全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片课件

1、张维昭2013.1.12全国大学生电子设计竞赛专题培训n 认识元器件及常用芯片跟我学凌阳单片机跟我学凌阳单片机参加电子竞赛很辛苦，但要苦中取乐参加电子竞赛很辛苦，但要苦中取乐1. 全国竞赛组委会网站： 2. 2. 高等教育出版社网站：高等教育出版社网站：3. 3. 北京赛区组委会指定网站：北京赛区组委会指定网站： 4. 4. 上海赛区组委会指定网站：上海赛区组委会指定网站： 5. 5. 湖北赛区组委会指定网站：湖北赛区组委会指定网站： 6. 6. 四川赛区组委会指定网站：四川赛区组委会指定网站： 7. 7. 陕西赛区组委会指定网站：陕西赛区组委会指定网站： 8. 8. 黑龙江赛区组委会指定网站

2、：黑龙江赛区组委会指定网站：电子竞赛3全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片获奖学生感言获奖学生感言全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片一个能在全国大学生电子竞赛中得奖的团队必须具备这么几个特征：绝对喜欢电子开发。在软件、硬件、论文写作中各有所长。你想想3个只会C语言的家伙合一起能干什么。选好团队后就要确定团队核心人物。大家一定都能想得到，一旦进入备战阶段，组员间的探讨是必然的，各抒己见固然好，但往往也比较容易起争执。这时如果有个核心人物，他的话在非常时期大家必须绝对服从，他说了算。要想获得成功，就必须认清自己团队的优势，充分调用组员中的优势资源，比如：某个组员在编程方面

3、有优势，那么就应该合理分配编程工作给他，这样大家分工也就相对明确了，也都能充分发挥自己的所长，将团对协作的力量发挥到最大。团队团队5全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片各届全国竞赛题目的归类统计各届全国竞赛题目的归类统计通过对各届全国竞赛通过对各届全国竞赛题目的归类统计可知题目的归类统计可知, , 在在所有题目中所有题目中, , 所占比例所占比例最最大的为测量及仪器仪表类大的为测量及仪器仪表类题目题目, , 其次为无线电技术其次为无线电技术类和自动控制类。类和自动控制类。这些题这些题目出现得比较频繁目出现得比较频繁, , 几乎几乎历届竞赛都会出现历届竞赛都会出现, ,甚至会甚至会在

4、同一届竞赛中不止出现一题。信号源类题目虽然所占比例较小在同一届竞赛中不止出现一题。信号源类题目虽然所占比例较小, 但是但是该类题目注重基础该类题目注重基础, 适合学生群体的范围较广适合学生群体的范围较广, 而且已经近三届连续出而且已经近三届连续出现现, 说明该类题目仍具有一定的重要性和可考性说明该类题目仍具有一定的重要性和可考性, 是不容忽视的。是不容忽视的。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 1.电电路分析及设计路分析及设计 2.元器件选用及焊接技巧元器件选用及焊接技巧 3.单片机编程使用单片机编程使用 4.资料搜集资料搜集 5.论文写作整理论文写作整理 6.团结协作团结协作接

5、下里我们看下竞赛的常用模块竞赛所需技能全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 熟练使用至少一种单片机，如熟练使用至少一种单片机，如AVR、61系列、系列、51系列、系列、PIC系列、系列、MSP430系列、系列、ARM、CPLD、FPGA、DSP等。等。 现在的微处理器很多，如比较古老的8051单片机，AVR单片机，PIC单片机，MSP430单片机。同时现在也出了很多新型单片机，这类单片机含有很多的扩充资源，如大量的FLASH(这些FLASH对LCD字库很有帮助)、中速AD,DA、多定时器、PWM，语音功能等等，这些资源会给开发带来很多的方便。从个人经验看，竞赛一定要用自己擅长的单片

6、机，但根据题目的不同，不同的单片机实现起来难度也不一样。利用ARM、DSP也是趋势，如果做的是关于高速数据处理的的题目，比如高速数据采集，高速数据传输等等，这样这两个东西会有用武之地。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 一般正负一般正负5-24V直流电源直流电源， 例如例如09电子竞赛：需制作完成正负电子竞赛：需制作完成正负5V、12V电源，电源，5分分 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 如果需要的键较少，可直接使用I/O口，也可以使用74LS148等编码器（会节省一些I/O口），但要注意去抖动处理（可使用软件，也可以使用单稳态触发器，RC电路等硬件去抖动方法）。

7、 如果使用的键较多，可使用键盘管理芯片，如8279、7289A等，体积、功耗、成本会大一些，但比较好用，也容易使用。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 一般来说分两大类：一般来说分两大类：LED和和LCD。 LED比较经典，也比较常用，在一般的资料中比较经典，也比较常用，在一般的资料中都能查到，采用键盘显示管理芯片（都能查到，采用键盘显示管理芯片（MAX7219）统）统一管理是一个较好的办法。一管理是一个较好的办法。 LCD分液晶片和液晶显示模块（又分字段式和分液晶片和液晶显示模块（又分字段式和点阵式两种），除非使用点阵式两种），除非使用430系列单片机（它自带系列单片机（它自

8、带LCD驱动模块，接口和使用均十分方便。驱动模块，接口和使用均十分方便。)其它单片其它单片机，为节省宝贵的时间，最好使用液晶模块，特别机，为节省宝贵的时间，最好使用液晶模块，特别是自带汉字库的液晶模块，平时应学会使用。是自带汉字库的液晶模块，平时应学会使用。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 学会使用常用普通精密放大器、仪表放大器、隔离放大器等；这一部分 的连线，制板等都显得比较重要。集成运算放大器分类：集成运算放大器分类： 1.通用型运算放大器（A741，LM358双，LM324四）2.高阻型运算放大器（输入阻抗1091012） （LF356，LF355，LF347四，CA31

9、30，CA3140）3.低温漂型运算放大器（OP-07，AD508，ICL7650）4.高速型运算放大器（LM318， A715）5.低功耗型运算放大器（ICL7600）6.高压大功率型运算放大器（ A791，D41）全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片常用集成运算放大器：常用集成运算放大器： 1.通用型（A741，LM324 四运放）2.高阻型（LF347四运放，CA3140）3.低温漂型（OP-07,OP27,OP37，ICL7650）4.高速型（LM318）5.低功耗型（ICL7600）常用仪表放大器：常用仪表放大器：AD620,AD624等程控放大器：AD603集成运算放大

10、器的使用要点：集成运算放大器的使用要点： 1.集成运算放大器的电源供电方式 （1）对称双电源； （2）单电源2.集成运算放大器的调零问题 （1）内部调零 （2）外部调零3.集成运算放大器的自激振荡问题4.集成运算放大器的保护问题 （1）电源保护 （2）输入保护 （3）输出保护为了消除运放的高频自激，应参照推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当电容消振，同时应尽量避免两级以上放大级级连，以减小消振困难。为了消除电源内阻引起的寄生振荡，可在运放电源端对地就近接去耦电容，考虑到去耦电解电容的电感效应，常常在其两端在并联一个容量为0.010.1F的瓷片电容。通常Rf宜小于1M，因Rf过大会影响阻值的精度

11、；R1不宜过小，R1过小将要从信号源或前级吸取较大的电流。注意增益带宽积的概念全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 根据指标要求，选择合适的模数转换器，如果需要A/D，该部分是报告的重点内容之一。 常用的8位A/D：AD0809 常用的12位A/D：AD574，MAX191，MAX197等 还有 型16位（AD7715）,24位（AD7714）等，内含放大，调理，滤波等单元电路；即可单双极性输入，还可差动输入。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片n熟悉常用传感器的性能和使用。主要包括电压、电流、温熟悉常用传感器的性能和使用。主要包括电压、电流、温度（热电偶，度（热电偶，

12、Pt1000，AD590，DS18B20等）压力，转速等）压力，转速、位置（霍尔，码盘等）；如果有机器人方面的题目还要、位置（霍尔，码盘等）；如果有机器人方面的题目还要熟悉如红外传感器，接近开关，光敏电阻，金属探测等传熟悉如红外传感器，接近开关，光敏电阻，金属探测等传感器。感器。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 主要包括驱动显示，打印，继电器，诸如PWM控制。具体要根据实际的题目而定。 考虑到不同的专业，每年的题目涉及的范围都比较广，要选考虑到不同的专业，每年的题目涉及的范围都比较广，要选择一个最有把握的题目去做；择一个最有把握的题目去做； 如果一个教学单位有很多组，最好多做几

13、个题目，不要集中如果一个教学单位有很多组，最好多做几个题目，不要集中在一个题目上，好评奖。在一个题目上，好评奖。 另外一定要把报告写好。另外一定要把报告写好。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片芯片手册 主要芯片厂家 17全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片技术资料中国电子开发网论坛： 程序员联合开发网： csdn 下载网：电子工程世界论坛：电子工程世界：电子产品世界：18全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 1. 1.选择方案选择方案 1） 所谓总体方案是用具有一定功能的若干单元电路构成一个整体，以满足课题题目满足课题题目所提出的要求和性能指标，实现各项

14、功能。所提出的要求和性能指标，实现各项功能。 方案选择就是按照系统总的要求，把电路划分成若干个功能块，得出能表示单元功能的整机原理框图。按照系统性能指标要求，规划出各单元功能电路所要完成的任务，确定输出与输入的关系，确定单元电路的结构。 总体方案往往不止一个，总体方案往往不止一个，应当针对糸统提出的任务、要求和条件，进行广泛调查研究，大量查阅参考文献和有关资料，广开思路，要敢于探索，努力创新，提出若干不同方案，仔细分析每个方案的可行性和优缺点，反复比较，争取方案的设计合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。 框图框图应能说明方案的基本原理，应能正确反映系统完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示出

15、系统的基本组成和相互关系。 2 2）方案选择必须注意下面两个问题：）方案选择必须注意下面两个问题： (1)要有全局观点，抓住主要矛盾。 (2)在方案选择时要充分开动脑筋，不仅要考虑方案是否可行，还要考虑怎样保证性能可靠，考虑如何降低成本，降低功耗，减小体积等许多实际的问题。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 一般方法和步骤如下：一般方法和步骤如下： (1) 根据设计要求和已选定的总体方案原理框图，确定对各单元电路的设计要求，拟定主要单元电路的性能指标、与前后级之间的关系、分析电路的构成形式。应注意各单元电路之间的相互配合，注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系。 (2) 拟

16、定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。 (3) 选择单元电路的组成形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识，开阔眼界， 从已掌握的知识和了解的各种电路中选择一个合适的电路。如确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。 在单元电路的设计中特别要注意保证各功能块协调一致地工作。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片一般来说，计算参数应注意以下几点：一般来说，计算参数应注意以下几点：(1) 各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，留有适当的裕量。(2) 对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时

17、应按最不利的情况考虑。 (3) 涉及元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般按1.5倍左右考虑。例如，如果实际电路中三极管UCE0的最大值为20V，那么挑选三极管时应按UCE0 30V考虑。(4) 电阻值尽可能选在1M范围内，最大一般不应超过10M ，其数值应在常用电阻标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电阻的品种。(5) 非电解电容尽可能在100pF0.1f范围内选择，其数值应在常用电容器标称值系列之内，并根据具体情况正确选择电容的品种。（电源滤波电容最好选择胆电容） (6) 在保证电路性能的前提下，尽可能设法降低成本，减少器件品种，减少元器件的功耗和减小体积，为安装调试创造有利条件。 (

18、7) 有些参数很难用公式计算确定，需要设计者具备一定的实际经验。如确实无法确定，个别参数可待仿真时再确定。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片仿真具有下列优越之处：（仿真具有下列优越之处：（PSPICEPSPICE、MULTISIMMULTISIM） (1)对电路中只能依据经验来确定的元器件参数，用电路仿真的方法很容易确定，而且电路的参数容易调整。 (2)由于设计的电路中可能存在错误，或者在搭接电路时出错，可能损坏元器件，或者在调试中损坏仪器，从而造成经济损失。而电路仿真中也会损坏元器件或仪器，但不会造成经济损失。 (3)电路仿真不受工作场地、仪器设备、元器件品种、数量的限制。对于

19、电路中关键部分或采用新技术、新电路、新器件的部分，一定要进行实对于电路中关键部分或采用新技术、新电路、新器件的部分，一定要进行实验调试验调试 仿真和实验要完成以下任务：仿真和实验要完成以下任务： 检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求。 检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。 检查各个接口电路是否起到应有的作用。 把各单元电路组合起来，检查总体电路的功能、性能是否最佳。 调试非常重要，经常遇到电路焊接完成后，不会调试，最终使电路达不到最佳性调试非常重要，经常遇到电路焊接完成后，不会调试，最终使电路达不到最佳性能的同胞们能的同胞们，全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片

20、选择元器件可从选择元器件可从“需要什么需要什么”和和“有什么有什么”两个方面来考虑。两个方面来考虑。 所谓“需要什么”是指根据具体问题的要求所选择的方案需要什么样的元器件，即每个元器件各应具有哪些功能和什么样的性能指标。 所谓“有什么”是指有哪些元器件，哪些在市场上能买得到，它们的性能如何、价格如何、体积多大等。众所周知，电子元器件的种类繁多，而且不断出现新产品，这就需要用户经常关心元器件的新信息和新动向，多查资料。大量了解各种元器件特性、规格、参数、价格。一般优先选用集成电路。建议：建议：在保证电路性能的前提下，尽量选用常见的、通用性好的、价格相对 低廉、手头有的或容易买到的。全国大学生电子

21、设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片一般优先选用集成电路一般优先选用集成电路 集成电路的广泛应用（特别是数字电路、稳压电路）（，不仅减少了电子设备的体积和成本，提高了可靠性，使安装调试和维修变得比较简单，而且大大简化了电子电路的设计。但是，并不是采用集成电路就一定比采用分立元器件好，有时功能相当简单的电路，只要用一只二极管或三极管就能解决问题，若采用集成电路反而会使问题复杂化，而且增加成本。但在一般情况下，应优选集成电路，必要时可画出两种电路，进行比较。 一切从实际需求出发，将分离元件与集成电路巧妙地结合起来，而且尽量应用集成电路，以使系统简化，体积小，可靠性提高。 怎样选择集成电路： “先粗后

22、细”：粗即功能、细既性能指标查资料、手册全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片很多赛题以单片机或很多赛题以单片机或FPGA系统为核心进行设计，主要功能由单片机或系统为核心进行设计，主要功能由单片机或FPGA系统完成，如：系统完成，如：u测量类的“简易逻辑分析仪”、“数字式工频有效值多用表”等；u数据采集类的“数字化语音存储与回放系统”、“多路数据采集系统”等；u控制类的“悬挂运动控制系统”、 “简易智能电动车”等。u电源类的“简易数控直流电源设计”、“数控直流电流源设计”等。在这类赛题中，单片机或在这类赛题中，单片机或FPGA系统完成的主要功能有：系统完成的主要功能有：u信号的采集、

23、输入控制；u信号的存储、运算、分析、判断；u信号的输出控制；u人机交互功能；u多机通讯功能等。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完成设有些赛题需要单片机系统与专用芯片或可编程器件结合，完成设计要求，如：计要求，如：u信号源类的“正弦信号发生器设计”、“实用信号源设计”等，如AD9850，AD9852，MAX038；u无线电类的“调频收音机设计”、“单工无线呼叫系统设计”等；u测量类的“简易数字储存示波器”、 “简易数字频率计”等。u电源类的“三相正弦波变频电源设计”、“开关稳压电源”等。在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：在

24、这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：u信号的输入、输出辅助控制；u信号的存储；u人机交互功能；u多机通讯功能等；u信号的处理过程由专用芯片或可编程器件完成。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由还有少量的赛题单片机系统仅起一个辅助作用，主要功能由纯硬件电路完成，如：纯硬件电路完成，如：u放大器类的“测量放大器设计”、 “实用低频功率放大器设计”等。在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：在这类赛题中，单片机系统完成的主要功能有：u信号的辅助控制；u人机交互功能；u主要功能由纯硬件电路完成纯硬件电路完成。这类题目中，在选择元器件

25、，尤其是运算放大器时必须充分考虑带宽、输入失调电压、转换速率、输入电压范围全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片软件软件硬件硬件电子系统电子系统子模块子模块 单元电路单元电路基本元器件基本元器件全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片一、常用电子电路元、器件：一、常用电子电路元、器件：电阻器电阻器、电容器电容器、电感线圈电感线圈、变压器变压器、二极管二极管、三极管三极管、晶闸管（可控硅）晶闸管（可控硅）、光电耦合器、光电耦合器、晶振、显示器件、霍尔元件等晶振、显示器件、霍尔元件等全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片(一一)电阻器：电阻器：全国大学生电子设计竞赛专题

26、培训-元器件及常用芯片1、类型、类型：材料材料：碳膜、金属膜、线绕电阻器；结构结构：固定、可变和敏感电阻器（压敏和热敏）；2、符号、型号识别、符号、型号识别：外形外形：圆柱、片状(LL)电阻型号型号：色环法（柱状，色环法（柱状，4、5环）、数字直标法（片状，环）、数字直标法（片状，3位数字、位数字、2位位+R)3、主要性能参数：、主要性能参数：标称阻值和允许误差、额定功率、温度系数、电压系数、最大工作电压等全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片颜 色有效数字乘 数 允许偏差黑 色 010的0次方 棕 色 110的1次方 +/- 1%红 色 210的2次方 +/- 2%橙 色310的3

27、次方 -黄 色410的4次方 -绿 色510的5次方 +/- 0.5%蓝 色610的6次方 +/- 0.2%紫 色710的7次方 +/- 0.1%灰 色810的8次方 -白 色910的9次方 +5-20%无 色- +/- 20%银 色-+/- 10%金 色-+/- 5%全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片R=4710210%4.7k10%R=1001021%10k1%用3位数码表示电阻器的标称值。例例：152表示在15后面加2个“0”，即R=1500=1.5k。多用于贴片电阻全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片名 称额定功率/W实芯电阻器0.25、0.5、1、2、5线绕

28、电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、16、25、50、100电阻器体积与功率的关系电阻器体积与功率的关系 额定功率/WRT碳膜电阻器RJ金属膜电阻器长度/mm直径/mm长度/mm直径/mm0.125113.90822.50.2518.55.578.32.52.90.528.05.510.84.2130.57.213.06.6248.59.518.58.6电阻器额定功率系列电阻器额定功率系列 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用

29、芯片电路中的用途：电路中的用途：限流、降压、限流、降压、过载保护、自动控制等过载保护、自动控制等4 4、选用和应用时注意的问题：、选用和应用时注意的问题： 按用途选择电阻器的种类。 在一般档次的电子产品中，选用碳膜电阻器就可满足要求；对于环境较恶劣的场所或精密仪器中，应选用金属膜电阻器。 正确选取阻值和允许误差。 为保证电阻器可靠耐用，其额定功率应是实际功率的23倍。 电阻器安装前，应将引线处理一下，以保证焊接可靠。高频电路中电阻器引线不宜长，以减小分布参数的影响；小型电阻器的引线不宜短，一般在5mm以上。 使用电阻器时，应注意电阻器两端所承受的最高工作电压。 电阻器的绝缘性能要良好，不能有脱

30、漆现象等。 电位器用来进行阻值、电位的调节 。 收录机控制音调、音量电视机调节亮度、对比度等 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片（二）电容器（二）电容器全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片电容电容种类种类电电 容容 结结 构构 和和 特特 点点铝电解电容铝电解电容它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大容量大，但是漏电大，误差

31、大，稳定性差，常用作交流旁路、滤波和信号耦合交流旁路、滤波和信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。（处理25KHZ内信号）纸介电容纸介电容用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频低频比较合适。 金属化纸介金属化纸介电容电容结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频低频电路中。 油浸纸介电油浸纸介电容容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是

32、电容量大、耐压高，但是体积较大。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片玻璃釉电玻璃釉电容容 以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐耐高温。高温。陶瓷电容陶瓷电容用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路高频电路。 薄膜电容薄膜电容结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容旁路电容。聚苯乙烯薄膜聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路高频电路。云母电容云母电容用金

33、属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用适宜用于高频电路。于高频电路。 钽、铌电钽、铌电解电容解电容 它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要要求较高的设备中。求较高的设备中。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片2.容量：容量：3.用途：用途：隔直、旁路、耦合、滤波、调谐、储能等隔直、旁路、耦合、滤波、调谐、储能等4.选择：选择：1.参数：参数：容量（容量

34、（F, nF ，pF）、工作电压、绝缘电阻）、工作电压、绝缘电阻直标法、文字符号法直标法、文字符号法(2p2=2.2 pF)、数字法数字法(pF,3位数字表示，位数字表示，103=10103pF=0.01F ）、色标法色标法（同电阻的色环法同电阻的色环法，pF）误差误差：D=+0.5%,F =+1%, G =+2%, J =+5%, K =+10.%, M =+20%,额定使用、设计余量、注意保护额定使用、设计余量、注意保护5.测量和判断：测量和判断：指针式万用表指针式万用表测测量漏电阻和充放量漏电阻和充放电能力；电能力；数字式数字式直接测其容量。直接测其容量。25V25V100uf100uf

35、全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片5.5.电容器的检测电容器的检测 1.1.固定电容器的检测固定电容器的检测 (1)漏电电阻的测量： 用万用表的欧姆挡万用表的欧姆挡（R10K或R1K挡，视电容器的容量而定。测大容量的电容时，把量程放小，测小容量电容器时，把量程放大），把两表笔分别接触电容器的两引线脚，此时表针很快向顺时针方向摆动（R为零的方向摆动)，然后逐渐退回到原来的无穷大位置，然后断开表笔，并将红、黑表笔对调，重复测量电容器，如表针仍按上述的方法摆动，说明电容器的漏电电阻很小，表明电容器性能良好，能够正常使用。 当测量中发现万用表的指标不能回到无穷大位置时，此时表针所指的阻值

36、就是该电容器的漏电电阻。表针距离阻值无穷大位置越远，说明电容器漏电越严重。有的电容器在测其漏电电阻时，表针退回到无穷大位置时，然后又慢慢地向顺时针方向摆动，摆动的越多表明电容器漏电越严重。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 (2) (2)电容器断路的测量电容器断路的测量 电容器的容量范围很宽，用万用表判断电容器的断路情况时，首先要看电容量的大小。对于0.01F以下的小容量电容器，用万用表不能准确判断其是否断路，只能用其他仪表进行鉴别（如Q表）。 对于0.01F以上的电容器，用万用表测量时，必须根据电容器容量的大小，选择合适的量程进行测量，才能正确给以判断。 如测量300F以上容量

37、的电容器时，可选用R10挡或R1挡；如要测10300F电容器时可选用R100挡；如要测0.4710F的电容器时可选用R1K挡；如测0.010.47F的电容器时，可选用R10K挡。 按照上述方法选择好万用表的量程后，便可将万用表的两表笔分别接电容器的两引线，测量时，如表针不动，可将两表笔对调后再测，如表针仍不动，说明电容器断路。 用万用表的欧姆挡，将表的两表笔分别接电容器的两引线，如表针所示阻值很小或为零，而且表针不再退回无穷大处，说明电容器已经击穿短路。需要注意的是在测量容量较大的电容器时，要根据容量的大小，依照上述介绍的量程选择方法来选择适当的量程，否则就会把电容器的充电误认为是击穿。(3)

38、 (3) 电容器的短路测量电容器的短路测量全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片6 6电容器的选用电容器的选用 不同的电路应选用不同种类的电容器 电源滤波、退耦电路用电解电容器；高频、高压电路用瓷介电容器、云母电容器；谐振电路用云母电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器等；隔直流时用纸介电容器、涤纶电容器、云母电容器、电解电容器等；调谐回路用空气介质电容器或小型密封可变电容器。 电容器耐压的选择。u电容器的额定电压应高于实际工作电压10%20%，对以确保电容器不被损坏和击穿 u工作稳定性较差的电路，可留有更大的余量 容量的选择。对业余的小制作一般不必考虑电容器的误差。 在选用时还应注意电

39、容器的引线形式 电容器在选用时不仅要注意以上几点，有时还要考虑其体积、价格、电容器所处的工作环境（温度和湿度）等情况。 电容器的代用。 代用的原则是：电容器的容量基本相同电容器的耐压值不低于原电容器的耐压值对于旁路电容、耦合电容，可选用比原电容器容量大的代用 在高频电路中，代换时一定要考虑频率特性，应满足电路的要求全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片7 7电容器使用注意事项电容器使用注意事项 使用电容器时应测量其绝缘电阻，其值应该符合使用要求。 电容器外形应该完整，引线不应松动。 电解电容器极性不能接反。 电容器耐压应符合要求，如果耐压不够，可采用串联的方法。 某些电容器，其外壳有

40、黑点或黑圈，在接入电路时应将该端接低电位或低阻抗的一端（接地）。作电源去耦以及旁路用作电源去耦以及旁路用的电容器的电容器，通常应使用2只电容器并联工作，一只选用较大容量的电解电容器，作为低频通路；另选一只小容量的云母电容器或瓷介电容器，作为高频通路。 温度对电解电容器的漏电流、容量及寿命都有影响，一般的电解电容器只能在50以下环境使用。 用于脉冲电路中的电容器，应选用频率特性和耐温性能较好的电容器，一般为涤纶电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器等。 可变电容器的动片应良好接地。 可变电容器使用日久，动片间会有灰尘，应定期清洁处理。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设

41、计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片键盘及显示全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片单片机振荡器单片机振荡器晶体晶体/ /外部时外部时钟源输入电路钟源输入电路 测试范围测试范围方式方式频率频率C1/PFC2/PFXT455KHz2.0MHz4.0MHz68100156815686810015681568HS8.0MHz16.0MHz1068102210681022全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片（三）电感（三）电感全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片1 1电感器的分

42、类电感器的分类 电感线圈和变压器两大类电感线圈和变压器两大类 （1 1）电感线圈的分类）电感线圈的分类 按电感线圈圈芯性质分，有空心线圈和带磁芯的线圈。 按绕制方式分，有单层线圈、多层线圈和蜂房线圈等。 按电感量变化情况分，有固定电感和微调电感等按电感量变化情况分，有固定电感和微调电感等。 （2 2）变压器的分类）变压器的分类 按变压器的贴芯和线圈结构分，有芯式变压器和壳式变压器等 按变压器的使用频率分，有高频变压器、中频变压器和低频变压器 （a）低频变压器可分为音频变压器与电源变压器2种（b）中频变压器（又称中周）适用范围从几千赫兹到几十兆赫兹。（c）高频变压器又称耦合线圈和调谐线圈，如天线

43、线圈和振荡线圈 都是高频变压器。 “通直流，阻交流通直流，阻交流” 基本作用：基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等，与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片偏转线圈2 2常用的电感器常用的电感器 常见的电感线圈有天常见的电感线圈有天线线圈、高频振荡线线线圈、高频振荡线圈、中波本振线圈、圈、中波本振线圈、短波振荡线圈、低频短波振荡线圈、低频阻流圈、高频阻流圈、阻流圈、高频阻流圈、行偏转线圈、场偏转行偏转线圈、场偏转线圈等。线圈等。（1）小型固定电感器 （2）中频变压器 （3）电源

44、变压器 （4）偏转线圈全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片（5 5）额定电流）额定电流 指电感器正常工作时，允许通过的最大电流。若工作电流大于额定电流，电感器会因发热而改变参数，严重时会被烧毁。 3.3.电感器的标识方法电感器的标识方法 直标法：直标法： 小型固定电感器的工作电流和字母的关系小型固定电感器的工作电流和字母的关系字字 母母ABCDE最大工作最大工作电流电流/mA501503007001600在小型固定电感器的外壳上直接用文字标出电感器的主要参数在小型固定电感器的外壳上直接用文字标出电感器的主要参数 例如，电感器外壳上标有3.9mH、A、等字样，表示其电感量为3.9mH

45、，误差为%（10%），最大工作电流为A挡（50mA）。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 色标法：色标法： 第 2 条色码：有效数字 第 3 条色码：倍乘 第 1 条色码：有效数字 第 4 条色码：允许偏差 色 标标称电感量允 许 偏 差第1位数字第2位数字倍 乘黑010020%棕1101红2102橙3103黄4绿5蓝6紫7灰8白9金0.15%银0.0110%红红银黑，红红银黑，电感量电感量: : 0.22 0.22 20%H20%H 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片标称电感值采用3位数字表示，前2位数字表示电感值的有效数字，第3位数字表示“0”的个数，小数点用“

46、R”表示，单位为H。 222表示电感量为2200H，151表示电感量为150H，100表示电感量为10H，R68表示电感量为0.68H 4 4电感器的简易测试电感器的简易测试 电感器的电感量一般可通过高频Q表或电感表来测量，也可用万用表测量线圈的直流电阻来判断其好坏。 （1 1）电感器的测试）电感器的测试 用万用表电阻挡测量电感器阻值的大小。u若被测电感器的阻值为零，说明电感器内部绕阻有短路故障。u若被测电感器阻值为无穷大，说明电感器的绕阻或引脚与绕阻接点处发生了断路故障。 （2 2）中周变压器的测试）中周变压器的测试 检测绕阻通断：将万用表拨至R1挡，按照中周变压器的各绕组引脚排列规律，逐一

47、检查各绕组的通断情况，进而判断其是否正常。 数码法：全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片将万用表置于R10k挡，作如下几种状态测试。 （a）初级绕组与次级绕组之间的电阻值。 （b）初级绕组与外壳之间的电阻值。 （c）次级绕组与外壳之间的电阻值。 a）阻值为无穷大：正常。 （b）阻值为零：有短路性故障。 （c）阻值小于无穷大，但大于零：有漏电性故障。 （3 3）变压器的测试）变压器的测试 绝缘性能测试：绝缘性能测试：用万用表R10k挡分别测量铁芯与一次、一次与二次、铁芯与二次、静电屏蔽层与一次和二次间的电阻值，应均为无穷大，否则说明变压器绝缘性能不良。 测量绕阻通断：测量绕阻通断：用

48、万用表R1挡分别测量变压器一次、二次各个绕组间的电阻值，一般一次绕阻值应为几十欧至几百欧，变压器功率越小电阻值越小；二次绕组电阻值一般为几欧至几十欧，如某一组的电阻值为无穷大，则说明该组有断路故障。 测量空载电流测量空载电流：将变压器二次开路，测量一次电流，变压器一次空载电流为100mA左右。如果超出太多，则说明变压器有短路故障。 测量空载电压：测量空载电压：将变压器一次接入220V电压，分别测量二次电压，一般高压绕组的电压误差小于或等于10%，低压绕组的电压误差小于或等于5%，带中心抽头的2组对称绕组的电压误差小于或等于2%。上述测试结果会出现如下3种情况: 检测绝缘性能：全国大学生电子设计

49、竞赛专题培训-元器件及常用芯片电路结构电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路与负载间串入一电感L。输出电压平均值输出电压平均值: UL=0.9U2+4123LD+DLu4-R220V32DD1u21uL谐波分量谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电感上。电压大部分降在电感上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。直流分量直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上上全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片( (四四) )半导体二极管半导体二极管 二极管二极管 = PN结结

50、 + 管壳管壳 + 引线引线NP结构：结构：符号：符号：阳极阳极+阴极阴极-全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片二极管电路的近似分析计算：二极管电路的近似分析计算：IR10VE1kmA3.9K1V)7.010(IUD=0.7V若E极性相反呢？回路不通，无电流， UD=-10V，反偏。，反偏。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片二极管的主要参数二极管的主要参数 (1) 最大整流电流最大整流电流IF二极管长期连续工二极管长期连续工作时，允许通过二作时，允许通过二极管的最大整流极管

51、的最大整流电流的平均值。电流的平均值。(2) 反向击穿电压反向击穿电压UBR 二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压值称为反向击穿电压电压UBR。 (3) 反向电流反向电流I IR R 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管级；锗二极管在微安在微安( A)级。级。(4)最高工作频率最高工作频率fM维持单向导电性的最高工作频率值。维持单向导电性的最高工作频率值。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 参数参数型号型

52、号 IF UR(P-P,V)IR(uA)FM(HZ)2AP116 (mA)20250150M2AP712 (mA)100250150M2CZ520.1(A)25-100010003K2CZ540.5(A)1200-220010003K2CZ57 5(A)2400-300010003K1.点接触型锗管，检波和小电流整流。点接触型锗管，检波和小电流整流。2.硅面接触型整流管。硅面接触型整流管。全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片2022-3-5型号IF(A)UR(V)IR(uA)UD(V)IN40011.0505.01.1IN40021.01005.01.1IN40031.02005.

53、01.1IN40041.04005.01.1IN40051.06005.01.1IN40061.08005.01.1IN40071.010005.01.1全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片二极管的用途？二极管的用途？+-+UIuREFRiuO02.7Vuot1.限幅电路限幅电路0-4V4Vuit2V全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片2.钳位电路钳位电路SVDeLLREi3.3.电路中的元件保护电路中的元件保护 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片4.整流电路整

54、流电路+41232+43DuuDDL21LDR-u2ttuL整流管整流管全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片电源电路电源电路+412321R220V+Lu-uL2uD4D3DD1C全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片1 1二极管的分类二极管的分类 （1）按材料分类分锗管和硅管2大类 正向压降：锗管为0.2V，硅管为0.50.7V 。反向漏电流锗管约为几百微安，硅管小于1A。PN结承受的温度 ：锗管约为100，硅管约为200 （2）按用途分类分为普通二极管和特殊二极管 常用二极管的外形 常用二极管的电路符号 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片正向电压正向电压

55、较一般二极管高，电流为几较一般二极管高，电流为几 几十几十mA符号：符号：LED全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片点亮电压约为点亮电压约为1-3V一般作为电源指示或一般作为电源指示或工作指示；工作指示； 全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片显示器件七段数码管全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片AG段用于显示数字段用于显示数字,字符的笔画字符的笔画,（Dp显示小数点），显示小数点），全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片加上电压，全部开关闭合时数码管全部点加上电压，全部开关闭合时数码管全部点亮亮全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片最小系

56、统应用实例全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片显示器件显示器件（LED）点阵）点阵8X88X8点阵点阵6464个发光管个发光管16X1616X16点阵点阵256256个发光管个发光管全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片8X88X8点阵接线图点阵接线图全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片可跟据实际要求适当提升。多个多个8X88X8点阵的驱动电路点阵的驱动电路全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片当稳压二极管工作在当稳压二极管工作在反向击穿状态下反向击穿状态

57、下,工作工作电流电流IZ在在Izmax和和Izmin之之间变化时间变化时,其两端电压其两端电压近似为常数近似为常数稳定稳定电压电压稳压二极管稳压二极管稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管（面结型、硅、高掺杂）（面结型、硅、高掺杂）+-DZiuUZIUIzminIzmax正向同正向同二极管二极管反偏电压反偏电压UZ 反向击穿反向击穿UZ限流电阻限流电阻全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片 稳压二极管的主要参数稳压二极管的主要参数 (1) 稳定电压稳定电压UZ (2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，

58、所对应的反向工作电压。下，所对应的反向工作电压。 rZ = U / I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) (3) 最小稳定工作最小稳定工作 电流电流IZmin 保证稳压管击穿所对应的电流，若保证稳压管击穿所对应的电流，若IZIZmin则不能稳压。则不能稳压。 (4) (4) 最大稳定工作电流最大稳定工作电流IZmax 超过超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。稳压管会因功耗过大而烧坏。iuUZIUIzminIzmax全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片如何使用稳压管构成简单的稳压电路？如何使用稳压管构成简单的稳压电路？讨论：讨论：+UD

59、ziLRz-oU-+RUIZILI+41232u2DCL31DD-220VD+14uuuc全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片公厕自动冲水控制器电路公厕自动冲水控制器电路全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片2.常用二极管的特性常用二极管的特性名名 称称原原 理理 特特 性性用用 途途整流二极管多用硅半导体制成，利用PN结单向导电性把交流变成脉动直流，即整流检波二极管常用点接触型，高频特性好把调制在高频电磁波上的低频信号检出来稳压二极管利用二极管反向击穿时，两端电压不变原理稳压限幅、过载保护，广泛用于稳压电源装置中开关二极管

60、利用正向偏压时二极管电阻很小，反向偏压时电阻很大的单向导电性在电路中对电流进行控制，起到接通或关断的开关作用变容二极管利用PN结电容随加到管子上的反向电压大小而变化的特性在调谐等电路中取代可变电容发光二极管正向电压为1.53V时，只要正向电流通过，可以发光用于指示，可组成数字或符号的LED数码管光电二极管将光信号转换成电信号，有光照时其反向电流随光照强度的增加而成正比上升用于光的测量或作为能源即光电池全国大学生电子设计竞赛专题培训-元器件及常用芯片3 3二极管的简易测试二极管的简易测试 （1）极性识别方法 常用二极管的外壳上均印有型号和标记。标记箭头所指的方向为阴极。有的二极管只有一个色点，有