(新版)汽車電工電子技術(shù)課件：信號發(fā)生器制作與調(diào)試

汽車電工電子技術(shù)1

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試

理解集成運算放大器概念

.理解同相放大器結(jié)構(gòu)

理解差分放大器結(jié)

了解汽車進氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理

理解汽車氧傳感器電路原理

理解汽車輪速傳感器電路原理

了解汽車充電電壓監(jiān)視器電路原理；

理解集成運算放大器符號；

掌握反相放大器結(jié)構(gòu)知識目標(biāo)

能看懂汽車進氣壓力傳感器電路能看懂汽車氧傳感器電路能看懂汽車輪速傳感器電路能看懂汽車充電電壓監(jiān)視器電路能力目標(biāo)

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試

汽車電工電子技術(shù)2

任務(wù)導(dǎo)入制作的信號發(fā)生器電路如下信號發(fā)生器的制作與調(diào)試

3知識準(zhǔn)備汽車電工電子技術(shù)信號發(fā)生器的制作與調(diào)試1.集成運算放大器集成運算放大器是一種具有高放大倍數(shù)、高輸入電阻、低輸出電阻的直接耦合的多級放大電路。它的內(nèi)部電路構(gòu)框如圖7-2所示，主要有輸入級、中間放大極、功率輸出級和偏置電路四部分組成。理想集成運放，就是將集成運放的各項技術(shù)指標(biāo)理想化，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)；開環(huán)差模輸入電阻；開環(huán)輸出電阻；共模抑制比;－３ｄＢ帶寬；無干擾、噪聲。2.線性運用的集成運放電路集成運算放大器有三種輸入方式，即反相輸入方式、同相輸入方式和差模輸入方式，它們是集成運放電路最基本的形式。（1）反相比例運算電路（２）同相比例運算電路（３）減法運算電路（４）積分運算電路７．２．４正弦波振蕩電路

知識準(zhǔn)備１．產(chǎn)生正弦波振蕩的條件（１）幅值平衡條件＝１，反饋系數(shù)與放大倍數(shù)之積的模為１，說明反饋信號與原輸入信號的幅值相等。（２）相位平衡條件。２．起振條件與穩(wěn)幅起振條件AF>13.振蕩電路的組成（1）放大環(huán)節(jié)（2）正反饋網(wǎng)絡(luò)（３）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（４）選頻網(wǎng)絡(luò)知識準(zhǔn)備４．振蕩電路的分析方法（１）檢查電路是否具有上述幾個環(huán)節(jié)（放大電路、選頻、反饋網(wǎng)絡(luò)）。（２）檢查放大電路的工作點Ｑ是否合適。（３）分析電路是否滿足自激振蕩條件（主要是相位條件）。５．ＲＣ串并聯(lián)橋式振蕩電路（１）電路組成（２）ＲＣ串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性（３）振蕩頻率和起振條件知識準(zhǔn)備６．ＬＣ正弦波振蕩電路ＬＣ正弦波振蕩電路根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)的不同可分為變壓器反饋式、電感三點式、電容三點式振蕩電路。（１）并聯(lián)電路的選頻特性（２）變壓器反饋式ＬＣ振蕩電路知識準(zhǔn)備高職高專8汽車電工電子技術(shù)信號發(fā)生器的制作與調(diào)試任務(wù)實施1、振蕩電路調(diào)試先將電容C3斷開，將示波器連接到振蕩電路輸出端，如果電路安裝焊接無誤，接通電源應(yīng)能起振,示波器上能觀察到正弦波。如果沒有振蕩波形，一般有二種原因：一是無正反饋，二是閉環(huán)放大倍數(shù)小。首先檢查正反饋支路是否接通，若正反饋支路工作正常，但還沒有振蕩波形，可增大電阻，提高閉環(huán)增益；若仍不能起振，則應(yīng)檢查運算放大器性能是否正常。調(diào)試之后應(yīng)使振蕩電路正常工作，調(diào)節(jié)電阻可控制輸出幅度，調(diào)節(jié)雙連電位器可改變頻率。將示波器觀察到的波形填入表7-2中。

任務(wù)實施2．射級輸出器調(diào)試

(1)測試射極輸出器的靜態(tài)工作點用萬用表測試射極輸出器的靜態(tài)值,使約為8V,若偏離太多,可調(diào)節(jié)電阻達(dá)到要求。將測試的靜態(tài)值填入表7-3中。任務(wù)實施(2)測試射極輸出器的動態(tài)靜態(tài)調(diào)好后,接通,將示波器接在電路輸出端,應(yīng)能觀察到完好的正弦波,若波形有失真,說明射極輸出器的靜態(tài)工作點不合適,需要重調(diào)。3．頻率范圍調(diào)試

振蕩頻率主要由RC值決定,當(dāng)或確定之后,使電阻R從小到大變化,頻率應(yīng)滿足200Hz

2KHz或2KHz

20KHz,若低頻端達(dá)不到要求,可適當(dāng)加大電阻R4+R5的值,若高頻端達(dá)不到要求,可適當(dāng)減小電阻的值。將測量結(jié)果填入表7-4中。汽車電工電子技術(shù)11信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展一．集成運算放大器在汽車電子電路中的應(yīng)用

1.電橋信號放大電路信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展汽車電噴發(fā)動機中，用來測量進氣量的進氣壓力傳感器就是由壓敏電阻和集成運放制成的。這種傳感器被美國通用汽車公司、日本豐田等汽車公司廣泛采用，國產(chǎn)桑塔納2000G1i型轎車也采用了該傳感器。圖7-17所示為壓敏電阻式進氣壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖和工作原理。圖7-17壓敏電阻式進氣壓力傳感器信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展2.光電測量電路光電二極管、晶體管或其他光電器件能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴D7-18所示為一種最簡單的光電測量電路。圖7-18光電測量電路

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展二、電壓比較器在汽車電子電路中的應(yīng)用

比較器最常見的應(yīng)用電路有三種形式：簡單電壓比較器、滯回電壓比較器和窗口比較器.1.簡單電壓比較器（1）基本電路圖7-19反相輸入簡單電壓比較器信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展（2）簡單電壓比較器在汽車電子電路中的應(yīng)用電噴發(fā)動機的主要目的就是控制發(fā)動機在理論空燃比附近工作，保證排放合乎法規(guī)要求。在電噴發(fā)動機閉環(huán)控制系統(tǒng)中，氧傳感器承擔(dān)著向ECU傳遞發(fā)動機是否工作在理論空燃比附近的任務(wù)。在濃混合氣燃燒時（小于理論空燃比），排氣中的氧消耗殆盡，氧傳感器幾乎不產(chǎn)生電壓；在稀混合氣燃燒時（大于理論空燃比），排氣中還含有一部分多余的氧氣，氧傳感器產(chǎn)生大約1V左右的電壓?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)氧傳感器的輸出信號對噴油量進行修正?？刂葡到y(tǒng)規(guī)定，當(dāng)氧傳感器輸出電壓大于0.5V時，認(rèn)為混合氣過稀；小于0.5 V，為混合氣過濃。氧傳感器與ECU之間就是通過電壓比較器進行信號傳遞的。如圖7-20所示為氧傳感器與ECU連線原理圖。圖7-20氧傳感器與ECU的連接信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展2.滯回電壓比較器（1）基本電路在簡單電壓比較器的基礎(chǔ)上加正反饋就構(gòu)成了滯回電壓比較器，電路結(jié)構(gòu)如圖7-21a所示。圖中輸入信號從反相端輸入，反饋信號作用于同相端，是反相滯回比較器。圖7-21反相滯回比較器傳輸特性如圖7-21ｂ所示。信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展用集成運放也可以構(gòu)成同相輸入滯回電壓比較器，它的電路結(jié)構(gòu)和傳輸特性如圖7-22所示。圖7-22同相輸入滯回電壓比較器

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展（２）滯回比較器在汽車電子電路中的應(yīng)用霍爾輪速傳感器就是輪速傳感器的一種。它的結(jié)構(gòu)如圖7-23所示，主要由車輪或傳動系統(tǒng)連接在一起的觸發(fā)齒圈、霍爾元件、永久磁鐵和電子電路等組成。圖7-23霍爾輪速傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展霍爾元件是利用霍爾效應(yīng)制成的磁敏元件。若在圖7-24所示的金屬或半導(dǎo)體薄片兩端面通以控制電流，并在薄片的垂直方向上施加磁感應(yīng)強度為的磁場，么，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電勢（稱為霍爾電勢或霍爾電壓）。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。圖7-24霍爾效應(yīng)示意圖信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于運動電荷受磁場中洛倫茲力作用的結(jié)果?；魻栯妱莸拇笮≌扔诳刂齐娏骱痛鸥袘?yīng)強度。

當(dāng)觸發(fā)齒圈隨著車輪旋轉(zhuǎn)時，霍爾元件上的磁場會發(fā)生周期性變化，霍爾元件就會產(chǎn)生ｍＶ級的正弦波電壓。將霍爾元件產(chǎn)生的微弱的正弦波信號放大整形為１１．５～１２Ｖ的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號，就是通過由集成運放構(gòu)成的電子電路來實現(xiàn)的。電路原理如圖7-25所示。圖7-25霍爾輪速傳感器電子電路原理圖

圖7-26霍爾輪速傳感器電路各級波形

信號發(fā)生器的制作與調(diào)試知識拓展３．窗口電壓比較器（１）基本電路簡單電壓比較器和滯回電壓比較器的共同特點是：當(dāng)輸入電壓單方向變化時，輸出電壓只跳變一次，只能檢測一個電平，如果要判斷輸入電壓是否在兩個電平之間，應(yīng)該采用窗口比較器。窗口比較器是由兩個閥值電壓不等