頻率特性響應(yīng)

1、頻率特性響應(yīng)1第1頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四頻率特性分析圖 2第2頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四傳輸特性分析 傳輸特性分析是用來分析半導(dǎo)體器件如三極管的傳輸特性的工具。如圖所示是三極管的傳輸特性曲線IB的變化間隔是20uA，電壓6伏時(shí)，IC變化2mA電流放大倍數(shù)是100，曲線非常平直，飽和壓降0.4伏，可見是一個(gè)比較理想管子。3第3頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四三極管傳輸特性圖 4第4頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四微處理器的仿真 能夠?qū)ξ⑻幚砥鬟M(jìn)行仿真是PROTEUS系統(tǒng)的最突出的特點(diǎn)。

2、在這個(gè)系統(tǒng)中可以通過仿真方式在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行各種微處理器的指令，與所連接的接口電路同時(shí)仿真實(shí)現(xiàn)對電路的快速調(diào)試。對微處理器程序的處理分以下幾個(gè)步驟：5第5頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四1 添加程序打開主菜單的Source 其中有添加刪除程序、選擇代碼生成工具、設(shè)置外部文本編輯器、建立所有文件的四個(gè)選項(xiàng)，其中前三項(xiàng)都彈出一個(gè)對話框。主菜單添加/刪除源文件選擇代碼生成工具選擇外部源文件編輯器建立所有文件選擇的源文件名 6第6頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四添加源文件窗口 源文件代碼生成工具7第7頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四

3、添加刪除程序 選擇與被調(diào)試電路對應(yīng)的程序文本文件（.ASM）。設(shè)置外部文本編輯器：是為了選擇匯編語言的編輯工具，系統(tǒng)隱含的是PROTEUS系統(tǒng)自帶的一個(gè)工具（SRCEDIT.EXE）。如果不喜歡可以修改，通過瀏覽按鈕找到自己喜歡使用的文本編輯器工具。8第8頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四選擇代碼生成工具窗口 9第9頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四定義代碼編譯工具根據(jù)微處理器的語言類型不同選擇合適的編譯系統(tǒng)，當(dāng)按下建立所有的選項(xiàng)時(shí)利用這個(gè)工具將匯編語言文本文件翻譯成機(jī)器代碼（.HEX）文件。如果不使用改系統(tǒng)提供的編譯、編輯工具可以在定義代碼編譯工具

4、的對話窗口中將左下角的選項(xiàng)選中，取消自動建立規(guī)則。10第10頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四2、編譯程序如果使用系統(tǒng)提供的編輯、編譯工具，當(dāng)添加文件后在Source菜單下就會出現(xiàn)所選擇的文件名，點(diǎn)擊文件名就會打開編輯器，提供文件修改功能，完成修改后，選擇建立所以的選項(xiàng)，如果文件無錯(cuò)誤就產(chǎn)生了.HEX文件。如果設(shè)置成不使用系統(tǒng)提供的工具后Source下的所有功能將不需要。11第11頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四添加和執(zhí)行程序鼠標(biāo)移動到要選中器件上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，器件變成紅色表示被選中，再點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵彈出如下對話框。在程序文件下選擇微處理器所需要的程

5、序文件（.HEX），選擇合適的工作頻率即可確認(rèn)。點(diǎn)擊編輯窗下邊的仿真按鈕程序便可執(zhí)行了?；蛘哌x擇調(diào)試菜單Debug下的執(zhí)行功能即可執(zhí)行。12第12頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四單片機(jī)添加程序窗口 13第13頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四數(shù)字鐘程序執(zhí)行結(jié)果 14第14頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四觀察MCU內(nèi)部狀態(tài) 在程序執(zhí)行后，點(diǎn)擊暫停按鈕，打開Debug菜單，下邊出現(xiàn)幾個(gè)窗口選項(xiàng)。在對應(yīng)項(xiàng)前點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可彈出此窗口，方便程序的調(diào)試。在調(diào)試菜單下的指定執(zhí)行時(shí)間，可以彈出窗口設(shè)置每次單步執(zhí)行的時(shí)間。彈出的監(jiān)視窗口的字

6、體比較小，如果不喜歡，在彈出窗口點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵再彈出選擇項(xiàng)，可以修改顯示字符的大小和顏色 15第15頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四CPU特殊功能寄存器狀態(tài) 16第16頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器狀態(tài) 17第17頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四電子電路設(shè)計(jì)仿真測試課件 二音響放大器設(shè)計(jì)18第18頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四教學(xué)目的1、了解音響放大器的基本組成和工作原理，熟悉電路的設(shè)計(jì)過程。2、掌握功率放大器的主要指標(biāo)和設(shè)計(jì)與測試方法，3、掌握電路設(shè)計(jì)和仿真軟件的使用。4、學(xué)習(xí)印刷

7、電路板（PCB板）的設(shè)計(jì)。19第19頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四1 音響放大器的組成音響放大器的組成如圖所示，包括：音頻信號放大器，音調(diào)混響控制器，功率放大三個(gè)組成部分。聲電轉(zhuǎn)換音頻放大器音調(diào)混響控制器功率放大器電聲轉(zhuǎn)換20第20頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四工作原理聲音是20Hz20KHz的振動波，要將聲音信號放大必須先將聲音轉(zhuǎn)換成電信號，聲音到電信號的轉(zhuǎn)換通常用磁電式話筒或駐極體話筒來完成，輸出的信號只有幾毫伏到幾十毫伏。音頻信號放大器將話筒輸出的電信號放大到幾伏到十幾伏。必須對20Hz20KHz的電信號都能夠均勻放大，不產(chǎn)生幅度失真和

8、頻率失真。音調(diào)控制電路的作用是對音頻信號進(jìn)行高音和低音提升和壓低，達(dá)到不同的聽覺效果。高低音分別控制，可以達(dá)到高音、低音同時(shí)提升和壓低的效果。復(fù)雜的系統(tǒng)將音頻范圍設(shè)分為若干個(gè)頻段由多個(gè)電位器對各個(gè)頻段分別控制。混響是用電子技術(shù)制造回聲效果的電路，原理是將輸出信號或輸入信號取樣、延遲、和后序聲音疊加，從而產(chǎn)生回聲效果，本設(shè)計(jì)中不考慮 。21第21頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求用運(yùn)算放大器和三級管設(shè)計(jì)一個(gè)音響放大器，要求：1、輸入靈敏度小于100mV，頻率響應(yīng)20Hz20KHz之間。2、具有音調(diào)控制功能，高音和低音分別控制，提升和壓縮大于20dB，提升時(shí)

9、1KHz的信號增益保持基本不變。3、輸出功率大于1W。22第22頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四音頻放大電路設(shè)計(jì)采用運(yùn)算放大器完成音頻放大電路的設(shè)計(jì)，設(shè)輸入信號幅度100mV，輸出信號幅度5伏，則放大倍數(shù)應(yīng)該大于50倍，工作電源選擇單12V供電。為了增加輸入阻抗采用同相放大，仿真結(jié)果表明單級運(yùn)算放大器當(dāng)增益達(dá)到50倍后由于反饋深度不夠，高頻通頻帶達(dá)不到要求，所以采用兩級放大電路，RF1取10K、 RF2取20K，1R2、1R5取2K實(shí)際增益為61166倍 23第23頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四3.1 音頻放大電路24第24頁，共63頁，202

10、2年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四音頻放大電路頻率特性25第25頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸入電阻的測量方法輸入阻抗是反映電路輸入特性的重要參數(shù)，可以通過在信號源和電路輸入端串入電阻Rs來測量。保持輸入信號幅度不變，頻率在通頻帶內(nèi)（如1KHz），測量Rs上的電壓Vs和輸入電壓Vi計(jì)算出輸入電阻Ri。Ri=（Vi/Vs）Rs 26第26頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸入阻抗測量ViVs/2 Vs5格20=100mVRs10K 輸入阻抗10K27第27頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四3.2 音調(diào)控制電路要求采用雙電位

11、器控制，高音電位器中間，低音電位器中間，0dB高音電位器置左端，高音提升20dB高音電位器置右端，高音壓低20dB低音電位器置左端，低音提升20dB低音電位器置右端，低音壓低20dB1KHz保持0dB基本不變。28第28頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四音調(diào)控制電路29第29頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四設(shè)計(jì)分析采用雙電位器音調(diào)控制電路，一個(gè)電位器控制高音，一個(gè)控制低音，要求提升和壓低大于20dB，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1KHz左右。2R1 RV1 2R2 2C4 2C5的值決定低頻2C2、2C3、RV2的值決定高頻特性；低頻端2R1決定高增益，2R2決定低增

12、益高頻端2C2決定高增益、2C3決定低增益2R3、2R4決定高頻和低頻的比例 30第30頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四頻率特性測試平坦通頻帶特性測試高音提升與壓低測試低音提升與壓低測試高音、低音壓低測試高音、低音提升測試高音壓低、低音提升測試高音提升、低音壓低測試31第31頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四高音低音中間時(shí)的特性32第32頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四低音保持高音壓低特性33第33頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四低音提升高音壓低34第34頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58

13、分，星期四高音提升低音提升35第35頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四低音壓低高音提升36第36頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四高音壓低低音壓低37第37頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四3.3 功率放大器設(shè)計(jì)功率放大器的組成有以下三種形式變壓器耦合輸出電路無變壓器耦合輸出電路OTL無電容耦合輸出電路OCL38第38頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四功率放大器的主要指標(biāo)輸入輸出阻抗放大倍數(shù)（增益）頻率響應(yīng)輸出功率和效率39第39頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四功率放大器電路40第4

14、0頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四頻率響應(yīng)的測量改變輸入信號頻率，保持幅度不變，測量有負(fù)載輸出信號幅度。繪制出輸出幅度與輸入信號頻率之間的關(guān)系曲線（幅頻特性曲線），當(dāng)頻率降低輸出幅度降低到最大值的0.707倍時(shí)所對應(yīng)的頻率即時(shí)fL，當(dāng)頻率升高輸出幅度降低到最大值的0.707倍時(shí)所對應(yīng)的頻率即時(shí)fH，fL到fH之間稱為通頻帶。采用Proteus仿真有專門測量工具。包括以下步驟：a添加測試探針，b添加頻率特性測試圖，c設(shè)置測試參數(shù)，d運(yùn)行測量，e結(jié)果分析41第41頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸出電阻的測量可以通過接入不同的負(fù)載電阻測量輸出電壓來計(jì)

15、算，也可以通過有負(fù)載和無負(fù)載的增益來計(jì)算。保持輸入信號幅度不變，頻率在通頻帶內(nèi)（如1KHz），不失真，測量無負(fù)載的輸出幅度和有負(fù)載的輸出幅度計(jì)算輸出電阻。Ro=(Vo-VoL)RL/VoL Vo 是空載輸出電壓，VoL是有負(fù)載輸出電壓，RL是負(fù)載電阻。Ro (Av-AvL)RL/AvL Av無負(fù)載的放大倍數(shù)，AvL有負(fù)載放大倍數(shù)。42第42頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸出阻抗輸入信號2伏無負(fù)載輸出幅度9伏有負(fù)載輸出7伏負(fù)載電阻10歐姆輸出電阻（97）/710 =2.85歐姆43第43頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四頻率特性測量去掉電流電壓表添

16、加頻率特性圖選擇參考源和頻率范圍選擇測量點(diǎn)運(yùn)行結(jié)果如下14Hz-1.21MHz通頻帶增益5.45dB（1.87倍）44第44頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四頻率特性測量45第45頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸出功率的測量保持輸入信號幅度不變，頻率在通頻帶內(nèi)，測量有負(fù)載時(shí)的最大輸出電壓幅度，利用輸出幅度和負(fù)載電阻計(jì)算輸出功率。PRL=VO2/RL VO輸出電壓有效值（=VOP-P/2.828）46第46頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四效率的計(jì)算保持輸入信號幅度不變，頻率在通頻帶內(nèi)，測量有負(fù)載時(shí)的最大輸出電壓，測量最大輸出

17、電壓下的電源電流，計(jì)算電源輸出功率，利用電源輸出功率和負(fù)載功率計(jì)算效率。PE=VE*IEPE電源提供的功率，VE電源電壓，IE電源輸出電流PRL/PE47第47頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四輸出功率測量和效率有負(fù)載最大輸出幅度9伏電源電流230mA電壓電壓12伏PE=2.76WPRL=（99）/(108）11/2.76=36%48第48頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四提高效率的措施提高效率必需降低電路的靜態(tài)電流，提高不失真輸出電壓幅度，減小內(nèi)阻。為了減小靜態(tài)電流采用互補(bǔ)推挽電路（或準(zhǔn)互補(bǔ)推挽電路），使三極管工作在乙類狀態(tài)(靜態(tài)電流等于零)為了減

18、小交越失真通常使三極管工作在甲乙類狀態(tài)。三極管的放大區(qū)到截止區(qū)的過渡范圍越小靜態(tài)電流就可以設(shè)置的越小。為了減小輸出內(nèi)阻，通常采用高電流放大倍數(shù)（高）的管子（或采用復(fù)合管），減小推動級的集電極電阻，增加負(fù)反饋等措施。為了提高最大不失真輸出幅度要選擇包和區(qū)小的三極管和采取自舉措施。49第49頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四電路板的設(shè)計(jì)1、將仿真好的原理圖統(tǒng)一編號，將沒有封裝的器件添加封裝形式，封裝不合適的器件修改封裝。2、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表文件。3、打開ARES系統(tǒng)。4、確定電路板的面積大小。5、加載網(wǎng)絡(luò)表文件，添器件到電路板上。6、放置器件到合適的位置。7、執(zhí)行自動連線。8、修改

19、不合適的連線，電源、地線加粗等。9、添加填充銅片，設(shè)計(jì)完成。50第50頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四51第51頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四設(shè)計(jì)報(bào)告要求1、設(shè)計(jì)目的與設(shè)計(jì)要求；2、設(shè)計(jì)方案與工作原理；3、電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算和選擇；4、電路指標(biāo)與測試記錄表格；5、疑難問題的解決方法與討論，性能指標(biāo)的提高；a什么是輸入靈敏度，如何改變輸入靈敏度？b高音、中音、低音在聽覺上有什么特點(diǎn)？c你設(shè)計(jì)的功率放大器最大效率是多少？d影響效率的主要因素是什么？e在設(shè)計(jì)過程中你采取了什么措施。52第52頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四內(nèi)容

20、與學(xué)時(shí)分配1、音響放大電路設(shè)計(jì)與測試 （頻率響應(yīng)，輸入等效阻抗） 2學(xué)時(shí)2、音調(diào)控制電路設(shè)計(jì)與測試 （頻率響應(yīng)） 2學(xué)時(shí)3、功放電路設(shè)計(jì)與測試（頻率響應(yīng)、輸出電阻、輸出功率、效率） 2學(xué)時(shí)4、電路板設(shè)計(jì)（OCL電路） 2學(xué)時(shí)5、實(shí)際電路組裝與測試 4學(xué)時(shí)53第53頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四電子電路設(shè)計(jì)仿真測試課件 三十進(jìn)制數(shù)的動態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)54第54頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四十進(jìn)制數(shù)的動態(tài)顯示電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 熟悉常用MSI組合邏輯器件的功能和應(yīng)用，掌握時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)方法；學(xué)會利用EDA軟件（Proteus）對十進(jìn)制數(shù)的動

21、態(tài)顯示電路進(jìn)行仿真；掌握動態(tài)顯示電路的安裝及調(diào)試方法。一、任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)由JK觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器、譯碼器和LED數(shù)碼管構(gòu)成的動態(tài)顯示電路，研究十進(jìn)制數(shù)的動態(tài)顯示方法，學(xué)會MSI器件的應(yīng)用設(shè)計(jì) ；用Proteus軟件仿真；實(shí)驗(yàn)測試邏輯功能。 55第55頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四 具體要求如下：（1）用一個(gè)顯示譯碼器驅(qū)動4個(gè)LED數(shù)碼管，輪流顯示4位十進(jìn)制數(shù)。（2）每位十進(jìn)制數(shù)以8421BCD碼形式輸入。（3）寫出設(shè)計(jì)步驟，畫出設(shè)計(jì)的邏輯電路圖。 （4）對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真、修改，使仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（5）安裝并測試電路的邏輯功能。56第56頁，共63頁，202

22、2年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四二、課題分析及設(shè)計(jì)思路 （1）動態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)思路 某位BCD碼數(shù)據(jù)選擇電路4位8421BCD碼顯示譯碼 電路控制電路CPabcdefg選數(shù)控制信號數(shù)碼管陰極控制信號57第57頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四（2）控制電路的設(shè)計(jì)思路2位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器2位二進(jìn)制譯碼器CP數(shù)碼管陰極控制信號選數(shù)控制信號2位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)依次為00、01、10、11，作為“數(shù)據(jù)選擇電路”的控制信號；同時(shí)也作為2位二進(jìn)制譯碼器的輸入信號，使其四個(gè)輸出端依次為低電平。 58第58頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)58分，星期四三、集成電路及元件選擇 “數(shù)據(jù)選擇電路”部分采用兩片數(shù)據(jù)選擇器74LS153；“顯示譯碼電路”部分采用74LS48或CD4511；“控制電路”部分采用集成JK觸發(fā)器74LS76構(gòu)成計(jì)數(shù)器，2位二進(jìn)制譯碼器采用74LS139；LED數(shù)碼管采用共陰極數(shù)碼管。59第59頁，共63頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)