模擬電路設(shè)計(jì)-劉華章

1、歡迎大家,參加電子競(jìng)賽研討,電子競(jìng)賽知識(shí)準(zhǔn)備模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì),1、模擬低頻電路設(shè)計(jì),2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,重?cái)?shù)字輕模擬，或者說(shuō)怕模擬,重低頻怕高頻,引言,所謂模擬系統(tǒng)通常是指信號(hào)源、信號(hào)處理與變換、傳輸、驅(qū)動(dòng)及控制等主要單元基本上由模擬電路組成的系統(tǒng)，它更多的表現(xiàn)為某一復(fù)雜系統(tǒng)的子系統(tǒng)，如功率放大、信號(hào)調(diào)理等。,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì),波形發(fā)生器是一種典型的信號(hào)源，其核心部分是信號(hào)產(chǎn)生單元，產(chǎn)生的信號(hào)通常有正弦波、脈沖波、三角波及調(diào)制波等。它們可由分立元件、集成運(yùn)放、數(shù)字集成電路、專用單片集成電路及單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)產(chǎn)生單元,1、模擬低頻電

2、路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)產(chǎn)生單元,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)變換單元,精密電壓電流變換器XTRll0 XTRll0是一種精密電壓電流變換器。它可將0-5V或110V電壓信號(hào)變換成420mA、020mA和525mA電流輸出。芯片上的精密電阻網(wǎng)絡(luò)提供了輸入比例和電流偏移，它廣泛應(yīng)用于壓力、溫度等信號(hào)變送、工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域。,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)變換單元,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)控制單元,頻率解碼電路 在通信系統(tǒng)中，常常需要對(duì)某一特定頻率進(jìn)行監(jiān)視，即當(dāng)存在這一特定頻率信號(hào)輸入時(shí)，該電路的輸出為某一邏輯電平(如邏輯0)；當(dāng)不存在這一特定頻率信號(hào)輸入時(shí)，該電路則輸出另一邏輯電平(如邏輯1)

3、。通常稱完成這一功能的電路為頻率解碼器。用音頻解碼鎖相環(huán)集成電路NE567可以十分方便地實(shí)現(xiàn)上述頻率解碼功能。,窄帶頻率檢測(cè)器,1、模擬低頻電路設(shè)計(jì) 模擬信號(hào)控制單元,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),從低頻電路到高頻電路的分析方法是從集中參數(shù)向分布參數(shù)發(fā)展。,高頻電路是包含非線性器件的電路。非線性器件往往具有復(fù)雜的物理特性。例如，實(shí)際的晶體二極管不僅具有非線性電阻特性，還具有因勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容引起的非線性電容特性。因此，分析高頻電路的響應(yīng)特性時(shí)，必須求解非線性方程。,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),高頻電路能夠?qū)崿F(xiàn)的功能及所采用的電路形式遠(yuǎn)比線性電子電路多，在分析非線性器件對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)時(shí)，不能采用線性器件中

4、的疊加原理。非線性電子電路可以實(shí)現(xiàn)頻率加、減等更多的電路功能。利用電子器件的非線性可以完成振蕩、頻率變換等功能。,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),調(diào)幅方式的無(wú)線電發(fā)射機(jī)的組成方框圖,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),調(diào)幅方式的無(wú)線電接收機(jī)組成方框圖,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),小信號(hào)調(diào)諧放大器 主要性能指標(biāo)(6個(gè))： 諧振增益， 通頻帶， 抑制比，矩形系數(shù)， 穩(wěn)定性， 噪聲系數(shù)。,調(diào)諧功率放大器主要技術(shù)指標(biāo)（5個(gè)）：輸出功率、功率增益、工作效率、通頻帶及諧波抑制度等,正弦波振蕩器主要技術(shù)指標(biāo)（2個(gè)）：振蕩頻率準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。,重要指標(biāo)30個(gè)以上,2、模擬高頻電路設(shè)計(jì),振幅檢波電路的指標(biāo)（3個(gè)）：電壓傳輸系數(shù)（檢波效率），

5、輸入電阻，非線性失真。,調(diào)頻電路性能指標(biāo)（4個(gè)）：調(diào)頻靈敏度，非線性失真系數(shù)，中心頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。,調(diào)幅電路性能指標(biāo)(3個(gè))：調(diào)幅系數(shù)，頻譜寬度，調(diào)制功率。,調(diào)頻解調(diào)電路性能指標(biāo)：鑒頻特性，,混頻 電路指標(biāo)（5個(gè)）：混頻增益，噪聲系數(shù)，混頻失真，隔離度，1dB壓縮電平。,(1) 模擬系統(tǒng)不僅應(yīng)滿足一般的功能、指標(biāo)要求，尤其應(yīng)注意技術(shù)指標(biāo)的精度及穩(wěn)定性，應(yīng)充分考慮元器件溫度特性、電源電壓波動(dòng)、負(fù)載變化及干擾等因素的影響。不僅要注意各功能單元的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)指標(biāo)及其穩(wěn)定性，尤其要注意組成系統(tǒng)后各單元之間的耦合形式、反饋類型、負(fù)載效應(yīng)及電源內(nèi)阻、地線電阻等對(duì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響。,3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的

6、問(wèn)題,(2) 應(yīng)十分重視級(jí)間阻抗匹配問(wèn)題。例如一個(gè)多級(jí)放大器，其輸入級(jí)與信號(hào)源之間的阻抗匹配有利于提高信噪比；中間級(jí)之間的阻抗匹配，有利于提高開(kāi)環(huán)增益；輸出級(jí)與負(fù)載之間的阻抗匹配有利于提高輸出功率和效率等。,3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,(3) 元器件選擇方面應(yīng)注意參數(shù)的分散性及其溫度的影響。在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的前提下，應(yīng)盡量選擇來(lái)源廣泛的通用型元器件。 (4) 模擬系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最大難點(diǎn)是安裝與調(diào)試。通常遵循的原則是先單元后系統(tǒng)、先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)、先粗調(diào)后細(xì)調(diào)。,3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,（1）在提高寬帶放大器的增益或帶寬時(shí)反映出的增益帶寬積的概念； （2）做射頻功放時(shí)反映出提高輸出功率與效率的問(wèn)題；,在測(cè)試與評(píng)審過(guò)程中，同學(xué)存在問(wèn)題。,3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,（3）在做頻響特性顯示和簡(jiǎn)易存儲(chǔ)示波器反映出對(duì)示波器原理特別對(duì)觸發(fā)概念的理解與運(yùn)用； （4）在接收機(jī)中對(duì)自動(dòng)增益控制，鏡像頻率、信噪比等概念的理解； （5）在自動(dòng)控制中調(diào)節(jié)時(shí)間和上升時(shí)間概念的區(qū)別；,3、模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題,（6）對(duì)阻抗概念的運(yùn)用，像對(duì)信號(hào)源與電源內(nèi)阻對(duì)系統(tǒng)的影響，輸出阻抗對(duì)負(fù)載能力的影響等等。 （7）用微處理或集成器件控制電機(jī)或機(jī)床等強(qiáng)電設(shè)備時(shí)，很少考慮抗干擾措施； （8）便攜式系統(tǒng)中不