回時(shí)間2周至13周選擇課題根據(jù)自己的能力、愛好選擇課題電路設(shè)計(jì)明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù),選擇方案,單元設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算和器件選擇組裝調(diào)試電路之間要共地,組裝方法要正確,布局合理通電之前要檢查正確使用儀器.撰寫報(bào)告將設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié),將實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)目的——知識(shí)的綜合運(yùn)用過程（離散知識(shí)點(diǎn)的組合，數(shù)、模課程的綜合）?！碚撆c實(shí)踐相結(jié)合的過程（以理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中檢驗(yàn)、修正）?！攸c(diǎn)訓(xùn)練器件的選擇與匹配。調(diào)試的方法與技巧。課程設(shè)計(jì)流程說明聽講、查資料、設(shè)計(jì)電路、交方案和元件清單、領(lǐng)元件和工具、測(cè)試數(shù)據(jù)、驗(yàn)收、拆元件、清點(diǎn)元件和工具、寫設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)要求1、按時(shí)間表工作，未完成前不得缺勤、遲到。2、務(wù)必提前準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)禁抄襲。3、設(shè)計(jì)作品采用的元件一般在給定的元件清單內(nèi)選擇，不得隨意更改。4、電路仿真可自由選擇仿真工具，實(shí)驗(yàn)室提供Multisim2007軟件。5、設(shè)計(jì)作品使用面包板安裝，電路板焊接，應(yīng)合理布線，作品外觀包含工藝分。6、詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、測(cè)量中的思路、現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、排障過程等，以備撰寫報(bào)告用。7、按時(shí)提交設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告格式嚴(yán)格按照?qǐng)?bào)告格式進(jìn)行，否則交回重寫。設(shè)計(jì)方案原則－成本較低功能完整結(jié)構(gòu)簡單特色突出

布線原則～邏輯清晰接線牢固測(cè)試方便美觀大方仿真過程注意事項(xiàng)

仿真是輔助手段，不可將仿真之電路圖代替實(shí)際電路圖、將仿真結(jié)果代替實(shí)際測(cè)量結(jié)果。仿真時(shí)，若找不到某器件，可用功能相似器件進(jìn)行替代。

實(shí)驗(yàn)室提供仿真軟件及場(chǎng)地。

嚴(yán)禁拷貝他人電路，發(fā)現(xiàn)近乎完全一樣的電路圖以零分處理。課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求報(bào)告格式：按《數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式》撰寫，用A4紙打印，不按要求的后果自負(fù)。設(shè)計(jì)方案：預(yù)設(shè)計(jì)方案至少要準(zhǔn)備兩個(gè)以上，并進(jìn)行比較說明選擇實(shí)驗(yàn)方案的理由。電路圖要求：整機(jī)電路和子模塊電路要求用繪圖工具規(guī)范作圖（不可徒手畫圖），并標(biāo)出元件名，參數(shù)，極性和節(jié)點(diǎn)，不得使用仿真原始圖，分模塊的元件標(biāo)號(hào)應(yīng)與整機(jī)圖一致。IC說明：使用每種IC必須具備外觀圖、功能（表）、結(jié)構(gòu)、管腳等資料。調(diào)試、測(cè)量：以實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，不得使用仿真或理論數(shù)據(jù)（包括波形）代替，調(diào)試及測(cè)量過程應(yīng)盡可能詳細(xì)。課題說明四個(gè)結(jié)合：模、數(shù)結(jié)合；軟、硬結(jié)合；理論與實(shí)際相結(jié)合；功能與工藝相結(jié)合課題自由選擇：每一道題分基礎(chǔ)部分和選做部分，分別采取不同的分值系數(shù)（0.8～1）。同學(xué)可以根據(jù)自己能力自由選擇。成績計(jì)分方法為：

最終成績=原始得分（滿分100）×分值系數(shù)

例如：采用0.8系數(shù)的題目，完成成績?yōu)?0分，最終成績?yōu)?2分。電阻器：阻值、功耗、噪聲、頻率特性電容器；容量、耐壓、精度、損耗電位器：功耗、阻值變化方式二極管：極限參數(shù)、頻率特性三極管：極限參數(shù)、頻率特性常用元器件的選擇怎樣選擇集成電路

“先粗后細(xì)”：粗即功能、細(xì)既性能指標(biāo).查資料、手冊(cè)．常用的阻、容標(biāo)稱值

直標(biāo)法：

電容（1μf.=10-6

F1nf=10-9F1pf=10-12F)0.01μf0.022μf0.033μf0.047μf0.1μf0.47μf1μf4.7μf10μf47μf100μf

10p20p30p50p62p68p100p200p300p470p510p560p680p1000p2200p3300p4700p6800p

電阻系列標(biāo)稱值:11.11.21.31.51.61.822.22.42.733.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.110常用的阻、容標(biāo)稱值

乘數(shù)表示法：

電容:103(0.01μf)104(0.1μf)472（4700p）473(0.047μf)474(0.47μf)

332(3300p)333(0.033μf)102(1000p)202(2000p)302(3000p)

電阻：色環(huán)表示法

數(shù)碼標(biāo)注法一般為三位數(shù)碼表示電容器的容量，單位pF

。其中前兩位數(shù)碼為電容量的有效數(shù)字，第三位為倍乘數(shù)，但第三位倍乘數(shù)是9時(shí)表示×10

1。

如：

101表示：10×101=100pF102表示：10×102=1000pF103表示：10×103=0.01μF104表示：10×104=0.1μF223表示：10×103=0.022μF474表示：10×104=0.47μF159表示：10×10–1=1.5pF數(shù)碼電容標(biāo)注法電阻器電阻是最常用、最基本的電子元件之一。其在電路中的主要用途是：分壓、限流和充當(dāng)負(fù)載。常用電阻有炭膜電阻和金屬膜電阻。電阻器一般分為固體電阻器、電位器以及敏感電阻器三大類。電阻器從結(jié)構(gòu)上可分為：固定電阻器（R）：一經(jīng)制成阻值不再改變?？勺冸娮杵?RH)：在一定范圍可調(diào)，使用時(shí)固定在某一值上。電位器(RP)：在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。電位器電位器在電路中用于改變電阻的分配比例?？勺鳛榉謮浩?，改變電路中的電壓分配。它對(duì)外有三個(gè)引出端，其中兩個(gè)為固定端，另一個(gè)是中心抽頭。轉(zhuǎn)動(dòng)或調(diào)節(jié)電位器轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其中心抽頭與固定端之間的電阻將發(fā)生變化。常見的電位器外形圖如圖所示。碳膜電位器

它的電阻體是在馬蹄形的紙膠板上涂上一層碳膜制成。它的阻值變化和中間觸頭位置的關(guān)系有直線式、對(duì)數(shù)式和指數(shù)式三種。碳膜電位器有大型、小型、微型幾種，有的和開關(guān)一起組成帶開關(guān)電位器。還有一種直滑式碳膜電位器，它是靠滑動(dòng)桿在碳膜上滑動(dòng)來改變阻值的。這種電位器調(diào)節(jié)方便。

線繞電位器

將電阻絲纏繞在涂有絕緣物的金屬或非金屬的條板上，再用專用工具將其彎成環(huán)型，裝入基內(nèi)，配上帶滑動(dòng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，則構(gòu)成線繞電位器。它的特點(diǎn)是阻值范圍小，精度高，功率較大。3296精密可調(diào)電位器3296指的是電位器里的一個(gè)系列，指的是1/4英寸正方形單圈（240度）微調(diào)（0.50W）電位器（插件）。系列再按調(diào)節(jié)方式分頂調(diào)、側(cè)調(diào)，腳的排列也分三腳式和直線式。3296-3362-3386-3266電容器電容也是最常用、最基本的電子元件之一。電容在電路中，可用于隔直流、通交流，濾波、旁路或與電感線圈組成振蕩回路。電容種類電解電容（低頻用，容量大，有極性，漏電大，應(yīng)與陶瓷電容并聯(lián)使用）鉭質(zhì)電容（漏電小的電解電容）塑料電容(polypropylene,polyester)（振蕩器、濾波器用，溫度系數(shù)?。┨沾呻娙荩ǜ哳l濾波用，溫度系數(shù)大）云母電容（高頻用，溫度系數(shù)小）電解電容

電解電容以金屬氧化物膜做介質(zhì)，以金屬和電解質(zhì)組作為電容的兩極。金屬為正極，電解質(zhì)為負(fù)極。使用電解電容時(shí)應(yīng)注意極性，不能用于交流電路。由于電解電容的介質(zhì)是一層極薄的氧化膜（厚度只有10-2～10-3μm）因而比電容比任何其它類型的都要大。①鋁電解電容.鋁電解是使用最多的一種通用型電解電容,額定電壓一般在⒍3～500V之間,容量為0.33～4700uF.②鉭電解電容.由于鉭及其氧化膜的物理性能穩(wěn)定,因而它比電解電容的漏電小、壽命長,長期存放性能穩(wěn)定,溫度、頻率特性好.但它比鋁電解電容成本高、額定電壓低(最高只有160V).

電容器的測(cè)量可利用萬用表對(duì)其進(jìn)行充放電檢測(cè)。電容器的測(cè)量漏電電阻的測(cè)量：使用萬用電表，首先將擋位旋鈕旋到“R×1k”擋位，雙筆短接調(diào)0，測(cè)量電容兩引腳，指針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，然后逆時(shí)針緩慢退回，最后停下值就為漏電電阻，此值偏小說明漏電嚴(yán)重。斷路測(cè)量：測(cè)量時(shí)指針始終無反應(yīng)，說明斷路。短路測(cè)量：測(cè)量電容量很小趨于零且指針不再返回，說明短路。電容極性判斷：因?yàn)檎蜻B接漏電電阻大，因此分別正反測(cè)量電容器兩次，漏電電阻大的一次，黑標(biāo)筆接的是正極。電容器的作用：電容器廣泛應(yīng)用于各種高、低頻電路中和電源電路中，起退耦、耦合、濾波、旁路、諧振、降壓、定時(shí)等作用。名詞解釋：1)濾波：指濾除干擾信號(hào)、雜波等2)耦合：指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路連接起來并使之相互影響的方法3)退耦：指消除或減輕兩個(gè)以上電路間在某方面相互影響的方法4)旁路：指與某元件或某電路相并聯(lián)，其中某一端接地，將有關(guān)信號(hào)短接到地5)諧振：指與電感并聯(lián)或串聯(lián)后，其自由振蕩頻率與輸入頻率相同時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。

在元器件應(yīng)用中，必須注意以下幾個(gè)方面：

①電源電壓的范圍是多少？是單電源供電還是需要雙電源供電？這點(diǎn)十分重要。若不注意,將+3.3V電源的器件加+5v，將+5V器件加+9V,甚至更高，那器件是必?zé)裏o疑。②元器件的主要指標(biāo)是什么？這不外乎是速度和精度兩方面。不要以為只要是運(yùn)放就能作放大器、濾波器。例如要求做一個(gè)2MHz帶寬的放大器，如果選用LM741，結(jié)果無論如何都達(dá)不到要求,因?yàn)長M741的單位增益帶寬積只有1MHz。③元器件互相之間的電平匹配如何？④元器件的輸入阻抗，允許的輸入電壓、電流范圍以及輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力等等。這一方面會(huì)涉及器件的安全,另一方面又可能影響到系統(tǒng)的某些指標(biāo)能否達(dá)到。二極管的應(yīng)用

1、整流二極管(IN4001-4007)：利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈動(dòng)直流電。2、開關(guān)元件(IN4148)：二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。3、限幅元件：二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號(hào)幅度限制在一定范圍內(nèi)。二極管的應(yīng)用4、繼流二極管：在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。5、檢波二極管：在收音機(jī)中起檢波作用。6、變?nèi)荻O管：使用于電視機(jī)的高頻頭中。二極管的應(yīng)用7、穩(wěn)壓二極管：穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：①穩(wěn)壓值VZ②電壓溫度系數(shù)③動(dòng)態(tài)電阻rZ④允許功耗PZ

。8、發(fā)光二極管：在使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是若用直流電源電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，在電路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過發(fā)光二極管的電流過大而燒壞管子，注意發(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐?.2～2V(可見光LED為1.2～2V,紅外線LED為1.2～1.6V)。二是發(fā)光二極管的反向擊穿電壓比較低，一般僅有幾伏。因此當(dāng)用交流電壓驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，可在LDE兩端反極性并聯(lián)整流二極管，使其反向偏壓不超過0.7V，以便保護(hù)發(fā)光二極管。

1N系列穩(wěn)壓二極管參數(shù)

1N46874.31N46884.71N46895.11N46905.61N46916.21N4731A4.31N4732A4.71N4733A5.11N4734A5.61N4735A6.2型號(hào)穩(wěn)定電壓

穩(wěn)定電壓

型號(hào)LED的分類1．按發(fā)光管發(fā)光顏色分

按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。

根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。2．按發(fā)光管出光面特征分

按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。3．按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分

按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。4．按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分

按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度<10mcd）；超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度>100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。

一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。怎樣測(cè)量數(shù)碼管引腳，分共陰和共陽?

找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個(gè)電源（3到5伏）和1個(gè)1K（幾百的也歐的也行）的電阻，VCC串接個(gè)電阻后和GND接在任意2個(gè)腳上，組合有很多，但總有一個(gè)LED會(huì)發(fā)光的找到一個(gè)就夠了，，然后用GND不動(dòng)，VCC（串電阻）逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陰的了。相反用VCC不動(dòng)，GND逐個(gè)碰剩下的腳，如果有多個(gè)LED（一般是8個(gè)），那它就是共陽的。也可以直接用數(shù)字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負(fù)極。干簧管干簧管是一種非接觸性機(jī)械開關(guān)，觸點(diǎn)被封裝在玻璃管內(nèi)，當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，管內(nèi)有二簧片被磁化，從而接通或斷開觸點(diǎn)。

半導(dǎo)體三極管

半導(dǎo)體三極管(晶體管)是最重要的一種半導(dǎo)體器件。廣泛應(yīng)用于各種電子電路中。晶體管最常見的結(jié)構(gòu)有平面型和合金型兩種。平面型都是硅管、合金型主要是鍺管。它們都具有NPN或PNP的三層兩結(jié)的結(jié)構(gòu)，因而又有NPN和PNP兩類晶體管。其三層分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，并引出發(fā)射極(E)、基極(B)和集電極(C)三個(gè)電極。9000系列

常用晶體管如下表所示型號(hào)極性用途特點(diǎn)PT(mW)fT(MHz)9011NPN高、中頻放大4003709012PNP極好的線性hFE6259013NPN于9012配對(duì)作推挽6259014NPN線性好，hFE高6252709015PNP于9014配對(duì)6251909018NPN寬帶高增益、放大40011009011~9018塑封硅三極管的參數(shù)三極管的管腳識(shí)別

9012、9013、9014、9015、9018等是中間一只腳為基極，字面向上，腳對(duì)自己，左邊腳是E，右邊腳是C。小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個(gè)引腳朝下放置，則從左到右依次為EBC。晶體管作為數(shù)字集成電路的輸入時(shí)，工作在開關(guān)狀態(tài)，分為晶體管飽和導(dǎo)通和截止情況.開關(guān)晶體管輸入方式NPN型晶體管對(duì)NPN型晶體管，管子截止時(shí)，輸出為邏輯“1”狀態(tài)，管子導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓為0.3V左右，即邏輯“0”狀態(tài)，R1的阻值大小必須保證當(dāng)管子飽和時(shí)，能達(dá)到飽和狀態(tài)。PNP型晶體管對(duì)PNP型晶體管，使用時(shí)的狀態(tài)與NPN型的管子情況相反，但同樣也能保證電阻R3能使管子飽和導(dǎo)通；管子截止時(shí)，R4阻值必須小于“關(guān)門電阻”，對(duì)TTL電路，一般為500歐。電路中為什么要使用光耦器件？

1、電氣隔離的要求。A與B電路之間，要進(jìn)行信號(hào)的傳輸，但兩電路之間由于供電級(jí)別過于懸殊，一路為數(shù)百伏，另一路為僅為幾伏；兩種差異巨大的供電系統(tǒng)，無法將電源共用；2、A電路與強(qiáng)電有聯(lián)系，人體接觸有觸電危險(xiǎn)，需予以隔離。而B線路板為人體經(jīng)常接觸的部分，也不應(yīng)該將危險(xiǎn)高電壓混入到一起。兩者之間，既要完成信號(hào)傳輸，又必須進(jìn)行電氣隔離；3、運(yùn)放電路等高阻抗型器件的采用，和電路對(duì)模擬的微弱的電壓信號(hào)的傳輸，使得對(duì)電路的抗干擾處理成為一件比較麻煩的事情——從各個(gè)途徑混入的噪聲干擾，有可能反客為主，將有用信號(hào)“淹沒”掉；4、除了考慮人體接觸的安全，又必須考慮到電路器件的安全，當(dāng)光電耦合器件輸入側(cè)受到強(qiáng)電壓（場(chǎng)）沖擊損壞時(shí)，因光耦的隔離作用，輸出側(cè)電路卻能安全無恙。光電耦合器件的一般屬性：

1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸入側(cè)一般采用發(fā)光二極管，輸出側(cè)采用光敏晶體管、集成電路等多種形式，對(duì)信號(hào)實(shí)施電-光-電的轉(zhuǎn)換與傳輸。2、輸入、輸出側(cè)之間有光的傳輸，而無電的直接聯(lián)系。輸入信號(hào)的有無和強(qiáng)弱控制了發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度，而輸出側(cè)接受光信號(hào)，據(jù)感光強(qiáng)度，輸出電壓或電流信號(hào)。3、輸入、輸出側(cè)有較高的電氣隔離度，隔離電壓一般達(dá)2000V以上。能對(duì)交、直流信號(hào)進(jìn)行傳輸，輸出側(cè)有一定的電流輸出能力，有的可直接拖動(dòng)小型繼電器。特殊型光耦器件能對(duì)毫伏，甚至微伏級(jí)交、直流信號(hào)進(jìn)行線性傳輸。4、因光耦的結(jié)構(gòu)特性，輸入、輸出側(cè)需要相互隔離的獨(dú)立供電電源，即需兩路無“共地”點(diǎn)的供電電源。下述一、二類光耦輸入側(cè)由信號(hào)電壓提供了輸入電流通路，但實(shí)質(zhì)上輸入信號(hào)回路，也是有一個(gè)供電支路的；而線性光耦，則輸入側(cè)與輸出側(cè)一樣，是直接接有兩種相隔離的供電電源的。在變頻器電路中，經(jīng)常用到的光電耦合器件，有三種類型

1、一種為三極管型光電耦合器，如PC816、PC817、4N35等，常用于開關(guān)電源電路的輸出電壓采樣和誤差電壓放大電路，也應(yīng)用于變頻器控制端子的數(shù)字信號(hào)輸入回路。結(jié)構(gòu)最為簡單，輸入側(cè)由一只發(fā)光二極管，輸出側(cè)由一只光敏三極管構(gòu)成，主要用于對(duì)開關(guān)量信號(hào)的隔離與傳輸；2、第二種為集成電路型光電耦合器，如6N137、HCPL2601等，輸入側(cè)發(fā)光管采用了延遲效應(yīng)低微的新型發(fā)光材料，輸出側(cè)為門電路和肖基特晶體管構(gòu)成，使工作性能大為提高。其頻率響應(yīng)速度比三極管型光電耦合器大為提高，在變頻器的故障檢測(cè)電路和開關(guān)電源電路中也有應(yīng)用；3、第三種為線性光電耦合器，如A7840。結(jié)構(gòu)與性能與前兩種光耦器件大有不同。在電路中主要用于對(duì)mV級(jí)微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行線性傳輸，在變頻器電路中，往往用于輸出電流的采樣與放大處理、主回路直流電壓的采樣與放大處理。

光電耦合器件光電耦合器件分類光隔離器的幾種類型二極管型三極管型達(dá)林頓型晶閘管驅(qū)動(dòng)型發(fā)光器件光敏器件被測(cè)物體槽式光電耦合器示意圖槽式光電耦合器實(shí)物圖+

EC光隔離式光傳感器光敏元件集成功能塊點(diǎn)擊不同的類型圖可查詢部分光隔離器的參數(shù)光電耦合器的外觀 光電耦合器的外觀大多為淺黃色或白色，市面上見到淺黃色或白色封裝的集成電路幾乎都是光電耦合器。光電耦合器的型號(hào)（1）TLP521-1/TLP521-2/TLP521-4，分別是每個(gè)封裝內(nèi)包含1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)光電耦合器，由HP公司和日本東芝公司生產(chǎn)。（2）4N系列，如4N25、4N32等，由Motorola公司生產(chǎn)。（3）MOC30系列，如MOC3010、MOC3021、MOC3041等，為晶閘管驅(qū)動(dòng)輸出。（4）6N137，由HP公司生產(chǎn)，用于高速數(shù)據(jù)。達(dá)林頓晶體管DT達(dá)林頓晶體管DT（Dar1ingtonTransistor）亦稱復(fù)合晶體管。它采用復(fù)合過接方式，將兩只或更多只晶體管的集電極連在一起，而將第一只晶體管的發(fā)射極直接耦合到第二只晶體管的基極，依次級(jí)連而成，最后引出E、B、C三個(gè)電極。

BECBECNPNPNP

每只晶體管的放大系數(shù)分別這hFE1、hFE2、hFEn。則總放大系數(shù)約等于各管放大系數(shù)的乘積：hFE≈hFE1·hFE2……h(huán)FEn

因此，達(dá)林頓管具有很高的放大系數(shù)，值可以達(dá)到幾千倍，甚至幾十萬倍。利用它不僅能構(gòu)成高增益放大器，還能提高驅(qū)動(dòng)能力，獲得大電流輸出，構(gòu)成達(dá)林頓功率開關(guān)管。在光電耦合器中，也有用達(dá)林頓管作為接收管的。達(dá)林頓管產(chǎn)品大致分成兩類，一類是普通型，內(nèi)部無保護(hù)電路，另一類則帶有保護(hù)電路。

達(dá)林頓管廣泛應(yīng)用于音頻功率輸出、開關(guān)控制、電源調(diào)整、繼電器驅(qū)動(dòng)、高增益放大等電路中。[結(jié)型]:NPN

[集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓]

:100V[集電極-基極方向擊穿電壓]:100V[最大集電極電流]:5A[集電極-基極反向截止電流]:0.2mA[集電極-發(fā)射極連續(xù)壓降]:2.0V[共發(fā)射極輸出電容]:200pF[耗散功率]:65WTIP122特有屬性TIP122外型及管腳集成運(yùn)算放大器的選擇對(duì)于性能指標(biāo)沒有特殊要求的一般交流放大，可選通用型。如LM741，LM324，LM348、LM358。作為快速采集的信號(hào)放大器，由于采樣時(shí)的數(shù)據(jù)為離散的階躍信號(hào)，要求運(yùn)放具有較高的工作速度，因此，必須選用高速型，如μA715，轉(zhuǎn)換速率SR≤100/

μs。

完成對(duì)弱信號(hào)的放大，要滿足誤差小于1μV的要求，可采用高精度型。如μA725，OP-27。對(duì)頻率范圍很寬的信號(hào)放大，應(yīng)選用寬帶型。如CF507。若要求運(yùn)放輸出信號(hào)幅值大，可選高壓型，如F143。對(duì)高阻信號(hào)源的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，可選LF356。對(duì)于能源有要求的，可選用低功耗型，如μA253。集成運(yùn)放的重要參數(shù)：(1)增益帶寬積（GBW)GBW=Avd.fH其中，Avd為中頻開環(huán)增益，fH為開環(huán)上限截止頻率。以u(píng)A741為例，Avd=100dB即100000倍。fH

=10Hz,GBW=10×100000=1MHz。即該運(yùn)放的fT=1MHz。Avd(dB)ffHfTAvo若運(yùn)放在應(yīng)用中接成閉環(huán)放大電路，其閉環(huán)放大電路的上限頻率fHF=GBW/AVFAvd(dB)ffHfTAvoAVFfHF(2)壓擺率（轉(zhuǎn)換速率）SR壓擺率SR表示運(yùn)放所允許的輸出電壓Vo對(duì)時(shí)間變化率的最大值。若輸入一正弦波電壓，運(yùn)算放大器輸出也應(yīng)是一正弦波電壓。則：若已知V0m，則在輸出不失真的情況下，輸入信號(hào)的最高頻率對(duì)于uA741，若將連接成電壓跟隨器電路，若輸入信號(hào)為Vin=2V，f=100KHz的正弦信號(hào)，其輸出波形如何？+-vinvo為了要求輸出不失真，則要求輸入信號(hào)的應(yīng)小于0.8V。vinvo(3)共模抑制比CMRR該項(xiàng)指標(biāo)表示了集成運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)（通常是干擾信號(hào)）的抑制能力。定義Avd

為開環(huán)差模增益，Avc為開環(huán)共模增益。共模抑制比這一指標(biāo)在微弱信號(hào)放大場(chǎng)合非常重要，以為在許多實(shí)際場(chǎng)合，存在著共模干擾信號(hào)。假設(shè)某一放大器的差模輸入信號(hào)Vidm為10uV，而放大器的輸入端存在著10V的共模干擾信號(hào)。為了使輸出信號(hào)的有用信號(hào)（差模分量）能明顯的大于干擾信號(hào)，這時(shí)要求該運(yùn)放應(yīng)有多大的共模抑制比呢？設(shè)該放大器的輸出端的共模電壓為Vocm,則Vocm=Vicm.Avc則將其折合到輸入端的共模信號(hào)為：

Vicm=Vocm/Avc折合到輸入端的誤差電壓為：在上例中，若取輸入有用信號(hào)為干擾信號(hào)的兩倍，即：則運(yùn)放的共模抑制比要求運(yùn)算放大器的共模抑制比大于120dB特殊運(yùn)放的性能特點(diǎn)類型性能特點(diǎn)用途高阻型高輸入電阻,rid可達(dá)10以上作測(cè)量放大器高速型單位增益帶寬且轉(zhuǎn)換速率高,有的單位增益帶寬高達(dá)10MHz,有的轉(zhuǎn)換速率高達(dá)幾千伏/微秒數(shù)-模和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、視頻放大器、鎖相環(huán)電路.低功耗型工作電源低,為幾伏;靜態(tài)功耗低,只有幾毫瓦,甚至微瓦.空間技術(shù)、軍事科學(xué)或工業(yè)中的遙感遙測(cè)電路高精度型低失調(diào)、低溫漂、低噪聲、高增益、失調(diào)電壓和失調(diào)電流比通用型的小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，共模抑制比大于100dB。微弱信號(hào)的精密測(cè)量和運(yùn)算，高精度儀器。大功率型能夠輸出大功率、大電流（如幾安）。功率放大器，需大電流驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。高壓型能夠輸出高電壓，如100V高電壓輸出。集成運(yùn)放應(yīng)用電路的分析方法“化整為零”，將電路分成為若干部分電路，可以以集成運(yùn)放為核心器件分割電路?！胺治龉δ堋?，根據(jù)是否引入反饋以及反饋的極性來識(shí)別每一部分電路，并用恰當(dāng)?shù)姆椒ǚ謩e描述各部分電路的功能?！敖y(tǒng)觀整體”，弄清各部分電路的關(guān)系。“性能估算”，定量描述整個(gè)電路的性能指標(biāo)集成運(yùn)放基本應(yīng)用電路的特征及其描述方法電路類型電路特征描述方法主要參數(shù)運(yùn)算電路引入深度電壓負(fù)反饋運(yùn)算關(guān)系式有源濾波電路引入深度電壓負(fù)反饋頻率特性Aup、Au、fp、Q電壓比較器大多數(shù)為開環(huán)或引入負(fù)反饋電壓傳輸特性UOL、UOH、UT正弦波振蕩電路放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)波形周期（頻率）、振幅非正弦波發(fā)生電路滯回比較器、積分運(yùn)算電路、或RC延遲環(huán)節(jié)波形周期（頻率）、振幅

利用二極管的單向?qū)щ娞匦苑乐褂捎陔娫礃O性接反而造成的損壞。當(dāng)電源極性錯(cuò)接成上負(fù)下正時(shí)，兩二極管均不導(dǎo)通，等于電源斷路，從而起到保護(hù)作用。

保護(hù)電路1.電源極性的保護(hù)2.輸入保護(hù)

利用二極管的限幅作用對(duì)輸入信號(hào)幅度加以限制，以免輸入信號(hào)超過額定值損壞集成運(yùn)放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。無論是輸入信號(hào)的正向電壓或負(fù)向電壓超過二極管導(dǎo)通電壓，則V1或V2中就會(huì)有一個(gè)導(dǎo)通，從而限制了輸入信號(hào)的幅度，起到了保護(hù)作用。

利用穩(wěn)壓管V1和V2接成反向串聯(lián)電路。若輸出端出現(xiàn)過高電壓，集成運(yùn)放輸出端電壓將受到穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值的限制，從而避免了損壞。3.輸出保護(hù)LM324四通用運(yùn)算放大器LM324是四通用運(yùn)算放大器集成電路?？稍谑珍洐C(jī)和音響系統(tǒng)中用作音調(diào)控制電路，也可廣泛用于通信、儀器儀表中。該電路的特點(diǎn)如下：內(nèi)含相位校正回路，外圍元件少；即可雙電源工作，也可單電源工作，工作電源電壓范圍寬；單電源：VCC=3.0～30.0V；雙電源：VCC=±1.5～±15V；輸入電壓范圍幾乎可低至零電平；輸出電壓范圍寬，可從0V～VCC-1.5V；消耗電流小：ICC=0.6mA(RL=∞)；采用雙列直插14封裝（DIP14）；方框圖和引出端功能最大額定值（Tamb=25℃）電特性（除非特別說明，Tamb=25℃,VCC=9V）應(yīng)用電路圖LM348四741運(yùn)算放大器LM348系列實(shí)際是四個(gè)741，它包含四個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)補(bǔ)償、低功耗的運(yùn)算放大器。該電路被設(shè)計(jì)成與那些熟知的741運(yùn)算放大器具有同樣的功能。此外，四個(gè)放大器的總電源電流與一單個(gè)的741型運(yùn)算放大器的電源電流差不多。其他一些特點(diǎn)包括：其輸入失調(diào)電流和輸入偏置電流比那些標(biāo)準(zhǔn)的741小得多，還有靠對(duì)每個(gè)放大器獨(dú)立進(jìn)行偏置并利用使熱耦合減至最小的電路設(shè)計(jì)工藝來實(shí)現(xiàn)各放大器間的良好隔離。LM348可以被用在需要使用復(fù)合741或1558型運(yùn)放的任何地方，也可以用在需要放大器配對(duì)或封裝密度很高的地方。LM348管腳圖LM393比較器LM393該電路的特點(diǎn)如下：即可雙電源工作，也可單電源工作，工作電源電壓范圍寬；單電源：VCC=2.0～36V；雙電源：VCC=±1～±18V；消耗電流小，ICC=0.8mA；輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV；共模輸入電壓范圍寬，VIC=0～VCC-1.5V；輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；輸出可以用開路集電極連接“或”門；采用雙列直插8腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8腳塑料封裝（SOP8）。LM393方框圖與引出端功能LM358LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。=========================LM358OUT1-IN1+IN1-12+12OUT2-IN2+IN21458特性(Features):內(nèi)部頻率補(bǔ)償直流電壓增益高(約100dB)單位增益頻帶寬(約1MHz)電源電壓范圍寬：單電源(3—30V)；雙電源(±1.5一±15V)低功耗電流，適合于電池供電低輸入偏流低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流共模輸入電壓范圍寬，包括接地差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V)運(yùn)放應(yīng)用中的一些實(shí)際問題1、不能調(diào)零：此時(shí)應(yīng)檢查運(yùn)算放大器是否工作于閉環(huán)的負(fù)反饋狀態(tài)。如果接線有錯(cuò)誤，或是虛焊點(diǎn)，以及組件內(nèi)部損壞，也會(huì)使調(diào)零電位器失去作用。如果關(guān)斷電源又重新接通后即恢復(fù)正常（可以調(diào)零），則可能是組件出現(xiàn)“堵塞”現(xiàn)象。２、組件突然損壞最常見的是組件輸出端不慎對(duì)地短路或接到某一個(gè)電源造成過電流；接入電容負(fù)載也容易產(chǎn)生瞬時(shí)大電流；電源極性接反或電壓值接錯(cuò)也會(huì)產(chǎn)生過電流損壞。３、“堵塞”現(xiàn)象：“堵塞”現(xiàn)象又叫“阻塞”或“自鎖”現(xiàn)象：閉環(huán)工作的運(yùn)算放大器突然發(fā)生工作不正常，輸出電壓接近于兩個(gè)極限狀態(tài)之一，此時(shí)組件內(nèi)部的輸出管不是處于飽和狀態(tài)，就是處于截止?fàn)顟B(tài)。發(fā)生“堵塞”時(shí)，放大器不能調(diào)零，信號(hào)也可能加不進(jìn)去，人們往往誤認(rèn)為組件已損壞。其實(shí)只要切斷電源，重新接通，或把組件兩個(gè)輸入端短路一下，就可使電路恢復(fù)正常工作。“堵塞”是由于輸入信號(hào)過大或受強(qiáng)干擾的影響，使組件內(nèi)部某些管子進(jìn)入飽和狀態(tài)，從而使負(fù)反饋?zhàn)兂烧答伓鸬?。在比例運(yùn)算中，去掉后，電路靠正反饋仍能維持較大的電壓輸出。要使電路恢復(fù)正常，唯有運(yùn)放反相輸入端電壓，這就需要切斷電源電壓，或?qū)點(diǎn)對(duì)地短路才行。為了防止堵塞現(xiàn)象，應(yīng)防止組件輸入管飽和，因此必須在輸入端加限幅保護(hù)。有的組件內(nèi)部已設(shè)置有防止堵塞的電路。4、工作時(shí)產(chǎn)生自激振蕩：表現(xiàn)為工作不穩(wěn)定。人體或金屬物體靠近時(shí)，變化尤為顯著，用示波器可以看出有振蕩波。應(yīng)檢查是否按規(guī)定的部位和參數(shù)接入ＲＣ校正（補(bǔ)償）網(wǎng)絡(luò)；負(fù)反饋是否太強(qiáng)；輸出端是否接有電容性負(fù)載。接線太長引起雜散電容增大也會(huì)使電路工作不穩(wěn)定。為了進(jìn)一步抑制振蕩，可重新調(diào)整ＲＣ補(bǔ)償元件的參數(shù)。例如，減小補(bǔ)償電阻的阻值，加大補(bǔ)償電容的容量直到完全消除自激現(xiàn)象為止。此外，應(yīng)在印刷電路板插座上正負(fù)電源接線端接上幾十微法的電解電容和０.1μF的陶瓷電容相并聯(lián)。國外部分公司及產(chǎn)品代號(hào)

TTL門電路使用注意事項(xiàng)

（1）TTL電路的電源正端通常標(biāo)以“VCC”，負(fù)端標(biāo)以“GND”。電源正常是集成電路門電路能否正常工作的必要條件。（2）TTL集成電路對(duì)電源電壓要求比較嚴(yán)格，除了低電壓、低功耗系列外，通常只允許在+5V±0.5V的范圍內(nèi)工作，若電源電壓超過5.5V，將損壞器件；若電源電壓低于4.5V,器件的邏輯功能將不正常。

（3）TTL門電路的多余輸入端處理方法集成電路在使用集成電路時(shí)有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)多余的引腳。多余的引腳要按具體情況進(jìn)行處理。（4）TTL集成電路的輸出端不允許直接接地或直接接+5V，否則將導(dǎo)致器件損壞。

CMOS電路的柵極與基極之間有一層絕緣的二氧化硅薄層，厚度僅為0.1～0.2μm。由于CMOS電路的輸入阻抗很高，而輸入電容又很小，當(dāng)不太強(qiáng)的靜電加在柵極上時(shí)，其電場(chǎng)強(qiáng)度將超過105V／com。這樣強(qiáng)的電場(chǎng)極易造成柵極擊穿，導(dǎo)致永久性損壞。因此防止靜電對(duì)保護(hù)CMOS集成電路是很重要的，要求在使用時(shí)注意以下兒點(diǎn)：CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)（1）CMOS電路的電源正端標(biāo)以“VDD”，負(fù)端標(biāo)以“VSS”。使用時(shí)一般將“VSS”接地。電源極性不得接反，否則將會(huì)導(dǎo)致CMOS集成電路損壞。使用IC插座時(shí)，集成電路引腳的順序不得插反。（2）由于CMOS通過上千Ω的電阻接地，仍看作低電平輸入。（3）在CMOS集成電路尚未接通電源時(shí)，不允許將輸入信號(hào)加到電路的輸入端，必須先接通CMOS電源的情況下，再接通信號(hào)源的電源。關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)先切斷信號(hào)源電源，再關(guān)斷CMOS電源（4）更換集成電路時(shí)應(yīng)先切斷電源。

CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)（5）輸入端接低內(nèi)阻信號(hào)源時(shí)，應(yīng)在輸入端與信號(hào)源之間串接限流電阻。接大電容時(shí)，為防止電容放電形成較大的瞬時(shí)電流，也應(yīng)在輸入端與電容之間串接限流電阻。如果輸入端連接線較長，則為了防止在電路輸入端產(chǎn)生附加振蕩脈沖，也需要在門電路輸入端串接限流電阻。（6）除具有OC(漏極開路門電路)結(jié)構(gòu)和三態(tài)輸出結(jié)構(gòu)的門電路之外，禁止將輸出端并聯(lián)使用。禁止將輸出端直接接VDD或VSS。

CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)

為增加CMOS集成電路的驅(qū)動(dòng)能力,同一芯片上的CMOS門電路允許并聯(lián)在一起使用.不在同一芯片上的門電路不允許這樣使用。（7）在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中，CMOS集成電路應(yīng)用金屬紙（如鋁箔）包好，短路集成電路的管腳，裝入金屬盒內(nèi)屏蔽。使用時(shí)，開封后要馬上使用，以免靜電擊穿集成電路。（8）電源電壓應(yīng)保持在最大極限電壓范圍之內(nèi)。電源電壓越高，抗干擾能力就越強(qiáng)，允許的工作頻率越高，但功耗會(huì)相應(yīng)增加。CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)（9）接線時(shí)，外圍元件應(yīng)盡量靠近所連引腳，引線應(yīng)盡量短捷。避免使用平行的長引線，以防引入較大的分布電容形成振蕩。若輸入端有長引線和大電容，應(yīng)在靠近CMOS集成電路輸入端接入一個(gè)10kΩ限流電阻。（10）所有不使用的輸入端不能懸空，應(yīng)按工作性能的要求接電源或接地。否則電路的工作狀態(tài)將不確定，并且會(huì)增加電路的功耗。對(duì)于空腳和輸出端，通常不用連接。對(duì)于多余門的輸入端既可接VDD，也可接VSS，任選其一。因?yàn)槎嘤嚅T不工作，不必考慮其邏輯關(guān)系，但抗干擾仍應(yīng)考慮。CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)

并接輸入端方法不適用多余門，因多余門中無使用的輸入端。所以，對(duì)有多個(gè)輸入端的多余門電路，應(yīng)將多個(gè)輸入端并聯(lián)后再接VDD或VSS。

（11）使用高速CMOS電路時(shí)，一定要注意電路結(jié)構(gòu)和印制電路板的設(shè)計(jì)。輸出引線過長，容易產(chǎn)生“振鈴”現(xiàn)象，進(jìn)而引起波形失真，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致電路無法工作。（12）人體能感應(yīng)出幾十伏的交流電壓，人衣服的摩擦也會(huì)產(chǎn)生上千伏的靜電，故盡量不要用手接觸CMOS電路的引腳。CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)（13）防止產(chǎn)生鎖定效應(yīng)。鎖定效應(yīng)也稱為晶閘管效應(yīng)，是CMOS電路的一個(gè)特有問題，發(fā)生鎖定效應(yīng)會(huì)造成器件永久性損壞。產(chǎn)生鎖定效應(yīng)的原因是對(duì)元器件使用不當(dāng)或受外界原因激發(fā)后，導(dǎo)致電源電壓劇增，為了防止鎖定效應(yīng)，應(yīng)對(duì)輸入電壓ui、輸出電壓uo做適當(dāng)?shù)囊?，?/p>

-VD＜ui＜VDD+VD-VD＜uo＜VDD+VDVDD＜VDDBR式中，VD為電路中寄生三極管發(fā)射極導(dǎo)通壓降；VDDBR為的擊穿電壓。同時(shí)，還應(yīng)采取如下措施：①在電源輸入端加去耦電路，防止VDD出現(xiàn)瞬時(shí)高壓。CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)

②在VDD與外電源之間加限流電阻，以保護(hù)芯片不致過流損壞。③調(diào)試電路時(shí)應(yīng)注意接通與關(guān)閉電源的順序。（14）所有與CMOS電路直接接觸的工具，測(cè)試設(shè)備必須可靠地接地。CMOS集成電路的使用注意事項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)CMOS數(shù)字集成電路主要有4000和14500兩大系列.前者以美國無線電公司(RCA)生產(chǎn)的CD4000系列為代表,后者以美國摩托羅拉公司(Motorola)生產(chǎn)的MC14500為代表.高速CMOS電路主要有74HC、74HCT兩大系列.高速CMOS電路74HC系列能在低壓下工作,電源電壓(Vcc～GND)是+2～+6V,其低壓特性優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路為研制采用電池供電的小型化數(shù)字儀表提供了方便.工作頻率高,最高可達(dá)50MHz微功耗,輸入阻抗高,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)74HCT系列采用+5V電源供電.其引腳排列與TTL的74LS系列電路相同.完全可以取代74LS.輸入端保護(hù)措施

在某些場(chǎng)合中數(shù)字集成電路的輸入電壓有可能超過允許范圍造成器件的損壞。為防止輸入電壓超出范圍，可以采用鉗位二極管保護(hù)。輸入端的保護(hù)當(dāng)輸入電壓高于電源電壓時(shí)，二極管VD1導(dǎo)通，使輸入端電壓鉗制在VCC+0.7V；而當(dāng)輸入電壓出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，二極管VD2導(dǎo)通，使輸入端電壓鉗制在VCC-0.7V左右。輸入端的保護(hù)圖中電阻為限流保護(hù),阻值越大越好,但過大的阻值會(huì)產(chǎn)生較大的電壓降,影響輸入信號(hào)的電位,一般TTL電路使用100歐,CMOS電路選用1千歐.模擬地與信號(hào)地的區(qū)別模擬電路涉及弱小信號(hào)，但是數(shù)字電路門限電平較高，對(duì)電源的要求就比模擬電路低些。既有數(shù)字電路又有模擬電路的系統(tǒng)中，數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲會(huì)影響模擬電路，使模擬電路的小信號(hào)指標(biāo)變差，克服的辦法是分開模擬地和數(shù)字地。

對(duì)于低頻模擬電路，除了加粗和縮短地線之外，電路各部分采用一點(diǎn)接地是抑制地線干擾的最佳選擇，主要可以防止由于地線公共阻抗而導(dǎo)致的部件之間的互相干擾。

而對(duì)于高頻電路和數(shù)字電路，由于這時(shí)地線的電感效應(yīng)影響會(huì)更大，一點(diǎn)接地會(huì)導(dǎo)致實(shí)際地線加長而帶來不利影響，這時(shí)應(yīng)采取分開接地和一點(diǎn)接地相結(jié)合的方式。

另外對(duì)于高頻電路還要考慮如何抑制高頻輻射噪聲，方法是：盡量加粗地線，以降低噪聲對(duì)地阻抗；滿接地，即除傳輸信號(hào)的印制線以外，其他部分全作為地線。不要有無用的大面積銅箔。

地線應(yīng)構(gòu)成環(huán)路，以防止產(chǎn)生高頻輻射噪聲，但環(huán)路所包圍面積不可過大，以免儀器處于強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。但如果只是低頻電路，則應(yīng)避免地線環(huán)路。數(shù)字電源和模擬電源最好隔離，地線分開布置，如果有A/D，則只在此處單點(diǎn)共地。

“共地”概念共地就是將各種儀器的地線與被測(cè)電路的地線連接在一起，即共用一個(gè)參考點(diǎn)。正確理解交流信號(hào)無正負(fù)之分這一概念。交流信號(hào)無正負(fù)之分，對(duì)平衡式輸入或輸出電路是正確的，如變壓器、雙端輸入、輸出的差分放大器。因?yàn)樗膮⒖键c(diǎn)可以任意設(shè)定，所以連線可隨便連接，即參考點(diǎn)可以自行確定。但電子線路中大量的、常用的卻是不平衡式的輸入輸出方式。例如。示波器、電子電壓表以及各種組態(tài)的放大器等，它們的輸入、輸出端口中，有一端已經(jīng)定義為參考點(diǎn)，我們稱之為地線，另一端稱為信號(hào)端，此時(shí)就必須把被測(cè)電路的地線與各種儀器的地線連載一起作為系統(tǒng)的參考點(diǎn)，以消除市電對(duì)電路的干擾。接地技術(shù)接地是抑制干擾的有效方法之一。所謂接地。就是選擇一個(gè)等電位點(diǎn)。它是系統(tǒng)或電路的基準(zhǔn)電位，即參考點(diǎn)，并且一定是大地電位。一般儀器機(jī)殼要接大地，我們把這種地線叫保護(hù)地線，主要目的是保護(hù)人身安全，這里所說的接地指電路的信號(hào)地線。正確理解交流信號(hào)無正負(fù)之分這一概念。交流信號(hào)無正負(fù)之分，對(duì)平衡式輸入或輸出電路是正確的，如變壓器、雙端輸入、輸出的差分放大器。因?yàn)樗膮⒖键c(diǎn)可以。電路接地方式，信號(hào)地線的接地方式有兩鐘：一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地。一點(diǎn)接地又有兩種接法：串聯(lián)和并聯(lián)接地。接地技術(shù)串聯(lián)接地方式從防止干擾來說是不合理的，因各地線串聯(lián)，地線呈現(xiàn)的電阻容易形成公共地線干擾，但由于比較簡單，當(dāng)各電路的電平相差不太大的時(shí)候，使用得比較多。并聯(lián)接地在低頻中是最適用的，它沒有公共阻抗支路，但需要連很多導(dǎo)線.且導(dǎo)線較長，地線阻抗較大，所以不適用于高頻。多點(diǎn)接地是一種把電路中所有的地線分別連到最近的地線排上的一種方法，地線排一般是機(jī)殼，這樣可以降低地線阻抗，比較適用于高頻。。接地技術(shù)特別要注意的是：交流電源的地線不能用做信號(hào)地線，因?yàn)樵谝欢坞娫吹鼐€的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)百毫伏甚至幾伏的電壓，對(duì)低電平電路來說這是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾。模擬地與數(shù)字地：在電子系統(tǒng)中往往既有模擬電路，又有數(shù)字電路，為了防止數(shù)字信號(hào)（即大信號(hào)）對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾，一般將兩者的地分開。采用模擬地線和數(shù)字地線，使模擬電路和數(shù)字電路自成回路，這是很好的放干擾措施。

面包板上插接電路的順序：一般是先安裝世三極管或集成電路等有源器件，然后以這些器件的管腳為參照點(diǎn)，分別安裝其它元件和導(dǎo)線。在面包板上安裝電路的主要工具有剝線鉗、偏口鉗、尖嘴鉗、鑷子和改錐。剝線鉗用于剝掉導(dǎo)線的塑料外皮、偏口鉗用于剪斷導(dǎo)線、元件引腳等。尖嘴鉗用于折彎導(dǎo)線或大型元件引腳。鑷子用來在面包板上插接元件和導(dǎo)線，以防止用手插線時(shí)，弄彎引線或插接不緊等現(xiàn)象的產(chǎn)生。面包板上電路插接技術(shù)如何布線布線原則：整齊、清晰、可靠，便于檢查和更換芯片。連線要緊貼面包板整齊排放，最好不要在芯片周圍走線，切忌跨越芯片上空或交錯(cuò)布線。布線技巧：布線前，先對(duì)照集成電路的管腳排列順序在設(shè)計(jì)的邏輯電路圖上標(biāo)明芯片的管腳號(hào)。這樣不但接線速度快，不易出錯(cuò)，而且便于檢查。盡可能采用不用顏色的導(dǎo)線，如紅色接電源，黑色接地，綠色線接信號(hào)等。如何布線布線順序：將所有芯片的電源、地線和固定不便的輸入端（如多余的空腳、觸發(fā)器不用的清零、置位端等）接好。按照信號(hào)的流向依次接入信號(hào)線、控制線和輸出線。電源耦合問題：由于集成電路形成的電源尖峰電流，在電源內(nèi)阻上就形成了內(nèi)部干擾電壓。如果這個(gè)干擾信號(hào)足夠大，可能引起電路故障。為消除電源耦合，可在電源和地之間接入去耦電路。使用集成電路觸發(fā)器應(yīng)注意的問題控制端直流偏置應(yīng)正確

觸發(fā)器所有不用的控制輸入端，均應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況接上適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖剑╒DD或VSS），不得懸空，否則會(huì)影響電路的工作狀態(tài)，并會(huì)增加電路的功耗。對(duì)于觸發(fā)器的控制輸入端，還應(yīng)考慮其直流偏置問題。一般可在控制端與VDD或VSS（根據(jù)具體情況而定）之間接一只100KΩ的電阻，觸發(fā)信號(hào)則接到引腳上。這樣才能保證在常態(tài)下電路狀態(tài)是唯一的，一旦觸發(fā)信號(hào)（脈沖）來到時(shí)，觸發(fā)器變能正常翻轉(zhuǎn)。使用集成電路觸發(fā)器應(yīng)注意的問題特性參數(shù)要符合要求對(duì)觸發(fā)器的建立時(shí)間ts、保持時(shí)間th及最高時(shí)鐘脈沖頻率fmax等特性參數(shù)，對(duì)不同的類型的觸發(fā)器有不同的要求。對(duì)于維持阻塞式觸發(fā)器來說，要求其數(shù)據(jù)輸入端（D或J、K等）信號(hào)至少要比時(shí)鐘脈沖觸發(fā)沿早到一段時(shí)間，這就是建立時(shí)間ts。對(duì)于主從式JK觸發(fā)器，在時(shí)鐘高電平期間，JK信號(hào)不應(yīng)變化，因此建立時(shí)間應(yīng)大于時(shí)鐘脈沖高電平時(shí)間。

使用集成電路觸發(fā)器應(yīng)注意的問題觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)沿到達(dá)后，要求數(shù)據(jù)信號(hào)至少要保持一段時(shí)間，這就是保持時(shí)間th。觸發(fā)器輸入脈沖頻率超過一定值后就不能工作。能使觸發(fā)器正常工作的最高時(shí)鐘脈沖頻率fmax，故應(yīng)使觸發(fā)器工作在允許頻率范圍內(nèi)。使用集成電路計(jì)數(shù)器應(yīng)注意的問題

電磁干擾及其抑制辦法干擾源的種類(1)近場(chǎng)電磁感應(yīng)干擾當(dāng)干擾源是小電流高電壓的電場(chǎng)時(shí),表現(xiàn)為電容性耦合；當(dāng)干擾源是大電流低電壓的電場(chǎng)時(shí)，表現(xiàn)為電感性耦合。信號(hào)傳輸線上就常常由于這種電容性和電感性耦合而感應(yīng)出干擾信號(hào)。(2)其他干擾其他干擾包括遠(yuǎn)場(chǎng)電磁輻射干擾、供電線路饋入干擾、信號(hào)在長線傳輸線上因阻抗匹配引起反射而造成的干擾、TTL電路內(nèi)部尖峰電流的固有噪聲干擾等。抑制干擾的著手點(diǎn)

抑制干擾可以從以下幾個(gè)方面著手抑制或削弱干擾源。切斷干擾源對(duì)系統(tǒng)的耦合通道。提高電路本身的抗干擾能力。抑制干擾的主要措施抑制干擾的主要措施有屏蔽、接地、隔離、去耦、濾波、鑒幅、提高信噪比、消散形成干擾的電磁能、長線傳輸時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配或采用長線傳輸發(fā)送器、接受器等。抑制干擾的主要措施1.設(shè)置交流電源濾波器為了防止和抑制從交流反饋電線引進(jìn)的干擾，應(yīng)在交流供電線和整流穩(wěn)壓電源之間設(shè)置交流電源濾波器2.邏輯電路地線應(yīng)自成系統(tǒng)

邏輯電路的地線和強(qiáng)電控制電路的地線應(yīng)分別自成系統(tǒng)，然后再接至安全接地點(diǎn)。抑制干擾的主要措施3.印制電路板地線設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)范印制電路板上的地線應(yīng)盡可能按規(guī)范設(shè)計(jì)，在每塊印制電路板上都有高頻、低頻去耦電容。一般在每塊印制電路板輸入電源線與接地線之間應(yīng)并聯(lián)一個(gè)幾十微法的電解電容和一個(gè)0.01～0.047μF之間的高頻去耦電容，以防止TTL電路的動(dòng)態(tài)尖峰電流產(chǎn)生的干擾。4.進(jìn)入邏輯電路開關(guān)信號(hào)要加濾波電路對(duì)于從開關(guān)、按鈕、鍵盤進(jìn)入邏輯電路的開關(guān)信號(hào)均要加濾波電路。對(duì)于邏輯電路輸出的控制信號(hào)通常是將電平提升以后再輸出。抑制干擾的主要措施5.采用隔離電路采用隔離法，切斷信號(hào)電路和邏輯電路在電路和磁路上的聯(lián)系，可以有效地抑制干擾進(jìn)入邏輯電路。如可用光電耦合器件使兩電路相互獨(dú)立，不成回路，可有效地切斷噪聲甬道。6.焊接要良好保證焊接質(zhì)量良好，可以消除由于虛焊而造成的干擾。特別提示:元件名稱元件標(biāo)稱值及型號(hào)、數(shù)量電阻電位器電容電感二極管三極管集成電路其它1.提供元器件清單格式提交元器件清單的格式樣本：

特別提示：2、調(diào)試過程及測(cè)試數(shù)據(jù)要詳細(xì)記錄不要給整機(jī)加電，分級(jí)、分模塊加電、調(diào)試；（靜態(tài)工作點(diǎn)、邏輯狀態(tài)、波形）.局部調(diào)試整機(jī)調(diào)試詳細(xì)記錄測(cè)試條件、數(shù)據(jù)及波形。特別提示：3、抓緊時(shí)間，緊跟步調(diào)，按時(shí)完成。4、仿真為必做內(nèi)容，使用方法必須掌握。特別提示：5、設(shè)計(jì)報(bào)告整機(jī)電路及分模塊電路手畫，保證清晰整齊；仿真截圖不可用。整機(jī)電路及分模塊電路上的元器件標(biāo)號(hào)及標(biāo)稱值需一致。圖符、圖名及文中所指需齊全。報(bào)告中應(yīng)包含三張總圖:即設(shè)計(jì)草圖、仿真圖、最終的電路圖。關(guān)于“電路的調(diào)試與質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)量”要求調(diào)試步驟自擬：逐級(jí)、分塊調(diào)試關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)靜態(tài)電壓正常各級(jí)功能調(diào)試正常整機(jī)聯(lián)調(diào)正常設(shè)計(jì)指標(biāo)測(cè)量（測(cè)試）設(shè)計(jì)題一數(shù)字積分器設(shè)計(jì)任務(wù)和要求:1、模擬輸入直流信號(hào)0～10V，積分時(shí)間1～10秒，步距1秒。2、積分值為0000～9999。3、誤差小于1%±1LSB。4、應(yīng)具有微調(diào)措施，以便校正精度。

多諧振蕩器式與電荷平衡式VFC的比較多諧振蕩器式VFC簡單、便宜、功耗低，具有單位占空比的方波輸出。但是精度低于電荷平衡式VFC，而且不能對(duì)負(fù)輸入信號(hào)積分。（如AD654和AD537)電荷平衡式VFC比較精確，適合小的模擬信號(hào)輸入，而且輸入信號(hào)可以為雙極性，輸出波形是脈沖串。缺點(diǎn)是對(duì)電路要求較高，輸入阻抗低(如AD650、AD652和VFC320)。設(shè)計(jì)思路指南關(guān)鍵一：電壓—頻率轉(zhuǎn)換電路(VFC)的功能是將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其數(shù)值成正比的輸出電壓.其輸出為矩形波,是一種模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換電路,既模-數(shù)轉(zhuǎn)換電路.應(yīng)用:模擬-數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換、調(diào)頻、遙控遙測(cè)等各種設(shè)備之中。

設(shè)計(jì)思路指南電路形式：由集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓—頻率轉(zhuǎn)換電路◆電荷平衡式電路:由積分器、滯回比較器（滯回比較器用運(yùn)放或用NE555組成施密特觸發(fā)器均可，但后者精度高）及受輸出電壓控制的電子開關(guān)?！魪?fù)位式電路：由積分器、單限比較器及由三極管或場(chǎng)效應(yīng)管組成模擬電子開關(guān)。

電壓比較電路

比較器用通用運(yùn)算放大器和專用集成比較器的區(qū)別？

（1）比較器的一個(gè)重要指標(biāo)是它的響應(yīng)時(shí)間，它一般低于10-20ns。響應(yīng)時(shí)間與放大器的上升速率和增益-帶寬積有關(guān)。因此，必須選用這兩項(xiàng)指標(biāo)都高的運(yùn)算放大器作比較器，并在應(yīng)用中減小甚至不用相位補(bǔ)償電容，以便充分利用通用運(yùn)算放大器本身的帶寬來提高響應(yīng)速度。（2）當(dāng)在比較器后面連接數(shù)字電路時(shí)，專用集成比較器無需添加任何元器件，就可以直接連接，但對(duì)通用運(yùn)算放大器而言，必須對(duì)輸出電壓采取嵌位措施，使它的高，彽輸出電位滿足數(shù)字電路邏輯電平的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)電路2、在實(shí)驗(yàn)箱上完成電路的布線和搭接3、電路的調(diào)試與質(zhì)量指標(biāo)的測(cè)量4、寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告（格式參考附件）Ｖ／Ｆ計(jì)數(shù)器數(shù)字顯示積分時(shí)間門電路Ｖi通過電壓—頻率轉(zhuǎn)換電路把一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換為方波,此方波的頻率與電壓呈正比關(guān)系.由555組成的單穩(wěn)態(tài)電路,一旦接受到一個(gè)負(fù)脈沖它將輸出一個(gè)寬度為1秒鐘的“門”,這個(gè)“門”和壓頻輸出信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算(經(jīng)過一個(gè)與門),從而得到一定數(shù)量的脈沖信號(hào).此信號(hào)作為時(shí)鐘送入計(jì)數(shù)器.系統(tǒng)框圖參考元器件集成電路:LM358、LM348、LM741、NE556、74LS00、74LS08、74LS20、74LS161等；三極管3DK7電阻若干電容若干調(diào)零電位器10KΩ3296型精密可調(diào)電位器。設(shè)計(jì)題二壓控階梯波設(shè)計(jì)任務(wù)和要求:1、輸出階梯波的頻率能被輸入直流電壓控制，頻率控制范圍600Hz～1000Hz。2、輸出階梯波的臺(tái)階數(shù)為10級(jí)且比例相等。3、輸出階梯波的電壓為1V/級(jí)。4、輸入控制電壓的范圍0.5～6V。電路結(jié)構(gòu)簡單,所用元器件少,成本低。

注：以上為基礎(chǔ)功能部分，選做此題分值系數(shù)為1。電壓頻率轉(zhuǎn)換電路V/f轉(zhuǎn)換器定義：V/f(電壓/頻率)轉(zhuǎn)換器能把輸入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)，即它的輸出信號(hào)頻率與輸入信號(hào)電壓值成比例，故又稱為電壓控制(壓控)振蕩器(VCO)。應(yīng)用：在調(diào)頻，鎖相和A/D變換等許多技術(shù)領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。指標(biāo)：額定工作頻率和動(dòng)態(tài)范圍，靈敏度或變換系數(shù)，非線性誤差，靈敏度誤差和溫度系數(shù)等壓-頻轉(zhuǎn)換（VFC）電路uo+Uz積分器（出三角波）滯回比較器（出方波）+A1A2_+ui>0R1R2R3R4R5Cuo1DN1P2If≈R3ui2R1R2CUz積分器：輸入方波輸出三角波滯回比較器：輸入正弦波輸出方波設(shè)計(jì)思路指南關(guān)鍵二：數(shù)-模轉(zhuǎn)換（DAC）。輸出電壓模擬量的大小與輸入數(shù)字量的大小成正比。DAC的組成：數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源（或恒流源）。根據(jù)位權(quán)網(wǎng)絡(luò)的不同，可以構(gòu)成不同類型的DAC，如權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，R-2R倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)DAC和單值電流型網(wǎng)絡(luò)DAC等。

D/A轉(zhuǎn)換器的一般結(jié)構(gòu)

圖中數(shù)據(jù)鎖存器用來暫時(shí)存放輸入的數(shù)字信號(hào)。n位寄存器的并行輸出分別控制n個(gè)模擬開關(guān)的工作狀態(tài)。通過模擬開關(guān)，將參考電壓按權(quán)關(guān)系加到電阻解碼網(wǎng)絡(luò)。權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器：

這種變換器由“電子模擬開關(guān)”、“權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)”、“運(yùn)算放大器”和“基準(zhǔn)電源”等部分組成。

UR+-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D000115kR=80

k00111、權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器：電子模擬開關(guān)(S0-S3)由電子器件構(gòu)成，其動(dòng)作受二進(jìn)制數(shù)D0-D3控制。當(dāng)DK＝1

時(shí)，則相應(yīng)的開關(guān)SK接到位置1上，將基準(zhǔn)電源UR經(jīng)電阻Rk引起的電流接到運(yùn)算放大器的虛地點(diǎn)（如圖中S0、S1）；當(dāng)Dk＝0時(shí)，開關(guān)Sk

接到位置0，將相應(yīng)電流直接接地而不進(jìn)運(yùn)放（如圖中S2、S3）。

UR+-AuoS2S3S1S0RR/2R/4R/8R3R2R1R0RFD3D2D1D000115kR=80

k0011輸入V/F降壓寄存整形計(jì)數(shù)輸出A/CD/A緩沖系統(tǒng)框圖壓控階梯波發(fā)生器應(yīng)用壓頻轉(zhuǎn)換電路將直流電壓轉(zhuǎn)化為矩形波信號(hào),也就是實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化,矩形波信號(hào)的頻率隨直流電壓的變化而變化,轉(zhuǎn)化控制了最終生成的階梯波頻率.然后通過計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)多少來控制階梯波的階數(shù),再經(jīng)過寄存、緩沖等環(huán)節(jié)，最后通過D/A轉(zhuǎn)換節(jié)數(shù)將數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào),從而生成階梯波.階梯波的幅度由一個(gè)放大電路來控制.參考元器件集成電路:LM358、LM348、LM741、74LS20、74LS161、74LS175、CD4010等；整流二極管IN4001、開關(guān)二極管IN4148、穩(wěn)壓二極管(單、雙2CW234)電阻若干電容若干調(diào)零電位器10KΩ(WH5)3296型精密可調(diào)電位器。能控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)及運(yùn)行速度,并由LED顯示運(yùn)行狀態(tài).(步進(jìn)電機(jī)工作方式可為單四拍或雙四拍).測(cè)量步進(jìn)電機(jī)的步距角.(通過實(shí)測(cè)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周時(shí)所需要的脈沖數(shù),推算出步進(jìn)電機(jī)的步距角).擴(kuò)展要求:設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)工作方式為單、雙四相八拍設(shè)計(jì)題三步進(jìn)電機(jī)控制電路脈沖發(fā)生器脈沖分配器控制電路驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)脈沖顯示系統(tǒng)框圖脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖頻率為步進(jìn)電機(jī)工作定下了基本節(jié)拍,環(huán)行脈沖分配和控制電路將產(chǎn)生的脈沖分配到步進(jìn)電機(jī)的四相上,對(duì)步進(jìn)電機(jī)四相進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電路即功率放大電路,可以讓步進(jìn)電機(jī)有足夠的能量正常運(yùn)轉(zhuǎn),脈沖顯示電路可以清楚地看到步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài).脈沖分配器步進(jìn)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要使定子線圈各相繞組按次序輪流通電，實(shí)現(xiàn)這一功能的電路即稱為脈沖分配器。脈沖分配器的作用是將數(shù)控裝置送來的一系列指令脈沖按一定的分配方式的順序輸入給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)勵(lì)磁繞組，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。脈沖分配器可由集成電路的邏輯門、觸發(fā)器等邏輯單元構(gòu)成，也可以根據(jù)通電方式直接選用集成塊脈沖分配器。還可以用軟件來實(shí)現(xiàn)。參考元器件集成電路:NE556、74LS04、74LS08、74LS14、74LS161、74LS138、74LS153、CD4017、74LS194等；二極管IN4001、發(fā)光二極管復(fù)合三極管（達(dá)林頓）TIP122電阻若干、電容若干、單(雙)刀雙擲開關(guān)四相步進(jìn)電機(jī)3296型精密可調(diào)電位器。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理與特點(diǎn)原理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理,將脈沖信號(hào)

轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來一個(gè)電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。特點(diǎn)：(1)來一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)一個(gè)步距角。(2)控制脈沖頻率，可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。(3)改變脈沖順序，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。(4)角位移量或線位移量與電脈沖數(shù)成正比.

步進(jìn)電機(jī)按其結(jié)構(gòu)與工作原理，可分為反應(yīng)式、永磁式、混合式和特種電機(jī)四種主要形式。四相步進(jìn)電機(jī),采用單極性直流電源供電.只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電,就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng).下圖是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖.單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形圖

a.單四拍

b.雙四拍

c.八拍四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同,可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式,單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小.八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半,因此.八拍工作方式既可保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可提高控制精度.驅(qū)動(dòng)及顯示電路

單電源驅(qū)動(dòng)電路：當(dāng)功率開關(guān)T開通時(shí)，Vs通過限流電阻R產(chǎn)生激磁電流流過繞組L；當(dāng)功率開關(guān)斷開時(shí)，繞組L中的能量通過釋放電阻RF和釋放二極管D釋放掉；單電源驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低，起動(dòng)和運(yùn)行頻率不高。單電壓功率放大電路

單電壓功率放大電路

步進(jìn)電機(jī)每相繞組的供電都是由功率開關(guān)電路來執(zhí)行的，四相步進(jìn)電機(jī)應(yīng)有四個(gè)功率放大電路單元5V此電路為并聯(lián)形式,電阻小的支路可以分得較大的電流,電機(jī)繞組前串有5Ω電阻,所以電機(jī)繞組可以分得較大的電流,保證電機(jī)可以正常的轉(zhuǎn)動(dòng).在這個(gè)電路中,達(dá)林頓三極管工作在開關(guān)狀態(tài),當(dāng)三極管有一個(gè)高電位時(shí),由于采用的是共射接法接法,三極管導(dǎo)通這時(shí),三極管集電極和射級(jí)之間電壓為管子的飽和管壓降,可以認(rèn)為此時(shí)的集電極為低電平.根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式可知,當(dāng)電機(jī)線圈一端為高電位,一端為低電位,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度.把這樣的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電路分別接在電機(jī)的四相上,電機(jī)就可以按照前面脈沖發(fā)生器和控制電路輸出的邏輯結(jié)果正確的轉(zhuǎn)動(dòng)了.在每個(gè)電機(jī)線圈上并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管保護(hù)開關(guān)元件可以承受較大的電流和較高的反向電勢(shì);在電機(jī)線圈兩端并聯(lián)發(fā)光二極管可以清楚地看到電機(jī)的工作狀態(tài),在發(fā)光二極管前串接限流電阻.一種四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)用電路

要成為一個(gè)合格設(shè)計(jì)師，必須有扎實(shí)的電路基礎(chǔ)。熟練掌握基本單元電路工作原理及分析、設(shè)計(jì)方法。放大整形光電轉(zhuǎn)換門電路秒脈沖計(jì)數(shù)器譯碼顯示SS設(shè)計(jì)題四直流電機(jī)測(cè)速

在圖中,帶透光方孔的轉(zhuǎn)盤與要測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)軸相連結(jié)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)帶透光方孔的轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使紅外接收三極管斷續(xù)地接收到發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光，在其輸出端產(chǎn)生一系列脈沖電平信號(hào)，通過對(duì)輸入的脈沖電平信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可以測(cè)量出該轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速了。設(shè)轉(zhuǎn)速為S，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上有N個(gè)方孔，在l秒鐘內(nèi)的計(jì)數(shù)值為M，則S=M/N(轉(zhuǎn)/秒)。很顯然，N值越大，測(cè)量的轉(zhuǎn)速越精確。在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)中，主要考慮一下幾點(diǎn)：功能：電機(jī)是單向還是雙向轉(zhuǎn)動(dòng)？需不需要調(diào)速？對(duì)于單向的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，只要用一個(gè)大功率三極管或場(chǎng)效應(yīng)管或繼電器直接帶動(dòng)電機(jī)即可，當(dāng)電機(jī)需要雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使用由4個(gè)功率元件組成的H橋電路或者使用一個(gè)雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調(diào)速，只要使用繼電器即可；但如果需要調(diào)速，可以使用三極管，場(chǎng)效應(yīng)管等開關(guān)元件實(shí)現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速(開環(huán))控