第18章 模拟电子、数字电子制作集锦.ppt

1、第18章模拟电子、数字电子制作亮点、18.1函数信号发生器制作18.2集成功率放大器制作18.3过热报警电路模拟设备18.4触摸、音响控制双功能延迟等18.5时序循环排气风扇控制器18.6超导红外控制电路18.7热释电红外控制自动调光18.9路灯开关模拟电路18.10红外自动柜台模拟设备、18.1函数信号发生器18.1.1电路设计要求函数信号发生器电路设计，电路自动生成频率在一定范围内连续，根据18.1.2电路设计和电路原理电路设计要求设计的函数信号发生器如图18-1所示。 1.LM358简介LM358包括具有两个高增益、独立、内部频率校正的双运算放大器，适用于电压范围大的单个电源供应设备，也

2、适用于双电源供应设备的工作方式，包括传感器放大器。针脚功能包括图18-2、LM358封装中的塑料8引线双列直插和补丁。下一页、返回、18.1函数信号生成器制作、2电路原理图设计说明电路集成运算放大器和三极管差分放大电路、图比较器U1A和积分器U1B由正反馈闭环电路、分别由Uo1、Uo2输出方波和三角波组成。C1是加速比较器翻转的加速度电容(积分电容)。三角波-正弦波转换由差分放大器执行。如果电路布线正确且加上电压，则微调Uo1、Uo2输出方波和三角波、Rp1，使三角波的输出宽度满足设计指标要求，调整Rp2，则输出频率在该波段内连续可变，Rp3调整三极管的振幅，Rp4调整电路对称，并行电阻(并行

3、)用于减少差分放大器线性区域。上一页、下一页、返回、18.1函数信号发生器制作、18.1.3部分选择U1: LM358双运算放大器VT1、VT2、VT3、VT4:可选NPN型低功耗电晶体9014其他部分参考电路图表18电位器放在电路板边缘，曹征方便，VT4、上一页、下一页、返回、18.1函数信号生成器制作、18.1.5其他：基于MAX038的信号生成器函数信号生成器在电路实验和设备测试中具有非常多的用途。函数信号生成器可由电晶体、计算IC等通用设备制成，如图18-3所示。更多是使用专用函数信号发生器IC生成的。早期函数信号发生器IC(如L8038、BA205、XR2207/2209等)功能少、

4、精度低、最高频率只有300kHz，不能生成更高频率的信号，曹征方法也不灵活，频率和占空比都不能独立调整。因此，美国Maxsim开发了下一代函数信号发生器IC MAX038，开发了下一代信号发生器IC MAX038，它可以克服牙齿芯片的缺点，实现更高的技术规范。MAX038频率高，精度好，因此称为高频精密函数信号发生器IC。MAX038是电路设计的首选部件，例如锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等。内部电路方块图如图18-3所示。上一页，下一页，返回，创建18.1函数信号发生器，1MAX038的性能特性MAX038以DIP-20包的形式出现，每个针脚的功能如下表18-1所示：(1)三角波

5、，锯齿波可以精确产生；(2)频率范围为0.1Hz20MHz到最高40MHz的各种波形输出宽度为2V(P-P) (3)占空比调节范围很大，可以单独调节占空比和频率，占空比最大曹征范围为1090，不会影响徐璐。(4)波形失真，正弦波失真小于0.75，占空比曹征时非线性小于2。(5)5伏双电源供电，允许5波动范围，电源电流80毫安，典型功耗400兆瓦，工作温度范围070。(6)内置2.5V电压基准，用于设置FADJ、DADJ的电压值，以实现频率微调曹征和占空比调整。上一页、下一页、返回、18.1函数信号生成器的制作、具有3茄子输出波形的函数信号生成器设计实例MAX038设计输出三角波、方波和正弦波的

6、函数信号生成器参见图4。输出频率范围为10Hz1MHz，可满足大多数实验和检测要求。整个设备电路信号生成级别、电压放大级别、功率输出级别和电源供应设备。信号生成等级的核心部件是MAX038，输出波形由波形设定团A0、A1控制，如图18-2所示。其中x表示任意状态。1是高水平，0是低水平。MAX038的输出频率F0由Iin、FADJ端电压和主振荡器COSC的外部电容器CF共同确定。如果UFADJ=0V，则输出频率f0=Iin/CF，Iin=Uin/Rin=2.5/Rin。UFADJ0V中的输出频率f0=f(1-0.2915UFADJ)。在频带开关SA2中，选择不同的CF值，以将整个输出信号分成4

7、个频带。10Hz1kHz，100Hz10kHz，1kHz100kHz，10kHz1MHz。上一页、下一页、返回、18.1函数信号发生器的制作、每个频段的频率调整由电位器RP1和RP2执行。RP1是粗电位器调整，通过更改RP1值，使振动电容器CF的充电电流Iin牙齿发生变化，从而导致频率发生变化。RP2是通过更改UFADJ的数值来更改输出频率的微曹征电位器，更改范围小，充当微曹征。为了简化电路，各种波形的占空比固定为50，大多数情况下满足使用要求。为此，请将MAX038的脚7DADJ末端接地。MAX038的各种输出波形的振幅均为2V(P-P)，添加了启动OPA604以获得较大输出振幅的第一电压放

8、大级别。OPA604是FET输入高保真运算放大器IC，性能优良，噪音低10nV/Hz，失真率低，1kHz为0.0003，转换率高25V/s，功率带宽20MHz，电路期间OPA604的闭环电压增益GV=，上一页，下一页功率输出级别由BUF634负责，转换速度为2000V/s，输出电流高达250mA，电压增益为1，但负载容量较大，在电路期间充当功率扩展。输出信号的振幅由电位器RP3调整，为了更精确地调整输出信号振幅，在电位器后面添加了减电线，由频带开关SA3将输出分为1，0.1，0.01 3段。电源电路比较简单。电源变压器的容量为8W，初级连接220V交流电，二次绕组为15V2，桥传播整流后，两个

9、三级集成电压调节器LM7812和LM7912变为稳定的12V直流电压。HL1由发光二极管指示灯制成，无论看到哪个故障，HL1都会关闭。12V的电压通过两个三级集成电压调节器LM78L05和LM79L05进一步调节，然后以5V的直流电压提供给MAX038。上一页、返回、18.2集成功率放大器的制作、18.2.1电路设计要求设计功率放大器必须符合以下规范：负载阻抗RL=8输入信号功率Po=8w -3dB=带宽fLfH=80Hz6kHz非线性失真系数1 (1KK 18.2集成功率放大器制作、18.2.2电路设计和电路原理1功率放大器的特性和分类功率放大器的作用是为某些电子设备(例如收音机的喇叭、继电

10、器内的电感线圈等)的转换器提供特定的输出功率负载恒定时，所需的输出功率尽可能大，输出信号的非线性矢量尽可能小，效率尽可能高，功率放大器可以根据三极管的静态工作电流分为甲、乙、甲三种。A类功率放大器的电流ic0，三极管在信号一周内传送，电源供应设备在没有信号输入的情况下(即静态)在管道和电阻上均消耗。当有信号输入时(即动态)，其中一些被转换为有用的输出功率，输出功率小，输出功率低。上一页、下一页、返回、18.2集成功率放大器的制作、2互补推拉功率放大器B级、A级功率放大器效率高，但输出波形如图18-4所示，以适当解决严重的失真、失真和效率冲突。1)在互补推拉功率放大器的参数图18-4中，Ui=0

11、、T1、T2闭合、Uo=0、Ui为正伴奏、T2闭合、T1放大、电流从负载中流动，在负伴奏下，T1牙齿结束。有信号的时候，会交替通过，所以被称为互补电路。上一页，下一页，返回，18.2集成功率放大器制作，(1)输出功率：Po=IoU=Ucem(max)Vcc所以Po(max)直流电源供应功率Pv:在电路中所以Pv(max)在最大值上忽略UCE(sat)，因此实际最大效率小于它。上一页，下一页，返回，T1。T2集成功率放大器的制作，(3)管道消耗浏览器消耗PT=PT1PT2=2PT1=2PT2，PT1=类A放大器的静态管道消耗最多，类B运行时静态为0。单位牙齿如果从小到大，则可以看到Uom=，因为

12、PT是单位的二次函数，所以PT与Uom的度数为零。PT已达到最大值。单位牙齿继续增大，PT反而减少。总之，如果PT的最大值不是静态的或没有最大输出功率，则PTmax=最大管道消耗与最大输出功率的关系如下：pt MAX 0.4 POMAX PT1 MAX=PT2 MAX 0.2 POMAX这是在功率放大器设计中选择放大器管的重要标准。上一页，下一页，返回，18.2集成功率放大器制作，2)选择电力电晶体剩馀参数(1)U(BR)CEO:在图18-4中，下行时T2截止，接收T2 T1牙齿的最大反压力为|U(BR)CEO|2Vcc (2)ICM选择：可从ICM=Ucem/RL中获得，上一页、下一页、返回

13、、创建18.2集成功率放大器，3常规功率放大器的介绍功率放大器包括双电源供电OCL电路图18-5单电源供电OTL电路，图中的T1级构成前放大器。a类、R1、R2和Re在互补推式电路输出级别工作，由偏置电路、T2和T3组成。通常，如果Ui=0，对R2进行相应调整，则Ic1、UB2和UB3牙齿可以达到所需值，为T2、T3提供相应的偏置和K点前卫Uk=Uc=Vcc/2。上一页、下一页、返回、18.2集成功率放大器的制作、在信号Ui存在的情况下，由于T1的逆作用，信号的负伴奏、T2传导、电流过流RL、C充电信号的正伴奏期间，T3传导、电容C通过负载RL放电。将下限频率设置为fL，电容C的大小满足C(5

14、10)/2fLRl可以认为电容C对信号短路，两端的直线电压类似于Uk=Vcc/2。因此，T2，T3管的供电电压均为Vcc/2，两管交替工作，可以从负载RL中获得完整的正弦波。理想情况下的UomaxVcc/2。实际上，由于Rc1在Ui负半衰期的存在，牙齿级别的推进电压UB2总是小于Vcc。、上一页、下一页、返回、18.2集成功率放大器的制作、4集成OTL功率放大器3360TDA2030外形规格也如图18-6所示。1，2分别相等，反向输入5，3分别正负电源供应装置；4输出电源供应设备对：电压范围：-1818v；输入电压最大值对；最大总耗电量20瓦；差分输入电压最大范围：-15v 15v:带宽：10

15、140，000hz(如果Po=12W，RL=4，Gv=30dB)；输出功率的典型值：RL=4时Po=14 W，RL=8时po=9w非线性失真：po=0.1到12w，rl=4，f=40到15，000hz，gv=30db，非线性失真因子的典型值为0.5%，最小值为0.2%，po1到8w，等等(1)电源电压Vcc确定电路单电源供电，根据已知条件中指定的PO，RL确定Uo并设计为具有适当的馀量。根据放大器的工作原理，Vcc在Vcc2 U0、上一页、下一页、返回、18.2集成功率放大器制作，负载电流最大值ILM=Uo/RL TDA2030内的最终工作状态接近B类，因此功率平均电流如下：在单电源供电中，输出端的直流电压为Vcc/2为了使同一端和另一端的直流电压对称，通过R1和R2对Vcc分压获得Vcc/2，并通过R3添加到同一端。偏置电阻一般为12k，数百K，电阻太小，功率损失大。电阻太大，集成块的不平衡电流不容忽视。C2是旁路电容，必须确认