A. OP 放大器
OP 放大可分為正相和負相放大及單VCC 和正負電源
1.OP 之輸出端DC 電壓決定於輸入端,正負電源之中點為0。
2.輸入端分“+” 、“-” 兩個極性。
3.當“+”端輸入時，輸出為同相位﹔
反之“-”端輸入時，輸出為逆相位“。4. 放大倍數由回授係數決定。
OP 之使用
1. 正負電源
正端輸入
輸入
輸出
-VEE
R2
R3
R1
+VCC +-C2
C1
?R1為偏壓電阻
?R2、R3為回授電阻，放大倍數為R2/R3+1?C2為高頻回授電容
?正端輸入其相位是輸入和輸出相同
負端輸入
C1
C2
R1
R2R3
+VCC
-VEE +
-
?R3為偏壓電阻
?R2\R1之比數為放大倍數?負端輸入和輸出相位相反
2. 單電源OP 放大器
放大器
C1
C2
R1
R2R3
VCC
+
-
R4
C3
C4
a.單電源放大器輸出DC 電壓應為? Vcc + 0.3 ~ 0.5 或? Vcc。
輸出電壓決定於偏壓設定，由R3，R4 之比率得到。
例子: Vcc = 12V;R3 & R4 各10k
V = Vcc x
= 12V x = 6V
R4
R3 + R4
10k 10k + 10k
b. C3 為退交連電容，可以維持偏壓之穩定及消除雜波。
c.因是? Vcc 偏壓，所以輸入和輸出都是有同樣DC 存在。在輸入和輸出必須加電容隔離DC 。
d.放大倍數是由R2/R1 來決定。例子：R1 = 1k ΩR2 = 10k Ω∴
= 10k / 1k = 10倍
e.C2 為高頻回授電容。調整容量可調整頻響寬度。
R1
R2
OP 之使用
B 濾波器(Filter)
在AV 產品，主要使用有高通濾波器、低通濾波器和帶通濾波器。
1. 高通濾波器(High-Pass Filter)
顧名思義，此電路主要用於通過較高頻率而衰減較低頻率。
例子：
f
設定為150 Hz，則150 Hz 以上頻率為線性輸出﹔150 Hz 以o
下則被衰減。
衰減量由線路有几級Filter 而定。
dB
f o
f
R = R1 = R2
R3、R4亦可以同R1、R2 阻值C = C1 = C2 =
1
2 Rfc
C1C2
R1
R2
R3
+-R4
In
Out
其動作為通過低頻衰減高頻
2. 低通濾波器(Low-Pass Filter)
12 Rc
C1
R1
R2
R3
+
-fc =
-20dB / decade
單極低通
(One Pole Filter)
12 Rc fc =
-40dB / decade
兩極低通
(Two Pole Filter)
C1
C2
R1
R2
R3
+
-R4
R1 = R2，C1 = C2R3R4
= 放大倍數
3. 帶通濾波器(Band-Pass Filter)
A.Multiple-feedback Band Pass Filter
B.Low-Pass Filter + High-Pass Filter
Multiple-feedback Band Pass Filter
C1C2
R1R2
R3-+
180K
68K
0.012.7K
0.01uF
fo
Multiple-feedback Band Pass Filter
fo =
√
68K + 2.7K
(68x180x2.7)K
12πc =
√
R1 + R3R1R2R3
12π(0.01)= 736Hz
Ao =
R2
2R1
180K 2x68K
== 1.32Q =πfoCR2 = π(736Hz) x 0.01 x 180K = 4.16Bw =
fo Q
736Hz 4.16
== 176.9Hz
Low-Pass Filter + High-Pass Filter
CA1
CB1RA1
RB1
R1
R2
+-CA2
CB2
RA2
RB2
R3
+-R4
Low-Pass Filter + High-Pass Filter
-3dB
0dB
Low-Pass Filter
High-Pass Filter
fo
fc1
fc2
fc1 :
fc2 :
fc :
1
√RA1 x RB1 x CA1 x CB1
2π1
√RA2 x RB2 x CA2 x CB22π√fc1 x fc2
运放电路PCB设计技巧 虽然这里主要针对与高速运算放大器有关的电路，但是这里所讨论的问题和方法对用于大多数其它高速模拟电路的布线是普遍适用的。当运算放大器工作在很高的射频（RF）频段时，电路的性能很大程度上取决于PCB布线。“图纸”上看起来很好的高性能电路设计，如果由于布线时粗心马虎受到影响，最后只能得到普通的性能。在整个布线过程中预先考虑并注意重要的细节会有助于确保预期的电路性能。 原理图 尽管优良的原理图不能保证好的布线，但是好的布线开始于优良的原理图。在绘制原理图时要深思熟虑，并且必须考虑整个电路的信号流向。如果在原理图中从左到右具有正常稳定的信号流，那么在PCB上也应具有同样好的信号流。在原理图上尽可能多给出有用的信息。因为有时候电路设计工程师不在，客户会要求我们帮助解决电路的问题，从事此工作的设计师、技术员和工程师都会非常感激，也包括我们。 除了普通的参考标识符、功耗和误差容限外，原理图中还应该给出哪些信息呢？下面给出一些建议，可以将普通的原理图变成一流的原理图。加入波形、有关外壳的机械信息、印制线长度、空白区；标明哪些元件需要置于PCB上面；给出调整信息、元件取值范围、散热信息、控制阻抗印制线、注释、扼要的电路动作描述……（以及其它）。 谁都别信 如果不是你自己设计布线，一定要留出充裕的时间仔细检查布线人的设计。在这点上很小的预防抵得上一百倍的补救。不要指望布线的人能理解你的想法。在布线设计过程的初期你的意见和指导是最重要的。你能提供的信息越多，并且整个布线过程中你介入的越多，结果得到的PCB就会越好。给布线设计工程师设置一个暂定的完成点——按照你想要的布线进展报告快速检查。这种“闭合环路”方法可以防止布线误入歧途，从而将返工的可能性降至最低。
电子工程师必备基础知识（一） 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 电子工程师必备基础知识（二） 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识（三） 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。 电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正
一设计目的 1.集成运算放大电路当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反 馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系，在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分等模拟运算电路。 2.本课程设计通过Mulitisim编写程序几种运算放大电路仿真程序，通过输入 不同类型与幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证，并利用Protel软件对实现对积累运算放大电路的设计，并最终实现PCB版图形式。二设计工具：计算机，Mulitisim，Protel软件 三设计任务及步骤要求 1)通过Mulitisim编写程序运算放大电路仿真程序，通过输入不同类型与 幅度的波形信号，测量输出波形信号对电路进行验证。输入电压波形可以任意选取，并且可对输入波形的运算进行实时显示，并进行比较； 2)对设计完成的运算放大电路功能验证无误后，通过Protel软件对首先对电 路进行原理图SCH设计，要求：所有运算放大电路在一张原理图上； 输入输出信号需预留接口； 3)设计完成原理图SCH后，利用Protel软件设计完成印制板图PCB，要求：至 少为双层PCB板； 四设计内容 1集成运算放大器放大电路概述
集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。 2集成运放芯片的选取和介绍 由于LM324具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，而本次电子设计实验对精度要求不是非常高,LM324完全满足要求,因此我们这里选用LM 324作为运放元件 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可如图所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图。 3运放电路基本原理及其Mulitisim仿真 3.1．同相比例运放电路
美的家用空调国内事业部设计规范规范编号：QMN-J33.228-2009 电流检测电路设计指引 （发布日期：2009-04-02） 1范围 本设计指引对电流检测电路的电路原理，各器件的参数计算选择，相关技术要求和实际使用中的有关问题进行了阐述。 本设计指引适用于美的家用空调国内事业部的电流检测电路的设计。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 QMN-J52.053 电流互感器（原标准号05.132） 3定义 无 4总述 在空调整机上，常用到电流互感器检测压缩机工作电流，下面根据常用电流检测电路介绍其工作原理及注意事项。 1
美的家用空调国内事业部设计规范规范编号：QMN-J33.228-2009 5电路原理 5.1电路原理图 5.2工作原理简介 在了解电路工作原理之前，首先简单介绍电流互感器CT1的工作原理。电流互感器实际是一个线性变压器。其输入电流（被检测电流）与输出电流跟它的内部线圈匝数成正比关系（均为交流电流量）。这样我们开始叙述电路的工作原理： 假如检测压缩机电流值为Ii，根据电流互感器固定的初级/次级线圈匝数比（常量）C，可确定输出电流（为交流）Io=Ii/C；在选取负载电阻R6（通常为1KΩ、1%）时，其阻值远远小于两分压电阻值。这样，R6的阻值约等于实际的负载电阻值。于是，R6两端的电压Uo=R6*Io=R6*Ii/C；（注：此为交流电压值）。 在经过整流二极管D10半波整流后（由于MCU 的A/D口所需输入电流很小，此处按严格的计算关系），二极管D10的负极与地之间的直流电压V1=1.414/2*Uo=0.707*R6*Ii/C；要减掉二极管上的压降约0.5V。 直流电压V1在分压电阻R14和R13上分压，得出该点的电压值V2=R13/（R13+R14）*V1=R13/（R13+R14）*(0.707*R6*Ii/C-0.5)，这就是最终输入到芯片检测口的压缩机电流参数模拟量（该值仍需通过实验最终确定。电流互感器0057W对应不同分压电阻R14时输入到芯片检测口的电压参数表见附录）。 直流电压V2必须经过电解电容E6平滑波形，成为较平稳的电压模拟量输入到芯片A/D口。钳位二极管D9目的是确保输入到芯片口的模拟量不大于5V，以保证芯片的工作可靠性；电阻R12和电容C8滤除输入量的高频成分，减小其对MCU的影响。 5.3各元器件作用 电流互感器CT1——将要求检测的交流电流转化成电压信号（交流）； 模拟负载电阻R6——主要是为CT1的磁场转化提供一个偏置电阻，保证CT1内部的转化磁场处 于非饱和状态； 2
电流反馈运放电路设计 电流反馈放大器不受基本增益带宽积的限制，随着信号幅度的增加，带宽的损失非常小。因为可以在最小失真的条件下对大信号进行调节，这些放大器在非常高的频率下通常都具有优异的线性度。而电压反馈放大器的带宽随着增益的增加降低，电流反馈放大器在很宽的增益范围上维持其大部分带宽不变。 正因为如此，准确地说，电流反馈运放没有增益带宽积的限制。当然，电流反馈运放也不是无限快，其压摆率(Slew Rate)不受内部偏置电流的限制，但受三极管本身的速度限制。对给定的偏置电流，这就容许不用通常可能影响稳定性的正反馈或其方法来获得较大的压摆率。 那么如何构建这些电路呢？电流反馈运放具有一个与差分对相对的输入缓冲器，该输入缓冲器大多数情况下常常是射极跟随器或其它非常类似的电路。正相输入端具有高阻抗，而缓冲器的输出，即放大器的反相输入具有低阻抗。相比之下，电压反馈放大器的输入都是高阻。 电流反馈运放的输出是电压，并且它与流出或流入运放的反相输入端的电流有关，这由称为互阻抗(transimpedance)的复杂函数Z(s)来表示(图1)。在直流时，互阻抗是一个非常大的数，并且像电压反馈运放一样，它随着频率的增加具有单极点滚降特性。 电流反馈运放灵活性的关键之一是具有可调节的带宽和可调节的稳定性。因为反馈电阻的数值实际上改变放大器的交流环路的动态特性，所以能够影响带宽和稳定性两个方面。加之具有非常高的压摆率和基于反馈电阻的可调节带宽，你可以获得与器件的小信号带宽非常接近的大信号带宽。在甚至更好的情况下，该带宽在很宽的增益范围内大部分都维持不变。而因为具有固有的线性度，你也可以在高频大信号时获得较低的失真。 如何发现最佳的反馈电阻R F 由于放大器的交流特性部分地取决于反馈电阻，这就让我们能够针对每一个特定的应用“量身定制”放大器。降低反馈电阻的数值将提升环路增益。为了保持稳定性和最大的带宽，在低增益时，反馈电阻要设置为较高的数值；随着增益的上升，环路增益自然降低。如果需要高的增益，可以利用较小的反馈电阻来部分地恢复环路增益。 图1：具有Z(s)和反馈电阻的电路示意图
运放设计原理 一、集成电路及其特点 集成电路是利用氧化，光刻，扩散，外延，蒸铝等集成工艺，把晶体管，电阻，导线等集中制作在一小块半导体（硅）基片上，构成一个完整的电路。按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，其中集成电路运算放大器（线性集成电路，以下简称集成运放）是模拟集成电路中应用最广泛的，它实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。 集成电路的特点 1．单个元件精度不高，受温度影响也大，但元器件的性能参数比较一致，对 称性好。适合于组成差动电路。 2．阻值太高或太低的电阻不易制造，在集成电路中管子用得多而电阻用得少。 3．大电容和电感不易制造，多级放大电路都用直接耦合。 4. 在集成电路中，为了不使工艺复杂，尽量采用单一类型的管子，元件种类也 要少所以，集成电路在形式上和分立元件电路相比有很大的差别和特点。常用 二极管和三极管组成的恒流源和电流源代替大的集电极电阻和提供微小的偏量 电流，二极管用三极管的发射结代替 5．在集成电路中，NPN管都做成纵向管，β大；PNP管都做成横向管，β小 而PN结耐压高。NPN管和PNP管无法配对使用。对PNP管，β和（β+1） 差别大，I B往往不能忽略。 二、集成运放电路的组成及各部分的作用 1．组成
2．作用 如图所示，集成运放电路由四部分组成，输入级是一个双端输入的高性能差动放大电阻，要求其R i高，A od大，K CMR大，静态电流小，该级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，所以更新变化最多。中间级的作用是使集成运放具有较强的放大能力，故多采用复合管做放大管，以电流源做集电极负载。输出级要求具有线性范围宽，输出电阻小，非线性失真小等特点。偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点 三、集成运放的电压传输特性 1.符号 同相输入端表示输入电压与输出电压相位相同，若u P >0，则u O >0；u P <0，则u O <0. 反相输入端表示输入电压与输出电压相位相反，若u N >0，则u O <0;反之u N <0，则u O >0. 2.电压的传输特性
1.1 运放的典型设计和应用 1.1.1 运放的典型应用 运放的基本分析方法：虚断，虚短。对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。 运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。 1) 运放在有源滤波中的应用 图5.2 有源滤波 上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯电路，是巴特沃兹电路的一种）。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。 该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。 其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。 滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为 巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑； 切比雪夫，迅速衰减，但通带中有纹波； 贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。 二阶有源低通滤波 电路的画法和截止频率 2) 运放在电压比较器中的应用
图5.3 电压比较 上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。 该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。 将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。 该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。 3) 恒流源电路的设计 如图所示，恒流原理分析过程如下： U5B （上图中下边的运放）为电压跟随器，故V4 V1=; 由运算放大器的虚短原理，对于运放U4A （上图中上边的运放）有： V5 V3=； 而 () 421 2020 V4-Vref V5V R R R ++? =； ()019 1819 0-V2 V3++?=R R R ; 有以上等式组合运算得：Vref V1 V2=- 当参考电压Vref 固定为1.8V 时，电阻R30为3.6Ωk ,电流恒定输出0.5mA 。 该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源，其基本思路就是：所有的电阻都需要采用高精度电阻，且阻值一致，用输入的参考电压（用专门的参考电压芯片）比上阻值，就是获得的输出电流。 但在实际使用中，为了保护恒流源电路，一般会在输出端串一只二极管和一只电阻，这样做的好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路，导致恒流源电路的损坏，二是可以防止外界负载短路时，不至于对恒流源电路造成损坏。
电控设计规范按键和LED复用电路设计指引 1总述 在空调整机上，常常用到按键和LED显示电路，但由于芯片口资源有限，需要按键和LED复用芯片口，下面根据常用按键和LED复用电路介绍其工作原理及注意事项。 2电路原理 2.1电路原理图 2.2工作原理简介 74LS164芯片(以下简称164芯片)：8位串入并出移位寄存器。 如图所示，数码管与LED采用共阳极驱动，164芯片Q0－Q7需输出低电平才能点亮与其对应的数码管字段或LED灯；164芯片输出口作为SEG口输出信号，主芯片口作为COM口, 且数码管和LED 的显示采用COM口逐一点亮，SEG口一次全亮的方式；由于数码管个位、十位和LED等的点亮时序不同，所以他们之间不会相互干扰； 由于数码管与LED显示用了3个COM口，建议按键扫描程序每隔8 ms左右进入一次，连续四次检测到按键输入就确定，如此可消除按键抖动，增强抗干扰； 由于按键扫描频率为8ms，远小于人眼能感知的闪烁频率12ms，因此数码管和LED灯看起来都是没有闪烁的。 2.3各元器件作用 第 1 页
在电路中，164芯片输出口Q0－Q7作为SEG口输出信号，包括数码管、LED显示信号及按键扫描信号； Q1、Q2分别控制数码管个位，十位的显示与否，Q3控制LED的显示与否； 电阻R28,R39,R40确保三极管Q1,Q2,Q3可靠导通与截止； 二极管D2－D9，D20－D26利用其单向导通的特性，起隔离作用，确保按键不相互干扰。 2.4各元器件的选型 该电路中各元器件可选择性较大，出于通用性和标准化考虑，经实际应用验证，各元器件选型标准要求如下： 5.4.1选择三极管Q1, Q2, Q3 一般选取三极管KTC9012 5.4.2选择二极管D2－D9，D20－D26 一般选取二极管1N4148 5.4.3选择电阻R8－R10,R38－R40,R11－R12 一般选取电阻2K,5% 5.4.4选择电阻R33,R34 一般选择电阻10K,5% 5.4.5选择电阻R16－R23 一般选择电阻330欧,5%。 5.5 LED或按键驱动电路的扩展 在实际应用中，如须用到更多的LED或者按键，可采用如下方式进行扩展： 5.5.1 扩展SEG口，可将164芯片换成移位串行输入-输出口更多的芯片，可任意扩展； 5.5.2 扩展COM口，可将主芯片I/O口作为新的COM口成组扩展，但不可任意扩展，否则时序难以错开，最大COM口数量与芯片运算能力有关。 第 2 页
1.1运放的典型设计和应用 1.1.1运放的典型应用 运放的基本分析方法：虚断，虚短。对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。 运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。 1) 运放在有源滤波中的应用 图有源滤波 上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯电路，是巴特沃兹电路的一种）。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。 该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。 其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。 滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为 巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑； 切比雪夫，迅速衰减，但通带中有纹波； 贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
二阶有源低通滤波 电路的画法和截止频率 2) 运放在电压比较器中的应用 R785K1 ACH_BF1 FREN1 U85PS2801-1 1 2 4 3 R273 1K R274 1K C213 22nF FREN1 R292 200K - + U87B LM393DR2G 5 6 7 R275 1K 图电压比较 上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。 该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。 将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。 该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。 3) 恒流源电路的设计 如图所示，恒流原理分析过程如下： U5B（上图中下边的运放）为电压跟随器，故V4 V1=; 由运算放大器的虚短原理，对于运放U4A（上图中上边的运放）有：V5 V3=；
基本运算放大器电路设计
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武汉理工大学 开放性实验报告 （A类） 项目名称：基本运算放大器电路设计实验室名称：创新实验室 学生姓名：**
创新实验项目报告书 实验名称基本运算放大器电路设计日期2018.1.14 姓名** 专业电子信息工程 一、实验目的（详细指明输入输出） 1、采用LM324集成运放完成反相放大器与加法器设计 2、电源为单5V供电，输入输出阻抗均为50Ω，测试负载为50Ω输出误差 不大于5% 3、输入正弦信号峰峰值V1≤50mV,V2=1V，输出为-10V1+V2. 二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）(不超过1页) 通过使用LM324来设计反相放大器和加法器，因为每一个芯片内都有4个运放，所以我们就是使用其内部的运放来连接成运算放大器电路。 我们采用两个芯片串联的方式进行芯片的级联。对于反相放大器，输出电压Vo=-Rf/R1*Vi；对于同相加法器，Vo=(Rf/R1*Vi1+Rf/R2*Vi2)。 由于对该运放使用单电源5V供电，故需要对整个电路的共地端进行 2.5V 的直流偏置。为实现2.5V的共地端，在这里采用了电压跟随器的运放模型。2.5V 的分压点用两个相同100k的电阻进行分压，并根据经验选取了一个10uF的极性电容并联在2.5V分压点处，起滤除电源噪声的作用。最终由电压跟随器输出端作为后面电路的共地端。同样为使反相放大器能够放大10倍，有-Rf/R1=-10,即Rf=10R1,可取R1=10kΩ，Rf=100kΩ，则R2=R1//Rf。对于加法器，有R1=R2=Rf,均取为100kΩ，则R=100kΩ。
超声波电路设计指导 1．超声波发射电路 τ 图1 发射电路 T IRFP840 耐压500V以上，额定功率10W以上的场效应管 U1 IR4426 电源电压用12V 注1：若使用IR4427，当注意其输入输出波形不反相，故须正 脉冲输入。 注2：U1极忌长时间导通。在U1与T之间可以插入限流电 阻保护U1，电阻不宜大，否则输出脉冲边沿会变得过缓；在 正常工作状态，U1只在极短时内导通，即使无限流电阻也不 致损坏。 R1 50K~1MΩ电阻取值与两次发射的最小间隔时间有关，间隔越长则回路充 放电时间可越长，R1可以越大。 建议设法取1MΩ，以便减小250V电源的输出电流。 C1 1000pF/1000V 高压瓷片电容 RL 510Ω 简要工作原理如下： 当T截止时，250V电压源通过R1和RL向C1充电。一般认为，持续充电时间大于5倍的回路充放电常数，则C1两端电压能基本达到250V，为驱动超声波发射做好准备。 当T瞬时导通，T、C1和RL构成放电回路。超声波传感器的阻抗约为50Ω，故C1中的电荷被快速释放，在超声波传感器上形成一个负向冲击脉冲，脉冲宽度约为0.5~1.5us。
图2 超声波传感器上信号波形示意2．超声波接收电路 限幅限幅放大检波后级放大比较 或1N60 图3 接收电路 图3中： （1）R1、R2取值一般为100~300Ω，与后级放大器输入阻抗大小有关。 （2）Ci不宜太大，否则超声波发射后电路会有一段时间无法正常接收回波信号，故一般可小于0.1uF； 也不宜太小，否则信号损耗会比较大。 （3）通路上放大器的总增益应大于50dB，大于60dB则更佳。 （4）检波电路时间常数的选取要得当，太大则造成包络展宽，太小则单个回波脉冲会被检测成多个脉冲。可根据超声波工作频率确定，并通过观测检波输出波形加以矫正。 3．脉冲间隔测量电路 请参考并分析ultrasonic.ddb中图纸。 4．声波传导耦合剂 实验中，使用超声波传感器探头探测实验样块。样块与探头的接触面、多个样块层叠时样块之间的接触面，可能因不平整而有空气间隙，影响声波传导，带来较严重的界面衰耗，故建议实验中使用清水在接触面涂抹填充，作为耦合剂，并压实接触面，减小声波传导损耗。 有些同学选择将样块完全浸没在一个盛水容器中。这种做法当十分小心操作，防止将探头完全浸没造成损毁！探头的前部为密封构造，故可局部浸入水中，但后部并不密封。 医学B超常用凡士林作耦合剂，若有条件使用，则效果或许更理想。
运算放大器设计 电子竞赛初赛设计方案姓名：刘俊贤学号：班级： 2019301951 08031301 实验一：用集成运放设计一个能实现V0=-(4Vi1+3Vi2+2Vi3) 的加法电路 一．实验要求 用集成运放设计一个能实现V0=-(4Vi1+3Vi2+2Vi3)的加法电路。设计步骤： （1）根据已知条件，确定电路方案，计算并选取各电路元件参数； （2）在输出波形不失真的情况下，测量输入、输出波形的幅度，使之满足设计要求 二．实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大器件。当外界接入线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 在大多数情况下，将运放看成是理想的，有以下三条基本结论: （1）开环电压增益Av=∞。 （2）运算放大器的两个输入端电压近似相等，即V+ = V-，成为虚短。（3）运算放大器同相和反相两个输入端电流可视为0，成为虚断。 三．实验分析设计 题目要求设计能实现 V0=-(4Vi1+3Vi2+2Vi3) U0Ui .. 的加法电路，分析得： （1）输出与输入反相，则采用反相加法运算电路。（2）由基本反相比例放大器的增益公式Auf= =- RfR1
可进一步推出反相加法 运算公式u=-(Rfu+Rfu+Rfu)，则Rf=4 Rf=3 Rf=2，所以设计 0i1i2i3 R1R2R3R1R2R3 Rf=120kΩ,R1=30kΩ,R2=40kΩ,R3=60kΩ （3）Vi1=100mV,Vi2=200mV,Vi3=300mV,三者频率都为1kHz的正弦信号，使输出波形不失真，观察并记录结果。反相加法运算电路如下图所示： 四、仿真结果 理论计算（峰值）： u0=-(4*100+3*200+2*300)=1600mV 实验测得（峰值）： ' u0=1.590V ' u0≈u0 所以该设计较合理。 实验二 RC文氏桥振荡器输出正弦波 一、实验要求 根据文氏电桥振荡电路原理，设计一个正弦波发生器电路。设计任务： (1) 输出正弦波的振荡频率为1KHZ； (2) 振荡频率的测量值与理论值的相对误差 二、实验原理 文氏电桥振荡电路又称RC串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路中加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构
运放内部电路结构涉及知识点讲解 专栏介绍本课程为运放专题讲解，重点讲解了运放的内部电路结构，帮助深入理解运放的工作原理。运放是设计使用非常频繁且非常重要器件，通常在信号放大，电流采样电路里常见，对于初学者经常感到困惑，所以掌握好能够帮助你很好的分析电路，使你在处理信号电路设计时得心应手，本课程会通过空气净化器项目来带领大家一起学习，让大家快速的成长为一名有经验的能够独立做项目的研发工程师或高级工程师 涉及知识点： 1、什么叫推挽电路？什么叫射极输出？推挽电路为什么能实现电压跟随，电流放大？为什么推挽电路不会出现串红现象？ 2、什么叫运算放大器？为什么说运放在电路设计中有着极其重要的作用。 3、详细讲解运算放大器内部三大结构。 4、详细讲解三极管放大电路，什么叫三极管的Q点，以及Q点如何设置，以及由此引出的直流偏置电路，什么叫交流耦合，交流信号如何传递耦合，输出极性如何？ 5、什么叫差分输入？为什么要引入差分输入，如何提高差分信号的放大能力？ 6、什么叫共模干扰？如何抑制共模干扰？ 7、什么叫反馈，负反馈，反馈的重要作用，详细讲解运放为什么引入深度负反馈才能工作在放大区。为什么说运放的反馈网络是工作稳定的？ 8、详细讲解运放的四种构成形态，电压串联，电压并联，电流串联，电流并联，以及如何判断？ 9、详细讲解为什么引入深度负反馈后的运放有着“虚短”和“虚断”的两个重要特征。 10、如何设计运放放大电路，如何根据“虚短”和“虚断”计算放大倍数。 受众群体有哪些？ 1、如果你还是学生，正厌倦于枯燥的课堂理论课程，想得到电子技术研发的实战经验； 2、如果你即将毕业或已经毕业，想积累一些设计研发经验凭此在激烈竞争的就业大军中脱颖而出，找到一份属于自己理想的高薪工作；
电子技术基础课程设计 （I） (基础训练部分) 张淑琴编撰 于枫校审 吉林大学电子信息工程2007年 9月
第一篇课程设计的基础知识 电子技术基础课程设计包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等教 学环节。本篇介绍课程设计的有关知识。 l-l 电子电路的设计方法 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择， 然后对方案中的各部分进行单元电路的设计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一 起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一、明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性 08、指标、内容及要求，以便明确 系统应完成的任务。 二、方案选择
这一步的工作要求是，把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各 单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务、要求和条件，完 成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理、可靠、 经济、功能齐全、技术先进。并且对方案要不断进行可行性和优缺点的分析；最后设计出一 个完整框图。框图必须正确反映系统应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基 本组成和相互关系。 三、单元电路的设计、参数计算和器件选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计、参数计算和器 件选择。 1．单元电路设计 单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整体设
计水平。
每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前 后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿成熟的先进的电路，也可以 进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电 路间也要互相配合，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2．参数计算 (1) 元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求； (2) 元器件的极限参数必须留有足够裕量，一般应大于额定值的 1．5倍； (3) 电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3．器件选择 (1) 阻容元件的选择：电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同 1
电控设计规范三相检测电路设计指引 1.1三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统。 1.2相电压：火线对零线的电压。 1.3线电压：火线与火线间的电压。 2总述 在三相空调室外机上，常用到三相检测电路来检测三相电的相序和缺相，以达到保护压缩机的目的。下面介绍其工作原理及注意事项。 3电路原理 3.1电路原理图 图1 3.2工作原理简介 3.2.1在了解电路工作原理之前，首先简单介绍三相交流电的知识。 所谓三相交流电是指由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统。如图2所示：
图2 其三角函数表示为： 三相交流电有星型（Y）和三角形（Δ）两种接法，如图3所示： a星型接法b三角形接法 图3 星型接法采用三相四线制，有一根公共的零线；线电压是380VAC，相电压是220VAC，因此可以提供380VAC和220VAC电压，适用于三相负载平衡和不平衡的场合。目前市电是采用三相四线制的供电方式，本标准只适用于该接线方式。 三角形接法采用三相三线制，没有公共零线；只能提供380VAC线电压，一般用于三相平衡的场合。有些船舶等环境下使用，本标准不适用于该接线方式。 3.2.2从原理图1可以看到，需检测的电源是采用三相四线制方式，每一相的电压（A、B、C相和零线之间电压，220VAC）通过4007二极管和68K大功率电阻加到PC817光耦上，在正半周期光耦导通，负半周期则光耦截止；由于光耦输出端有上拉电阻，故光耦导通时芯片检测到低电平，光耦截止时芯片检测到高电平。A、B、C三相电的相差是120o，芯片检
使用双电源的运放交流放大电路 为了使运放在零输入时零输出，运放的内部电路是按使用双电源的要求来设计的。运放交流放大电路采用 双电源供电，可以增大动态范围。 1．1．1 双电源同相输入式交流放大电路 图1是使用双电源的同相输入式交流放大电路。两组电源电压VCC和VEE相等。C1和C2为输入和输出耦合电容；R1使运放同相输入端形成直流通路，内部的差分管得到必要的输入偏置电流；RF引入直流和交流负反馈，并使集成运放反相输入端形成直流通路，内部的差分管得到必要的输入偏置电流；由于C隔直流，使直流形成全反馈，交流通过R和C分流，形成交流部分反馈，为电压串联负反馈。引入直流全反馈和交流部分反馈后，可在交流电压增益较大时，仍能够使直流电压增益很小(为1倍)，从而避免输入失 调电流造成运放的饱和。 无信号输入时，运放输出端的电压V0≈0V，交流放大电路的输出电压U0=0V；交流信号输入时，运放输出端的电压V0在-VEE～+VCC之间变化，通过C2输出放大的交流信号，输出电压uo的幅值近似为VCC(V CC=VEE)。引入深度电压串联负反馈后，放大电路的电压增益为放大电路输入电阻Ri=R1／／γif。γif是运放引入串联负反馈后的闭环输入电阻。γif很大，所以Ri=R1／γif≈R1；放大电路的输出电阻R0=γof≈0，γof是运放引入电压负反馈后的闭环输出电阻，rof很小。 1．1．2 双电源反相输入式交流放大电路 图2是使用双电源的反相输入式交流放大电路。两组电源电压VCC和VEE相等。RF引入直流和交流负反馈，C1隔直流，使直流形成全反馈，交流通过R和C1分流，形成交流部分反馈，为电压并联负反馈。为了减小运放输入偏置电流造成的零点漂移，可以选择R1=RF。引入深度电压并联负反馈后，放大电路的电 压增益为因为运放反相输入端"虚地"，所以放大电路的输入电阻Ri≈R；放大电 路的输出电R0=r0f≈0。
电控设计规范 NCP1001PG 开关电源电路设计指引 （发布日期：2005-10-7） 1范围 本设计指引对美的变频空调室外机电控板应用的NCP1001PG 开关电源的基本原理，硬件电路的参数计算选择，相关技术要求和应用的有关问题进行了阐述。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB4706.1-2005 家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求 GB4706.32-2004 家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求 QJ/MK02.008-2003 空调器电子控制器 3定义 3.1脉冲宽度调制方式 Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制方式，简称脉宽调制（缩写为PWM）方式。其特点是固定开关频率，通过改变脉冲宽度来调节占空比。目前，集成开关电源大多采用PWM方式。 4安森美NCP1001PG 开关电源方案简介 4.1安森美主芯片NCP1001P基本简况 主芯片NCP1001P内置集成700V高耐压开关管，采用PWM控制方式，固定100KHZ开关频率,外围器件少，设计简单的单芯片开关电源方案。整流二极管建议使用超快恢复型MUR220 (2A/200V)、MUR120(1A/200V)，可降低省耗，提高转换效率，减少噪声。（附表为主要参数）
4.2主要特征 a.宽电源输入电压范围85Vac-265Vac。 b.电源转换效率高，满载时可到达75％。 c.多路电压输出，电压稳定性好。 d.有输出过功率保护max30w和短路保护自恢复功能。 e.有输出过压保护自恢复功能（如反馈回路器件失效）。 f.有内置过热迟滞（30°自恢复保护（IC结温超过140°） g.低功待机小于0·5w 4.3安森美开关电源方案优、缺点 优点： a、外围器件少，设计调试简单。 b、该芯片相似TOP 系列，PCB布线不很严格，技术应用成熟。 c、技术支持力量较强，时间及时。 e、主程序芯片任意负载电流情况可进入睡眠状态。 f、其它空调公司有应用（如海信NCP1200） 缺点： a、过载能力设计保守，为1．25倍。 4.4美的应用的NCP1001PG 开关电源方案技术参数设计 a、输入电压：AC85V－265V
《电力系统分析》课程设计指导书 课程设计的目的 电力系统分析课程设计是学完《电力系统分析》课程后的一次综合性练习。教学目的在于通过对地区电网的设计，巩固和运用前面所学到的基础理论知识，掌握电力系统设计的一般原则和方法，培养分析问题和解决问题的能力。电力系统分析课程设计要求完成一个比较完整的电力网的初步设计。在设计过程中，要考虑到各方面的相互关系和相互影响，综合地运用课程中所学到的知识，进行独立思考。 课程设计的基本要求 ·熟悉电力网初步设计的有关技术规程，树立安全、可靠和经济的观点。 ·掌握电力网初步设计的基本方法和内容 ·熟悉电力网正常运行的基本计算。 ·学习工程设计说明书的撰写。 课程设计内容 ·课程设计题目： 地区电力网设计 ·课程设计的原始资料：（附录A） 1、发电厂及变电所的地理位置图； 2、各变电所及发电厂负荷的最大有功功率、年最大有功功率、年最大负荷利用小时数、功率因数、变压器二次侧电压和调压要求及供电可靠性要求。 3、各发电厂的装机台数、单机容量、型号及功率因数等。 4、地区最热月平均空气温度等。 ·课程设计的基本内容： 1、功率平衡计算 功率平衡计算，包括有功功率平衡和无功功率平衡两部分； （1）有功功率平衡 为了维持频率的稳定，满足用户对功率的要求，电力系统装设的发电机额定容量必须大于当前的最大负荷。因此必须进行最大负荷时有功功率平衡计算，以
校验系统备用容量是否符合要求。 有功功率负荷按下式计算： ·用电负荷 ∑==n i i LD P K P 1max 1 ·供电负荷 LD g P K P 2 11 -= ·发电负荷 )(11 3 y g f P P K P +-= 式中 ∑=n i i P 1 max —n 个变电所最大负荷之和； 1K —同时率 2K —网损率 3K —厂用电率 y P —发电厂的机压负荷 同时率1K 的大小与电力用户的多少、各用户的用电特点等有关，一般应根据实际统计资料确定。当无实际统计资料时，可参考附表B —1的同时率1K 。 网损率2K 以供电负荷的百分数表示，一般为%10~%5。 厂用电率3K 以厂用电负荷占发电负荷的百分数表示，通常发电厂厂用电率如附表B —2所示。 为保证系统的频率稳定和供电可靠性，系统内的总装机容量应大于发电负荷，即系统中应有足够的备用容量。按规定，系统的总备用不得低于系统最发电负荷的20%，即系统的总装机容量，应大于或等于发电负荷的1.2倍，即 f G P P 2.1≥∑ （2）无功功率平衡 电力系统的无功功率平衡，是系统电压质量得根本保证。对系统作无功功率平衡计算的主要目的，在于初步估计系统中发电机的容量是否能够满足系统最大
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所收获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80dB 以上。而运放的输出电压是有限的，一般在10V～14V。因此运放的差模输入电压不足1mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。 好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。