電子設(shè)計大賽培訓(xùn)課件

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1、,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,ppt課件,*,,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,ppt課件,*,,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,二級,三級,四級,五級,,ppt課件,*,電子設(shè)計大賽培訓(xùn),1,ppt課件,電子設(shè)計大賽培訓(xùn)1ppt課件,一、獲獎學(xué)生感言,,,熱情是保持一個人對一件事物的熱忠程度，它可以引導(dǎo)你，為你注入強大的動力。,相信很多人參加國賽純粹是為了將來找工作時可以在自己的簡歷上填上這個經(jīng)歷，這就不是一種熱情了。,其次，我看到好多人都站在考研和參賽的抉

2、擇口，在此我額外補充一點。我覺得這種情況最好要不要遲疑太久，要明確自己的方向，當(dāng)機立斷，免得兩頭分心，吃力又不合算（畢竟一個人精力有限）。,,2,ppt課件,一、獲獎學(xué)生感言2ppt課件,收集競賽信息,,,如果你有意參加的話，平時就要多關(guān)注全國電子競賽信息，收集一些往年競賽資料，了解評分規(guī)則，這些都是很有必要的。,,3,ppt課件,收集競賽信息3ppt課件,團隊,,,一個能在全國大學(xué)生電子競賽中得獎的團隊必須具備這么幾個特征,:,絕對喜歡電子開發(fā)。,在軟件、硬件、論文寫作中各有所長。你想想,3,個只會,C,語言的家伙合一起能干什么。,選好團隊后就要確定團隊核心人物。大家一定都能想得到，一旦進入

3、備戰(zhàn)階段，組員間的探討是必然的，各抒己見固然好，但往往也比較容易起爭執(zhí)。這時如果有個核心人物，他的話在非常時期大家必須絕對服從，他說了算。,要想獲得成功，就必須認清自己團隊的優(yōu)勢，充分調(diào)用組員中的優(yōu)勢資源，比如：某個組員在編程方面有優(yōu)勢，那么就應(yīng)該合理分配編程工作給他，這樣大家分工也就相對明確了，也都能充分發(fā)揮自己的所長，將團對協(xié)作的力量發(fā)揮到最大。,,4,ppt課件,團隊4ppt課件,根基,磨刀不誤砍材功，根基不牢就不要往上爬，爬得越高，摔得越重。,這個方面，你需要連接常用的電路，如高增益放大電路，跟隨電路，濾波電路的設(shè)計，學(xué)習(xí),protel,制圖軟件，會劃電路原理圖，會,PCB,制板。,在

4、準備期間一定要學(xué)會用萬用板焊接電路，或者用三氯化鐵腐蝕電路，這個效果非常好。,在正式比賽前，一定要于團隊在,4,天內(nèi)練習(xí)做一個完整的電子系統(tǒng)，時間安排在,8,月初最好（推薦凌陽大學(xué)計劃賽前熱身套件），不要以為你能做好各個模塊，但是聯(lián)機調(diào)試你就不一定成功，總是會缺點什么，事實證明，大部分的競賽隊失敗就失敗在最后的聯(lián)機。,,5,ppt課件,根基磨刀不誤砍材功，根基不牢就不要往上爬，爬得越高，摔得越重,電子設(shè)計競賽的核心器件的選擇,(,單片機,),選型,CPU,是電子設(shè)計競賽的核心器件?，F(xiàn)在的微處理器很多，如比較古老的,8051,單片機，,AVR,單片機，,PIC,單片機，,MSP430,單片機?，F(xiàn)

5、在也出了很多新型單片機，這類單片機含有很多的擴充資源，如大量的,FLASH(,這些,FLASH,對,LCD,字庫很有幫助,),、中速,AD,D\A,、多定時器、,PWM,，語音功能等等，這些資源會給開發(fā)帶來很多的方便。,從個人經(jīng)驗看，競賽一定要用自己擅長的單片機，但根據(jù)題目的不同，不同的單片機實現(xiàn)起來難度也不一樣。,現(xiàn)在很多人都喜歡上了嵌入式和,DSP,。根據(jù),09,年競賽的精神利用嵌入式與,DSP,參加電子競賽也會逐漸提到日程上來，如果做的是關(guān)于高速數(shù)據(jù)處理的的題目，比如高速數(shù)據(jù)采集，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?，這樣這兩個東西會有用武之地。,6,ppt課件,電子設(shè)計競賽的核心器件的選擇(單片機)選型

6、CPU是電子設(shè)計,基本模塊,參加電子設(shè)計競賽，離不開一些基本模塊。,如,LED,LCD,子電路，子程序。（這點凌陽的,61,板做的很好，有很多現(xiàn)成的標準函數(shù)可以調(diào)用）,AD,DA,電路，搞控制的總得選好步進電機的型號，驅(qū)動電路，驅(qū)動程序吧，那搞無線的應(yīng)該準備什么呢？,自己去想吧！有一個一等獎選手告訴過我， 他說,“,在競賽前我就知道我會得獎，因為我把該準備的東西都準備了，而且在比賽前幾天都夢到了比賽題目,",,他說得有點夸張，但是也很可信，足以證明這個準備對整個比賽有舉足輕重的作用。,,7,ppt課件,基本模塊參加電子設(shè)計競賽，離不開一些基本模塊。7ppt課件,全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題,每年

7、的競賽試題都有很多相似的地方，,控制類的如簡單的工業(yè)控制、小車；,傳統(tǒng)題目如數(shù)據(jù)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集，無線傳輸系統(tǒng)；,電源設(shè)計；,簡單儀器、儀表設(shè)計（每年必要一題,),如,2005,年的簡易頻譜分析儀，,2003,年的簡易邏輯分析器。,建議為了奪獎的朋友專注自己的強項。,,8,ppt課件,全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題每年的競賽試題都有很多相似的地方，,身體是革命的本錢,這也是很容易忽略的一點。,4,天,3,夜是個什么概念，我想大家都要清楚點。既然下定決心參賽，就要調(diào)理好身體，以最佳的狀態(tài)來迎接挑戰(zhàn)。,否則，千載難逢的機會就可能擦肩而過，留下的就將會是遺憾。,,9,ppt課件,身體是革命的本錢這也是很容

8、易忽略的一點。4天3夜是個什么概念,良好心態(tài),競賽不僅僅是技能的競爭，更是良好心態(tài)的比拼。,比賽期間，肯定都會遇到這樣那樣的問題，如果沒有善始善終，持之以恒的決心，三天打魚，兩天曬網(wǎng)，是走不到最后的。,要切切實實按照制定好的進程走，該做哪項任務(wù)，就要盡量克服一切困難做完，該今天做的，就不能留到明天。,具備以上條件后，你還應(yīng)該做的就是自信了。,,10,ppt課件,良好心態(tài)競賽不僅僅是技能的競爭，更是良好心態(tài)的比拼。10pp,論文的書寫,一個獲得一等獎的團隊，必然有文筆不錯善于表達的人物。一個團隊的設(shè)計理念和思想需要通過他公布于眾，讓評委團了解和認同你們的觀點，論文的書寫也是考察寫作基本功的關(guān)鍵要

9、素。,切記現(xiàn)在不是酒香不怕巷子深的年代了，因為可以選擇的對象太多，要學(xué)會主動出擊。所以說一個好的團隊是成功的一半！,,11,ppt課件,論文的書寫一個獲得一等獎的團隊，必然有文筆不錯善于表達的人物,近年來新動向,性價比：第一個就是做出來的產(chǎn)品的性能價格比應(yīng)該是比較好的。不能為完成一個比較簡單的任務(wù)，用一個非常復(fù)雜，非常昂貴的小系統(tǒng)合和方法去完成。這是不符合社會發(fā)展需要的。,,節(jié)能性：為了維持社會的可持續(xù)性發(fā)展，我們的產(chǎn)品必須盡可能的節(jié)能。不能為完成某一功能我們就耗電、耗損很大，甚至于造成其它的污染。這是不行的。,12,ppt課件,近年來新動向性價比：第一個就是做出來的產(chǎn)品的性能價格比應(yīng)該是,二

10、、競賽時間,競賽時間定于競賽舉辦年度的,9,月份，賽期四天（具體日期屆時通知）。從,1997,年開始，每二年舉辦一屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，即凡逢單數(shù)年號時舉辦全國競賽。,13,ppt課件,二、競賽時間競賽時間定于競賽舉辦年度的9月份，賽期四天（具體,三、競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式,競賽采用,“,半封閉、相對集中,”,的組織方式進行。競賽期間學(xué)生可以查閱有關(guān)文獻資料，隊內(nèi)學(xué)生集體商討設(shè)計思想，確定設(shè)計方案，分工負責(zé)、團結(jié)協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務(wù)；,競賽期間不允許任何教師或其他人員進行任何形式的指導(dǎo)或引導(dǎo)；,競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學(xué)校應(yīng)將參賽學(xué)生

11、相對集中在一個或幾個實驗室內(nèi)進行競賽，便于組織人員巡查。,為保證競賽工作，競賽所需設(shè)備、元器件等均由各參賽學(xué)校負責(zé)提供。,,14,ppt課件,三、競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式競賽采用“半封閉、,四、命題范圍,應(yīng)以電子技術(shù)（包括模擬低頻、高頻和數(shù)字電路）應(yīng)用設(shè)計為主要內(nèi)容。,可以涉及單片機、可編程邏輯器件、,EDA,軟件工具和,PC,機（主要用于開發(fā)）的應(yīng)用。,題目包括,“,理論設(shè)計,”,和,“,實際制作與調(diào)試,”,兩部分。,競賽題目應(yīng)具有實際意義和應(yīng)用背景，并考慮到目前教學(xué)基本內(nèi)容和新技術(shù)應(yīng)用趨勢。,15,ppt課件,四、命題范圍應(yīng)以電子技術(shù)（包括模擬低頻、高頻和數(shù)字電路）應(yīng),五、

12、題目要求,競賽題目應(yīng)能測試學(xué)生運用基礎(chǔ)知識的能力、實際設(shè)計能力和獨立工作能力。,題目原則上應(yīng)包括基本要求部分和發(fā)揮部分，從而使絕大多數(shù)參賽學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)完成基本要求部分的設(shè)計工作，又能便一部分優(yōu)秀學(xué)生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地。,16,ppt課件,五、題目要求競賽題目應(yīng)能測試學(xué)生運用基礎(chǔ)知識的能力、實際設(shè),六、命題格式,1.,題目名稱,題目名稱要求簡明扼要。,2.,設(shè)計任務(wù)和要求,設(shè)計任務(wù)和要求需要對題目作必要說明，明確提出設(shè)計任務(wù)和對功能指標的要求，文字描述準確，避免含混不清；,3.,評分標準,評分標準按設(shè)計報告、實際制作兩部分提出具體評分細則，實際制作又分基本要求和發(fā)揮部分?？偡忠话闶?15

13、0,分，其中設(shè)計報告占,50,分，基本要求占,50,分和發(fā)揮部分占,50,分。,4.,命題說明,命題人應(yīng)對命題的意圖、涉及的主要知識范圍及其它問題予以必要的說明，供全國專家組選題時參考。,17,ppt課件,六、命題格式1. 題目名稱17ppt課件,七、題目類型,1.,綜合題,綜合題應(yīng)涵蓋模,-,數(shù)混合電路，可涉及單片機和可編程邏輯器件的應(yīng)用，并盡可能適合不同類型學(xué)校和專業(yè)的學(xué)生選用；,2.,專業(yè)題,專業(yè)題是側(cè)重于某一專業(yè)（如計算機、通信、自控、電子技術(shù)應(yīng)用等）的題目；,3.,電路題,電路題是側(cè)重于模擬電路、數(shù)字電路、電力電子線路等的題目；,4.,新型器件和集成電路應(yīng)用題,新型器件和集成電路應(yīng)用

14、題側(cè)重于新型器件的應(yīng)用、新型集成電路的應(yīng)用；,5.,電子產(chǎn)品和儀器初步設(shè)計題,常用電子產(chǎn)品和電子儀器初步設(shè)計的題目側(cè)重于某一產(chǎn)品的初步設(shè)計。,不同類型的題目之間，在難易程度上允許有差別。,18,ppt課件,七、題目類型1. 綜合題18ppt課件,八、電子設(shè)計競賽的題目分析,全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從,1994,年的首屆試點到如今電子設(shè)計競賽的試題來看，可以歸納成,7,類，即：,（,1,）電源類：簡易數(shù)控直流電源，直流穩(wěn)壓電源,（,2,）信號源類：實用信號源的設(shè)計和制作，波形發(fā)生器，電壓控制,LC,振蕩器（,A,題）；,（,3,）高頻無線電類：簡易無線電遙控系統(tǒng)，調(diào)幅廣播收音機，短波調(diào)頻接收機，調(diào)

15、頻收音機，,（,4,）放大器類：實用低頻功率放大器，高效率音頻功率放大器，寬帶放大器（,B,題,),（,5,）儀器儀表類：簡易電阻、電容和電感測試儀，簡易數(shù)字頻率計，頻率特性測試儀，數(shù)字式工頻有效值多用表，簡易數(shù)字存儲示波器，低頻數(shù)字式相位測量儀（,C,題，簡易邏輯分析儀（,D,題，,（,6,）數(shù)據(jù)采集與處理類：多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。,（,7,）控制類：水溫控制系統(tǒng)，自動往返電動小汽車，簡易智能電動車（,E,題，液體點滴速度監(jiān)控裝置（,F,題,),19,ppt課件,八、電子設(shè)計競賽的題目分析全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從1994,,試題具有實用性強、綜合性

16、強、技術(shù)水平發(fā)揮余地大的特點。,涉及到的電子信息類專業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數(shù)字電路、微機原理、電子測量、單片機、可編程邏輯器件、,EDA,設(shè)計等；,實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有：電子線路實驗課、微機原理實驗課、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)等；,可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、單片機、可編程邏輯器件等；,設(shè)計手段必須采用現(xiàn)代電子設(shè)計方法與開發(fā)工具，如,VHDL,語言、,Xilinx Foundation Series EDA,工具、 單片機編程器等。,,電子設(shè)計競賽的試題既反映了電子技術(shù)的先進水平，又引導(dǎo)高校在教學(xué)改革中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。,20,ppt課件,試題具

17、有實用性強、綜合性強、技術(shù)水平發(fā)揮余地大的特點。20p,,傳統(tǒng)的電子信息類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，重理論、輕實踐；重分析、輕綜合；重個體、輕協(xié)作。實驗內(nèi)容及實驗方法上所存在的內(nèi)容陳舊、形式呆板、方法單一。按傳統(tǒng)方法培養(yǎng)的學(xué)生，在參加電子設(shè)計競賽時，就會發(fā)生諸多的問題。如：理論設(shè)計正確卻無法在工程上實現(xiàn)；單元電路正確卻無法實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；個人能力很強卻各自為政，不能實現(xiàn)強強聯(lián)合等等。,電子設(shè)計競賽既不是單純的理論設(shè)計競賽也不僅僅是實驗競賽，而是由一個參賽隊共同設(shè)計、制作完成一個有特定工程背景的題目的優(yōu)劣與快慢的競賽。它既強調(diào)理論設(shè)計，更強調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)。它考核了學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識的能力，更注重考察學(xué)生的創(chuàng)新意

18、識。題目涉及的內(nèi)容是一個課程群，而非單一的一門課程。因此競賽的形式與內(nèi)容基本上符合面向,21,世紀人才培養(yǎng)的目標和需求，是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的一個挑戰(zhàn)，同時，競賽成績也能從一個側(cè)面反映了這個課程群的教學(xué)水平和教學(xué)改革的成敗。,21,ppt課件,傳統(tǒng)的電子信息類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，重理論、輕實踐；重分析、輕綜合,電源類題目分析,電源類題目有簡易數(shù)控直流電源（,1994,年）和直流穩(wěn)壓電源（,1997,年）、數(shù)控直流電流源（,F,題,2005,年） 、開關(guān)穩(wěn)壓電源（,E,題,2007,年）、電能收集充電器,2009,年、,A,題,--,光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置,2009,年 。,簡易數(shù)控直流電源（第一屆，,1

19、994,年）要求設(shè)計制作一個輸出電壓數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，單片機，數(shù)字顯示與控制等。,直流穩(wěn)壓電源（第三屆，,1997,年）要求設(shè)計制作一個交流變換為直流的穩(wěn)定電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，恒流電流源，,DC-DC,變換器，單片機，數(shù)字顯示與控制等。,22,ppt課件,電源類題目分析電源類題目有簡易數(shù)控直流電源（1994年）和,信號源類題目分析,信號源類有實用信號源的設(shè)計和制作（,1995,年）、波形發(fā)生器（,2001,年）和電壓控制,LC,振蕩器（,2003,年） 正弦信

20、號發(fā)生器（,A,題）,2005,年、音頻信號分析儀（,A,題,2007,年） 。,實用信號源的設(shè)計和制作（第二屆，,1995,年）要求設(shè)計制作一個正弦波和脈沖波信號源，頻率范圍,20Hz,～,20kHz,，低頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：,RC,振蕩器，脈沖振蕩器，數(shù)字可調(diào)電位器，單片機，數(shù)字顯示與控制等。,波形發(fā)生器（第五屆，,2001,年）要求設(shè)計制作一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形的波形發(fā)生器，頻率范圍,100Hz,～,20kHz,，低頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示與控制，濾波器等。,電壓控制,LC

21、,振蕩器（第六屆，,2003,年）要求設(shè)計制作一個電壓控制,LC,振蕩器，頻率范圍,15MHz,～,35MHz,，高頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，,PLL,，,LC,振蕩器，數(shù)字顯示與控制，濾波器，高頻功率放大器等。,23,ppt課件,信號源類題目分析信號源類有實用信號源的設(shè)計和制作（1995,放大器類題目分析,放大器類的題目有實用低頻功率放大器（,1995,年）、測量放大器（,1999,年）、高效率音頻功率放大器（,2001,年）和寬帶放大器（,2003,年）。集成運放參數(shù)測試儀（,B,題,2005,年）、寬帶直流放大器（,C,題,2009,年）數(shù)字幅

22、頻均衡的功率放大器,2009,年,實用低頻功率放大器（第二屆，,1995,年）要求設(shè)計制作一個具有弱信號放大能力的低頻功率放大器，額定輸出功率,P,OR≥10W,，帶寬,BW≥,（,50,～,10000,）,Hz,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，方波信號發(fā)生器，低頻功率放大器等。,測量放大器（第四屆，,1999,年）要求設(shè)計制作一個測量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。差模電壓放大倍數(shù),AVD,＝,1,～,500,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，信號變換放大器，測量放大器等。,高效率音頻功率放大器（第五屆，,2001,年）要求設(shè)計制作一個高效率音頻功率放大器及其參數(shù)的測量、顯示裝

23、置，,3dB,通頻帶為,300Hz,～,3400Hz,，最大不失真輸出功率≥,1W,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，音頻功率放大器等。,寬帶放大器（第六屆，,2003,年）要求設(shè)計并制作一個,3dB,通頻帶,10kHz,～,6MHz,，最大增益≥,40dB,的寬帶放大器。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，,AGC,，寬帶放大器等。,24,ppt課件,放大器類題目分析放大器類的題目有實用低頻功率放大器（199,無線電類題目分析,無線電類題目有簡易無線電遙控系統(tǒng)（,1995,年）、調(diào)幅廣播收音機（,1997,年）、短波調(diào)頻接收機（,1999,年）和調(diào)頻收音機（,2001,年）。單

24、工無線呼叫系統(tǒng)（,D,題,2005,年）、無線識別裝置（,B,題,2007,年）無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置,2009,年,簡易無線電遙控系統(tǒng)（第二屆，,1995,年）要求設(shè)計制作一個無線電遙控發(fā)射機和接收機，頻率范圍,6,～,10MHz,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電發(fā)射與接收，編碼與解碼，單片機，數(shù)字顯示等。,調(diào)幅廣播收音機（第三屆，,1997,年）要求設(shè)計制作一個中波廣播收音機，接收頻率范圍,540kHz,～,1600kHz,，材料由,SONY,公司提供。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)幅接收，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。,短波調(diào)頻接收機（第四屆，,1999,年）接收頻率范圍：,8MH

25、z,～,10MHz,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。,調(diào)頻收音機（第五屆，,2001,年）用,SONY,公司提供的,FM/AM,收音機集成芯片,CXA1019,和鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片,BU2614,，制作一臺調(diào)頻收音機,,,接收,FM,信號頻率范圍,88MHz,～,108MHz,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，,PLL,，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。,25,ppt課件,無線電類題目分析無線電類題目有簡易無線電遙控系統(tǒng)（1995,儀器儀表類題目分析,儀器儀表類有簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，,1995,年）、簡易數(shù)字頻率

26、計（第三屆，,1997,年）、頻率特性測試儀（第四屆，,1999,年）、數(shù)字式工頻有效值多用表（第四屆，,1999,年）、簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆，,2001,年）、低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆，,2003,年），簡易邏輯分析儀（第六屆，,2003,年）。簡易頻譜分析儀（,C,題,2005,年） 、數(shù)字示波器（,C,題,2007,年）程控濾波器（,D,題,2007,年）,簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，,1995,年）要求設(shè)計制作一個測量范圍：電阻,100Ω,～,1MΩ,；電容,100pF,～,10000pF,；電感,100μH,～,10mH,），測量精度：,±5%,的電阻、電容和電感測

27、試儀。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電阻、電容和電感參數(shù)變換，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,簡易數(shù)字頻率計（第三屆，,1997,年）要求設(shè)計制作一個測量范圍 信號：方波、正弦波；幅度：,0.5V,～,5V,；頻率：,1Hz,～,1MHz,；測量誤差≤,0.1%,數(shù)字頻率計。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,頻率特性測試儀（第四屆，,1999,年）要求設(shè)計制作一個頻率范圍,100Hz,～,100kHz,；頻率步進：,10Hz,；頻率穩(wěn)定度：,10-4,；測量精度：,5,％ ；能在全頻范圍和特定頻率范圍內(nèi)自動步進測量的頻率特性測試儀。涉及到的基礎(chǔ)知

28、識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,數(shù)字式工頻有效值多用表（第四屆，,1999,年）要求設(shè)計制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為,50±1Hz,、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)進行測量的數(shù)字式多用表。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電壓電流變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆，,2001,年）要求設(shè)計制作一個一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數(shù)字存儲示波器，頻率范圍為,DC,～,50kHz,，誤差≤,5%,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：,A/D,和,D/A,變換，單片機或者可編程邏輯器

29、件，存儲器，數(shù)字顯示等。,低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆，,2003,年）要求設(shè)計制作一個低頻相位測量系統(tǒng)，包括相位測量儀、數(shù)字式移相信號發(fā)生器和移相網(wǎng)絡(luò)三部分。頻率范圍：,20Hz,～,20kHz,，相位測量絕對誤差≤,2°,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：相位檢測，,A/D,和,D/A,變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，,RC,移相網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字顯示等。,簡易邏輯分析儀（第六屆，,2003,年）要求設(shè)計制作一個,8,路數(shù)字信號發(fā)生器與簡易邏輯分析儀，能產(chǎn)生,8,路可預(yù)置的循環(huán)移位邏輯信號序列，輸出信號為,TTL,電平，序列時鐘頻率為,100Hz,，并能夠重復(fù)輸出。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：單片機或

30、者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。,26,ppt課件,儀器儀表類題目分析儀器儀表類有簡易電阻、電容和電感測試儀（,數(shù)據(jù)采集與處理類題目分析,數(shù)據(jù)采集與處理類題目有多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，,1994,年），數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆，,1999,年），數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（第五屆，,2001,年）聲音導(dǎo)引系統(tǒng),2009,年。,多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，,1994,年）要求設(shè)計制作一個八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對,50,米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線進行采集和顯示。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：,A/D,變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。,數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆，,19

31、99,年）要求設(shè)計制作一個數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)。通帶為,300Hz,～,3.4kHz,；,ADC,采樣頻率,f s,＝,8kHz,，字長＝,8,位；,DAC,：變換頻率,f c,＝,8kHz,，字長＝,8,位；語音存儲時間≥,10,秒。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：,A/D,和,D/A,變換、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數(shù)字顯示等。,數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（第五屆，,2001,年）設(shè)計制作一個用于,8,路模擬信號采集與單向傳輸系統(tǒng)，被測電壓為,8,路,0,～,5V,分別可調(diào)的直流電壓。采用,8,位,A/D,變換器。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：,A/D,變換、噪聲模擬發(fā)生器、調(diào)制與解調(diào)、單片機或者可

32、編程邏輯器件、存儲器和數(shù)字顯示等。,27,ppt課件,數(shù)據(jù)采集與處理類題目分析數(shù)據(jù)采集與處理類題目有多路數(shù)據(jù)采集,控制類題目分析,,控制類題目有水溫控制系統(tǒng)（,1997,年）、自動往返電動小汽車（,2001,年）、簡易智能電動車（,2003,年）、液體點滴速度監(jiān)控裝置（第六屆，,2003,年）。 電動車蹺蹺板（,F,題,2007,年）、懸掛運動控制系統(tǒng)（,E,題,2005,年）、電動車蹺蹺板（,F,題,2007,年）,水溫控制系統(tǒng)（,1997,年）控制對象為,1,升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變。溫度設(shè)定范圍為

33、,40,～,90℃,，最小區(qū)分度為,1℃,，標定溫度≤,1℃,。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：溫度檢測電路，加熱器控制電路，,A/D,和,D/A,變換，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,自動往返電動小汽車（,2001,年）設(shè)計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。車輛從起跑線出發(fā)（出發(fā)前，車體不得超出起跑線），到達終點線后停留,10,秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。到達終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應(yīng)最小。在限速區(qū)，車輛往返均要求以低速通過，通過時間不得少于,8,秒。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。

34、,簡易智能電動車（,2003,年）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導(dǎo)線到達,B,點。在,“,直道區(qū),”,電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在,“,直道區(qū),”,檢測到的薄鐵片數(shù)目。電動車到達,B,點以后進入,“,彎道區(qū),”,，沿圓弧引導(dǎo)線到達,C,點。,C,點下埋有邊長為,15cm,的正方形薄鐵片，要求電動車到達,C,點檢測到薄鐵片后在,C,點處停車,5,秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。電動車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進入停車區(qū)并到達車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。電動車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車，但全程行駛時間不能大于,90,秒，行駛時

35、間達到,90,秒時必須立即自動停車。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電、金屬、超聲波檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。,液體點滴速度監(jiān)控裝置（,2003,年）在滴斗處檢測點滴速度，并制作一個數(shù)顯裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴,/,分）。通過改變高度,h,2,控制點滴速度；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設(shè)定并顯示，設(shè)定范圍為,20~150(,滴,/,分,),，控制誤差范圍為設(shè)定值,10%1,滴。當(dāng)高度,h,1,降到警戒值（,2~3cm,）時，能發(fā)出報警信號。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電檢測電路，步進電機控制電路，單片機或者可編程邏輯

36、器件，數(shù)字顯示等。,28,ppt課件,控制類題目分析28ppt課件,九、印制電路板設(shè)計,,印刷電路板設(shè)計是電子設(shè)計制作中很關(guān)鍵的一步。印制電路板的設(shè)計軟件目前主要有,Protel99,、,Orcad,等。,設(shè)計步驟,①設(shè)計好電路原理圖；,②根據(jù)所設(shè)計的原理圖準備好所需要的元器件；,③根據(jù)實物給原理圖中的元器件制作或調(diào)用封裝形式；,④形成網(wǎng)絡(luò)表連接文件；,⑤在,PCB,設(shè)計環(huán)境下，規(guī)劃電路板的大小、板層數(shù)量等；,⑥調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表連接文件，并布局元器件的位置（自動加手工布局）；,⑦設(shè)置好自動布線規(guī)則，并自動布線；,⑧形成第二個網(wǎng)絡(luò)表連接文件，并比較兩個網(wǎng)絡(luò)表文件，若相同則說明沒有問題，否則要查找原因；

37、,⑨手工布線并優(yōu)化處理,⑩輸出,PCB,文件并制版。,29,ppt課件,九、印制電路板設(shè)計29ppt課件,十、單元電路訓(xùn)練,,介紹電子設(shè)計用到的基本單元電路設(shè)計與制作。,內(nèi)容：,集成直流穩(wěn)壓電源電路,信號放大電路,信號產(chǎn)生電路,信號處理電路,聲音報警電路,傳感器及其應(yīng)用電路,功率驅(qū)動電路,顯示電路,A/D,與,D/A,電路。,30,ppt課件,十、單元電路訓(xùn)練介紹電子設(shè)計用到的基本單元電路設(shè)計與制作。,集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計,,直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的能源電路，關(guān)系到整個電路設(shè)計的穩(wěn)定性和可靠性，是電路設(shè)計中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。,本節(jié)重點介紹三端固定式（正、負壓）集成穩(wěn)壓器、三端可調(diào)式（正、

38、負壓）集成穩(wěn)壓器以及,DC-DC,電路等組成的典型電路設(shè)計。,31,ppt課件,集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計31ppt課件,電源變壓器,:,將交流電網(wǎng)電壓,u,1,變?yōu)楹线m的交流電壓,u,2,。,整流電路,:,將交流電壓,u,2,變?yōu)槊}動的直流電壓,u,3,。,濾波電路,:,將脈動直流電壓,u,3,轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷?u,4,。,穩(wěn)壓電路,:,清除電網(wǎng)波動及負載變化的影響,,,保持輸出電壓,u,o,的穩(wěn)定。,直流電源的組成及各部分的作用,整,,流,,電,,路,濾,,波,,電,,路,穩(wěn),,壓,,電,,路,,,,,整,,流,,電,,路,濾,,波,,電,,路,穩(wěn),,壓,,電,,路,,,u,1,,u,2,

39、,u,3,,u,4,u,o,,,32,ppt課件,電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整,三端固定式正壓穩(wěn)壓器,國內(nèi)外各廠家生產(chǎn)的三端（電壓輸入端、電壓輸出端、公共接地端）固定式正壓穩(wěn)壓器均命名為,78,系列，該系列穩(wěn)壓器有過流、過熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護，以防過載而損壞。,其中,78,后面的數(shù)字代表穩(wěn)壓器輸出的正電壓數(shù)值（一般有,05,、,06,、,08,、,09,、,10,、,12,、,15,、,18,、,20,、,24,伏共,9,種輸出電壓），各廠家在,78,前面冠以不同的英文字母代號。,78,系列穩(wěn)壓器最大輸出電流分,100mA,、,500mA,、,1.5A,三種

40、，以插入,78,和電壓數(shù)字之間的字母來表示。插入,L,表示,100mA,、,M,表示,500mA,，如不插入字母則表示,1.5A,。此外，,78,（,L,、,M,）,××,的后面往往還附有表示輸出電壓容差和封裝外殼類型的字母。常見的封裝形式有,TO-3,金屬和,TO-220,的塑料封裝。,33,ppt課件,三端固定式正壓穩(wěn)壓器國內(nèi)外各廠家生產(chǎn)的三端（電壓輸入端、電,,三端固定式穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路如圖所示，只要把正輸入電壓,UI,加到,MC7805,的輸入端，,MC7805,的公共端接地，其輸出端便能輸出芯片標稱正電壓,UO,。實際應(yīng)用電路中，芯片輸入端和輸出端與地之間除分別接大容量濾波電容

41、外，通常還需在芯片引出腳根部接小容量（,0.1,μ,F,～,10,μ,F,）電容,Ci,、,Co,到地。,Ci,用于抑制芯片自激振蕩，,Co,用于壓窄芯片的高頻帶寬，減小高頻噪聲。,Ci,和,Co,的具體取值應(yīng)隨芯片輸出電壓高低及應(yīng)用電路的方式不同而異。,34,ppt課件,三端固定式穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路如圖所示，只要把正輸入電壓UI,,78,系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路,35,ppt課件,78系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路35ppt課件,三端固定式負壓穩(wěn)壓器,三端固定式負壓穩(wěn)壓器命名為,79,系列，,79,前、后的字母、數(shù)字意義與,78,系列完全相同。圖,3.1.5,所示為,79,的基本應(yīng)用電路（以

42、,MC7905,為例）。圖中芯片的輸入端加上負輸入電壓,UI,，芯片的公共端接地，在輸出端得到標稱的負輸出電壓,UO,，電容,Ci,用來抑制輸入電壓,UI,中的紋波和防止芯片自激振蕩，,Co,用于抑制輸出噪聲。,D,為大電流保護二極管，防止在輸入端偶然短路到地時，輸出端大電容上儲存的電壓反極性加到輸出、輸入端之間而損壞芯片。,36,ppt課件,三端固定式負壓穩(wěn)壓器三端固定式負壓穩(wěn)壓器命名為79系列，7,,79,系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路,,37,ppt課件,79系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路 37ppt課件,三端可調(diào)式穩(wěn)壓器,三端（輸入端、輸出端、電壓調(diào)節(jié)端）可調(diào)式穩(wěn)壓器品種繁多，如正壓輸出的,

43、317,（,217/117,）系列、,123,系列、,138,系列、,140,系列、,150,系列；負壓輸出的,337,系列等。,LM317,和,LM337,的封裝形式和引腳如圖,3.1.6,所示。,LM317,系列穩(wěn)壓器能在輸出電壓為,1.25V,～,37V,的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，外接元件只需一個固定電阻和一個電位器。其芯片內(nèi)也有過流、過熱和安全工作區(qū)保護。最大輸出電流為,1.5A,。其典型電路如圖（,a,）所示。其中電阻,R1,與電位器,RP,組成電壓輸出調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓,UO,的表達式為：,UO=1.25,（,1+Rp/Rl,）,式中，,R1,一般取值為（,120,～,240Ω,），輸出

44、端與調(diào)整壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓（典型值為,1.25V,），所以流經(jīng)電阻,R1,的泄放電流為,5,～,10mA,。,與,LM317,系列相比，負壓輸出的,LM337,系列除了輸出電壓極性、引腳定義不同外、其他特點都相同,,,典型電路如圖,3.1.7,（,b,）。,38,ppt課件,三端可調(diào)式穩(wěn)壓器三端（輸入端、輸出端、電壓調(diào)節(jié)端）可調(diào)式穩(wěn),,（,a,）,LM317,塑料封裝形式 （,b,）,LM337,塑料封裝形式,圖,3.1.6,常見三端可調(diào)穩(wěn)壓器的封裝形式,39,ppt課件,（a）LM317塑料封裝形式 （b）LM337塑料封,,可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路,40,ppt課件

45、,可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路40ppt課件,正、負輸出穩(wěn)壓電源,正、負輸出穩(wěn)壓電源能同時輸出兩組數(shù)值相同、極性相反的恒定電壓。,圖,3.1.8,所示為正、負輸出電壓固定的穩(wěn)壓電源。它由輸出電壓極性不同的兩片集成穩(wěn)壓器,MC7815,和,MC7915,構(gòu)成，電路十分簡單。兩芯片輸入端分別加上,±20V,的輸入電壓，輸出端便能輸出,±15V,的電壓，輸出電流為,1A,。圖中,D1,、,D2,為集成穩(wěn)壓器的保護二極管。當(dāng)負載接在兩輸出端之間時，如工作過程中某一芯片輸入電壓斷開而沒有輸出，則另一芯片的輸出電壓將通過負載施加到?jīng)]有輸出的芯片輸出端，造成芯片的損壞。接入,D1,、,D2,起的箝位作用，保護

46、了芯片。,圖,3.1.8,正、負輸出固定穩(wěn)壓電源,圖,3.1.9,所示是由,LM317,和,LM337,組成的正、負輸出電壓可調(diào)穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為,±1.2V,～,±20V,，輸出電流為,1A,。,41,ppt課件,正、負輸出穩(wěn)壓電源正、負輸出穩(wěn)壓電源能同時輸出兩組數(shù)值相同,,圖,3.1.8,正、負輸出固定穩(wěn)壓電源,42,ppt課件,圖3.1.8 正、負輸出固定穩(wěn)壓電源42ppt課件,,圖,3.1.9,正、負輸出可調(diào)穩(wěn)壓電源,43,ppt課件,圖3.1.9 正、負輸出可調(diào)穩(wěn)壓電源43ppt課件,斬波調(diào)壓電源電路,MC33063A/MC34063A/MC35063A,是單片,D

47、C/DC,變換器控制電路，只需配用少量的外部元件，就可以組成升壓、降壓、電壓反轉(zhuǎn),DC/DC,變換器。該系列變換器的電壓輸入范圍為,3,～,40V,，輸出電壓可以調(diào)整，輸出開關(guān)電流可達,1.5A,；工作頻率可達,100kHz,，內(nèi)部參考電壓精度為,2,％。本系列電路還有電流限制功能，以下是,MC34063A,的幾種使用方法。,44,ppt課件,斬波調(diào)壓電源電路MC33063A/MC34063A/MC3,MC34063A,組成的升壓式,DC,／,DC,變換器,電路的輸入電壓為,+12V,，輸出電壓為,+28V,，輸出電流可達,175mA,。電路中的電阻,Rsc,為檢測電流，由它產(chǎn)生的信號控制芯

48、片內(nèi)部的振蕩器，可達到限制電流的目的。輸出電壓經(jīng),R1,、,R2,組成的分壓器輸入比較器的反相端，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性。本電路的效率可達,89,．,2,％。如果需要，本電路在加入擴流管后輸出電流可達,1.5A,以上。,45,ppt課件,MC34063A組成的升壓式DC／DC變換器電路的輸入電壓,,電路的輸入電壓為,25V,，輸出電壓為,5V,／,500mA,。電路將,1,、,8,腳連接起來組成達林頓驅(qū)動電路，如果外接擴流管，則可把輸出電流增加到,1.5A,。當(dāng)電路中的電阻,Rsc,選擇,0.1Ω,時，其限制電流為,1.1A,。本電路的效率為,82,。,5,％。,,MC34063A,組成的降

49、壓式,DC,／,DC,變換器電路,46,ppt課件,電路的輸入電壓為25V，輸出電壓為5V／500mA。電路將1,,MC34063A,組成的電壓反轉(zhuǎn)式,DC,／,DC,變換器,輸入電壓為,4.5,～,6.0V,，輸出電壓為,-12V,／,100mA,。此電路的限制電流為,910mA,。外接擴流管可將輸出電流增加到,1.5A,以上。電路效率為,64.5,％。,它的輸出電壓決定于：,,1.25,為芯片內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓。通過計算，選取適當(dāng)?shù)?R1,和,R2,值，就可得到不同的電壓輸出范圍。,47,ppt課件,MC34063A組成的電壓反轉(zhuǎn)式DC／DC變換器輸入電壓為4,精密穩(wěn)壓電源電路,利用三端穩(wěn)

50、壓器,MC7805,，配合可編程精密電壓基準,TL431,,可以組成簡單的精密穩(wěn)壓可調(diào)壓電路。這個電路的輸出電壓可以用下式計算：,UO=,（,1+R1/R2,）,×2.5V,。最小輸出電壓,2.5V,，最大輸出電壓,40V,。從電路輸出電壓表達式可以看到：當(dāng)電路中可調(diào)電阻,R1,為零時，即,TL431,的參考端與陰極相接時，輸出電壓為,2.495V,。,48,ppt課件,精密穩(wěn)壓電源電路利用三端穩(wěn)壓器MC7805，配合可編程精密,DC-DC,電源電壓,利用單位增益緩沖器,BUF634,，可以組成,+24V,變成,±12V,的對稱電源。,由于,BUF634,的供電范圍為,±2.25V,～,±1

51、8V,，故該電路可將,+4.5,～,+36V,電源電壓轉(zhuǎn)換為上述電壓。兩個,10KΩ,電阻要精密匹配。在正負負載不對稱時，在輸入電壓過高的應(yīng)用中，正負輸出電流之差不應(yīng)超過,250mA,。,49,ppt課件,DC-DC電源電壓利用單位增益緩沖器BUF634，可以組成,受控穩(wěn)壓電源,集成穩(wěn)壓器外接各種形式的開關(guān)電路可構(gòu)成各種類型的受控穩(wěn)壓電源。,圖所示為,LM117,和模擬開關(guān),CC4051,構(gòu)成的程控電源。設(shè),LM117,的基準電壓,Vr=1.25V, CC4051,的導(dǎo)通電阻為,400Ω,，關(guān)斷電阻為無窮大，其它元件參數(shù)如圖所示，因而三位并行數(shù)字碼取不同值時，電源可輸出,2V,、,5V,、,

52、12V,、,15V,、,18V,、,24V,、,30V,等,8,種電壓值。,50,ppt課件,受控穩(wěn)壓電源集成穩(wěn)壓器外接各種形式的開關(guān)電路可構(gòu)成各種類型,,LCD,顯示器用負壓電源,介紹一種用,MAX749,來產(chǎn)生,LCD,負電壓的方法。,MAX749,是美國,MAXIM,公司生產(chǎn)的數(shù)字調(diào)節(jié),LCD,負偏壓發(fā)生器，僅需,2V,～,6V,的輸入，就可以輸出－,100V,甚至更低，且可進行數(shù)字調(diào)節(jié)或電位計調(diào)節(jié)。,,51,ppt課件,LCD顯示器用負壓電源介紹一種用MAX749來產(chǎn)生LCD負電,運算放大器電路,1.,常用運算放大器類型,運算放大器一般可分為通用型、精密型、低噪聲型、高速型、低電壓低

53、功率型、單電源型等幾種。本節(jié)以美國,TI,公司的產(chǎn)品為例，說明其各類的主要特點。,,(1),通用型運算放大器 通用型運算放大器的參數(shù)是按工業(yè)上的普通用途設(shè)定的，各方面性能都較差或中等，價格低廉，其典型代表是工業(yè)標準產(chǎn)品,μA741,、,LM358,、,OP07,、,LM324,、,LF412,等。,,(2),精密型運算放大器 要求運算放大器有很好的精確度，特別是對輸入失調(diào)電壓,UIO,、輸入偏置電流,IIB,、溫度漂移系數(shù)、共模抑制比,KCMR,等參數(shù)有嚴格要求。如,UIO,不大于,lmV,，高精密型運算放大器的,UIO,只有幾十微伏，常用于需要精確測量的場合。其典型產(chǎn)品有,TLC4501

54、,／,TLC4502,、,TLE2027,／,TLE2037,、,TLE2022,、,TLC2201,、,TLC2254,等。,,(3),低噪聲型運算放大器 也屬于精密型運算放大器，要求器件產(chǎn)生的噪聲低，即等效輸入噪聲電壓密度,σVn≤15nV,／，另外需要考慮電流噪聲密度，它跟輸入偏流有關(guān)。雙極型運算放大器通常具有較低的電壓噪聲，但電流噪聲較大，而,CMOS,運算放大器的電壓噪聲較大，但電流噪聲很小。低噪聲型運算放大器的產(chǎn)品有,TlE2027,／,TLE2037,、,TLE2227,／,TLE2237,、,TlC2201,、,TLV2362,／,TLV2262,等。,52,ppt課件,運算

55、放大器電路1.常用運算放大器類型52ppt課件,,(4),高速型運算放大器 要求運算放大器的運行速度快，即增益帶寬乘積大、轉(zhuǎn)換速率快，通常用于處理頻帶寬、變化速度快的信號。雙極型運算放大器的輸入級是,JFET,的運算放大器，通常具有較高的運行速度。典型產(chǎn)品有,TlE2037,／,TLE2237,、,TLV2362,、,TLE2141,／,TLE2142,／,TLE2144,、,TLE2071,、,TLE2072,／,TLE2074,、,TLC4501,等。,(5),低電壓、低功率型運算放大器 用于低電壓供電，如,3V,電源電壓運行的系統(tǒng)或電池供電的系統(tǒng)。要求器件耗電小,(500μA),，

56、能低電壓運行,(3V),，最好具有軌對軌（,rail to rail,）性能，可擴大動態(tài)范圍。主要產(chǎn)品有,TLV2211,、,TLV2262,、,TLV2264,、,TLE2021,、,TLC2254,、,TLV2442,、,TLV2341,等。,(6),單電源型運算放大器 單電源運算放大器要求用單個電源電壓,(,典型電壓為,5V),供電，其輸入端和輸出端的電壓可低達,0V,。多數(shù)單電源型運算放大器是用,CMOS,技術(shù)制造的。單電源型運算放大器也可用于對稱電源供電的電路，只要總電壓不超過允許范圍即可。另外，有些單電源型運算放大器的輸出級不是推挽電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)信號跨越電源中點電壓時會產(chǎn)生交越失真

57、。,,53,ppt課件,(4)高速型運算放大器 要求運算放大器的運行速度快，即增益,運算放大器的基本參數(shù),,表示運算放大器性能的參數(shù)有：單,/,雙電源工作電壓、電源電流、輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻、轉(zhuǎn)換速率、差模輸入電阻、失調(diào)電流溫漂、輸入偏置電流、偏置電流溫漂、差模電壓增益、共模電壓增益、單位增益帶寬、電源電壓抑制、差模輸入電壓范圍、共模輸入電壓范圍、輸入噪聲電壓、輸入噪聲電流、失調(diào)電壓溫漂、建立時間、長時間漂移等。,不同的運算放大器參數(shù)差別很大，使用運算放大器前需要對參數(shù)進行仔細的分析。,54,ppt課件,運算放大器的基本參數(shù)54ppt課件,運算放大器選用時注意事項,,（,1,

58、）若無特殊要求，應(yīng)盡量選用通用型運放。當(dāng)一個電路中有多個運放時，建議選用雙運放（如,LM358,）或四運放（如,LM324,等）。,（,2,）應(yīng)正確認識、對待各種參數(shù)，不要盲目片面追求指標的先進，例如場效應(yīng)管輸入級的運放，其輸入阻抗雖高，但失調(diào)電壓也較大，低功耗運放的轉(zhuǎn)換速率必然也較低；各種參數(shù)指標是在一定的測試條件下測出的，如果使用條件和測試條件不一致，則指標的數(shù)值也將會有差異。,（,3,）當(dāng)用運放作弱信號放大時，應(yīng)特別致意選用失調(diào)以及噪聲系數(shù)均很小的運放，如,ICL7650,。同時應(yīng)保持運放同相端與反相端對地的等效直流電阻等。此外，在高輸入阻抗及低失調(diào)、低漂移的高精度運放的印刷底板布線方案

59、中，其輸入端應(yīng)加保護環(huán)。,（,4,）當(dāng)運放用于直流放大時，必須妥善進行調(diào)零。有調(diào)零端的運放應(yīng)按標準推薦的調(diào)零電路進行調(diào)零；若沒有調(diào)零端的運放，則可參考圖,3.2.1,進行調(diào)零。,（,5,）為了消除運放的高頻自激，應(yīng)參照推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當(dāng)電容消振，同時應(yīng)盡量避免兩級以上放大級級連，以減小消振困難。為了消除電源內(nèi)阻引起的寄生振蕩，可在運放電源端對地就近接去耦電容，考慮到去耦電解電容的電感效應(yīng)，常常在其兩端在并聯(lián)一個容量為,0.01~0.1,μ,F,的瓷片電容。,55,ppt課件,運算放大器選用時注意事項（1）若無特殊要求，應(yīng)盡量選用通用,56,ppt課件,56ppt課件,一,.

60、,反相比例運算電路,虛地點,電壓并聯(lián)負反饋,為保證集成運放輸入級差分放大電路的對稱性，令：,,,1,?；倦娐?缺點？,基本運放應(yīng)用電路,57,ppt課件,一. 反相比例運算電路虛地點電壓并聯(lián)負反饋1?；倦娐啡秉c？,實際應(yīng)用時還應(yīng)注意以下幾點：,,（,1,）本電路的電壓放大倍數(shù)不宜過大。通常,Rf,宜小于,1MΩ,，因,Rf,過大會影響阻值的精度；,R1,不宜過小，,R1,過小將要從信號源或前級吸取較大的電流。,（,2,）作為閉環(huán)負反饋工作的放大器，其小信號上限工作頻率,fH,受運放增益帶寬積,GWB= Avd?fH,的限制。以,μ,A741,為例，其開環(huán)差模電壓放大倍數(shù),Aud=105,倍

61、，開環(huán),fH=10Hz,，故運放的單位增益上限頻率,fT=1MHz,，即作為電壓跟隨器或反相器工作時的最高工作頻率為,1MHz,。若用,μ,A741,設(shè)計,Auf,為,20dB,即便,10,倍的放大電路，則電路允許的上限頻率為,100kHz,。,（,3,）如果運放工作于大信號輸入狀態(tài)，則此時電路的最大不失真輸入幅度,Vim,及信號頻率將受運放轉(zhuǎn)換速率,SR,的制約。仍以,μ,A741,為例，其,SR=0.5 V/,μ,s,,若輸入信號的最高頻率為,100kHz,，則其不失真最大輸入電壓,Vim<=(SR)/(2,?,fmax)=0.5,?,106/2,??,105=0.8V,。,58,ppt課

62、件,實際應(yīng)用時還應(yīng)注意以下幾點：58ppt課件,同相比例運算電路,R‘=R,f,//R,電壓串聯(lián)負反饋,優(yōu)點：輸入電阻高,缺點：存在共模輸入電壓,u,P,=,u,N,=,u,i,分析：（虛短）（虛斷）,,變化一下,59,ppt課件,同相比例運算電路R‘=Rf//R電壓串聯(lián)負反饋優(yōu)點：輸入電阻,電壓跟隨器,特點：輸入電阻大，輸出電阻小、電壓放大倍數(shù)近似,1,。,在電路中作用與分立元件的射極輸出器相同，,但是電壓跟隨性能好。,60,ppt課件,電壓跟隨器特點：輸入電阻大，輸出電阻小、電壓放大倍數(shù)近似1。,加減運算電路,輸出電壓與同相輸入端信號電壓相同,,,與反相輸入端信號電壓相反,.,因而如果多

63、個信號同時作用于兩個輸入端時,,,可以實現(xiàn)加減運算,.,?,61,ppt課件,加減運算電路輸出電壓與同相輸入端信號電壓相同,與反相輸入端信,差動放大電路,,,其輸出電壓為：,Vo=,?,(Rf/ R1)?V1+(1+ Rf/ R1),·,(1+ R3/ (R2+ R3)),·,V2,62,ppt課件,差動放大電路62ppt課件,三運放構(gòu)成的精密放大器,應(yīng)用：儀表用放大器,63,ppt課件,三運放構(gòu)成的精密放大器應(yīng)用：儀表用放大器63ppt課件,,測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器。,其主要特點是：輸入阻抗高、輸出阻抗低，失調(diào)及零漂很小，放大倍數(shù)精度可調(diào)，具有差動輸入、單端輸出，共模抑制比很

64、高。,適用于大的共模電壓背景下對緩變微弱的差值信號進行放大，常用于熱電偶、應(yīng)變電橋、生物信號等的放大。,市場上測量放大器品種繁多，有通用型如,INAll0,、,INAll4,／,115,、,INAl31,等；有高精度型如,AD522,、,AD524,、,AD624,等；有低噪聲低功耗型如,INAl02,、,INAl03,等及可編程型如,AD526,。下面介紹高精度型單片集成測量放大器,AD522,。,64,ppt課件,測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器。64ppt課件,數(shù)字式溫度計電路,電壓比較器驅(qū)動電壓表，實現(xiàn)數(shù)字化顯示,65,ppt課件,數(shù)字式溫度計電路電壓比較器驅(qū)動電壓表，實現(xiàn)數(shù)字化顯

65、示65pp,積分運算電路,應(yīng)用,:,調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、波形的產(chǎn)生和變換、儀器儀表,66,ppt課件,積分運算電路應(yīng)用:調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、波形的產(chǎn)生和變換、儀器儀表66p,應(yīng)用舉例：,輸入方波，輸出是三角波。,t,u,i,0,t,u,o,0,67,ppt課件,應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo067ppt,積分運算電路在不同輸入情況下的波形,68,ppt課件,積分運算電路在不同輸入情況下的波形68ppt課件,微分運算電路,微分運算電路作用：,三角波,?方波,方波?尖脈沖,正弦波?正弦波　移相－,90,69,ppt課件,微分運算電路微分運算電路作用：69ppt課件,實用微分運算電路,70,ppt課件

66、,實用微分運算電路70ppt課件,PID,調(diào)節(jié)器稱為比例積分微分調(diào)節(jié)器,71,ppt課件,PID調(diào)節(jié)器稱為比例積分微分調(diào)節(jié)器71ppt課件,信號產(chǎn)生電路,在各種電子設(shè)計制作過程中，需要產(chǎn)生各種波形，如矩形波，正弦波，三角波，單脈沖波等。,產(chǎn)生的方法主要利用運算放大器或?qū)Ｓ媚M集成電路，配以少量的外接元件可以構(gòu)成各種類型的信號發(fā)生器。,信號發(fā)生器又可分為正弦波發(fā)生器（又稱為張弛振蕩器）和非正弦波發(fā)生器兩大類。由模擬集成電路構(gòu)成的正弦波發(fā)生器，其工作頻率多是,1MHz,以下，其電路通常由工作于線性狀態(tài)的運算放大器和外接移相選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。選用不同的移相選頻網(wǎng)絡(luò)便構(gòu)成不同類型的正弦波發(fā)生器。,72,ppt課件,信號產(chǎn)生電路在各種電子設(shè)計制作過程中，需要產(chǎn)生各種波形，如,,非正弦波發(fā)生器通常由運放構(gòu)成的滯回比較器（又稱施密特觸發(fā)器）和有源或無源積分電路構(gòu)成。,不同形式的積分電路便構(gòu)成各種不同類型的非正弦波發(fā)生器，如方波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、鋸齒波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)及雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)脈沖發(fā)生器及階梯波發(fā)生器等。,此外，用模擬集成電路構(gòu)成的信號發(fā)生器均需附設(shè)非線性穩(wěn)幅或限幅電路，以確保信號發(fā)生器產(chǎn)生信號的頻