模拟电路设计-刘华章

欢迎大家 参加电子竞赛研讨 海军航空工程学院刘华章 电子竞赛知识准备 模拟系统设计 1 模拟低频电路设计 2 模拟高频电路设计 3 模拟系统设计应注意的问题 重数字轻模拟 或者说怕模拟 重低频怕高频 引言 所谓模拟系统通常是指信号源 信号处理与变换 传输 驱动及控制等主要单元基本上由模拟电路组成的系统 它更多的表现为某一复杂系统的子系统 如功率放大 信号调理等 1 模拟低频电路设计 波形发生器是一种典型的信号源 其核心部分是信号产生单元 产生的信号通常有正弦波 脉冲波 三角波及调制波等 它们可由分立元件 集成运放 数字集成电路 专用单片集成电路及单片机系统构成 1 模拟低频电路设计 模拟信号产生单元 1 模拟低频电路设计 模拟信号产生单元 1 模拟低频电路设计 模拟信号变换单元 精密电压 电流变换器XTRll0XTRll0是一种精密电压 电流变换器 它可将0 5V或1 10V电压信号变换成4 20mA 0 20mA和5 25mA电流输出 芯片上的精密电阻网络提供了输入比例和电流偏移 它广泛应用于压力 温度等信号变送 工业过程控制等领域 1 模拟低频电路设计 模拟信号变换单元 1 模拟低频电路设计 模拟信号控制单元 频率解码电路在通信系统中 常常需要对某一特定频率进行监视 即当存在这一特定频率信号输入时 该电路的输出为某一逻辑电平 如逻辑0 当不存在这一特定频率信号输入时 该电路则输出另一逻辑电平 如逻辑1 通常称完成这一功能的电路为频率解码器 用音频解码 锁相环集成电路NE567可以十分方便地实现上述频率解码功能 窄带频率检测器 1 模拟低频电路设计 模拟信号控制单元 2 模拟高频电路设计 从低频电路到高频电路的分析方法是从集中参数向分布参数发展 高频电路是包含非线性器件的电路 非线性器件往往具有复杂的物理特性 例如 实际的晶体二极管不仅具有非线性电阻特性 还具有因势垒电容和扩散电容引起的非线性电容特性 因此 分析高频电路的响应特性时 必须求解非线性方程 2 模拟高频电路设计 高频电路能够实现的功能及所采用的电路形式远比线性电子电路多 在分析非线性器件对输入信号的响应时 不能采用线性器件中的叠加原理 非线性电子电路可以实现频率加 减等更多的电路功能 利用电子器件的非线性可以完成振荡 频率变换等功能 2 模拟高频电路设计 调幅方式的无线电发射机的组成方框图 2 模拟高频电路设计 调幅方式的无线电接收机组成方框图 2 模拟高频电路设计 小信号调谐放大器主要性能指标 6个 谐振增益 通频带 抑制比 矩形系数 稳定性 噪声系数 调谐功率放大器主要技术指标 5个 输出功率 功率增益 工作效率 通频带及谐波抑制度等 正弦波振荡器主要技术指标 2个 振荡频率准确性和稳定性 重要指标30个以上 2 模拟高频电路设计 振幅检波电路的指标 3个 电压传输系数 检波效率 输入电阻 非线性失真 调频电路性能指标 4个 调频灵敏度 非线性失真系数 中心频率准确度和稳定度 调幅电路性能指标 3个 调幅系数 频谱宽度 调制功率 调频解调电路性能指标 鉴频特性 混频电路指标 5个 混频增益 噪声系数 混频失真 隔离度 1dB压缩电平 1 模拟系统不仅应满足一般的功能 指标要求 尤其应注意技术指标的精度及稳定性 应充分考虑元器件温度特性 电源电压波动 负载变化及干扰等因素的影响 不仅要注意各功能单元的静态与动态指标及其稳定性 尤其要注意组成系统后各单元之间的耦合形式 反馈类型 负载效应及电源内阻 地线电阻等对系统指标的影响 3 模拟系统设计应注意的问题 2 应十分重视级间阻抗匹配问题 例如一个多级放大器 其输入级与信号源之间的阻抗匹配有利于提高信噪比 中间级之间的阻抗匹配 有利于提高开环增益 输出级与负载之间的阻抗匹配有利于提高输出功率和效率等 3 模拟系统设计应注意的问题 3 元器件选择方面应注意参数的分散性及其温度的影响 在满足设计指标要求的前提下 应尽量选择来源广泛的通用型元器件 4 模拟系统技术实现的最大难点是安装与调试 通常遵循的原则是先单元后系统 先静态后动态 先粗调后细调 3 模拟系统设计应注意的问题 1 在提高宽带放大器的增益或带宽时反映出的增益带宽积的概念 2 做射频功放时反映出提高输出功率与效率的问题 在测试与评审过程中 同学存在问题 3 模拟系统设计应注意的问题 3 在做频响特性显示和简易存储示波器反映出对示波器原理特别对触发概念的理解与运用 4 在接收机中对自动增益控制 镜像频率 信噪比等概念的理解 5 在自动控制中调节时间和上升时间概念的区别 3 模拟系统设计应注意的问题 6 对阻抗概念的运用 像对信号源与电源内阻对系统的影响 输出阻抗对负载能力的影响等等 7 用微处理或集成器件控制电机或机床等强电设备时 很少考虑抗干扰措施 8 便携式系统