ch3--模拟系统设计.jsp.ppt
《ch3--模拟系统设计.jsp.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ch3--模拟系统设计.jsp.ppt(102页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第三章 模拟系统设计,09:39,2/102,主要模拟器件公司网站:,Maxim http:/www.maxim- Maxim Integrated Products成立于1983年。2001年,Maxim并购了Dallas Semiconductor。 Linear http:/ Vicor http:/www.vicor- 主要为电源产品 AD http:/ TI http:/ NXP http:/ 飞利浦半导体 2006年09月 Freescale http:/ 2004年7月摩托罗拉,09:39,3/102,模拟系统设计,概述,基本放大电路及信号处理电路设计,信号发生及输出电路设计,A
2、/D和D/A转换电路,电源设计电路,模拟电路EDA,09:39,4/102,3.1.1 模拟系统的组成,典型的模拟系统包括三部分:传感器件、信号放大与变换电路(模拟电路)和执行机构。P95 传感器的作用:把非电量信号(声音、温度、压力、流量等)转换为连续变化的电信号,以便在模拟电路中进行放大和变换。 执行机构作用:把电能转换成其他形式的能量,以完成所需要的功能,喇叭、电铃、继电器、示波器等都是执行机构。 模拟电路作用:实现电路的放大和变换以及驱动执行机构动作。放大电路、振荡电路、整流电路、电源电路、滤波电路以及各种波形变换电路或它们的组合都是模拟电路。,3.1、概述,09:39,5/102,3
3、.1.2 模拟电路设计的主要任务和基本方法,任何复杂的电路都是由简单的单元电路组合而成的。可将一个复杂的模拟电路分解成若干具有基本功能的电路,然后对这些单元电路进行设计。 基本功能电路中,放大器应用最普遍。 同时系统离不开电源,电源的设计也是一个重要部分。 本章主要介绍一些放大器应用电路和集成稳压电源的设计。,09:39,6/102,3.2 电源设计电路,3.2.1 电源输出不稳定的原因,电网输入电压不稳定。 由供电对象引起供电电压不稳定。主要为负载变化。 由稳压电源本身的条件造成的电压不稳定。 环境条件的变化如湿度、温度和其它环境条件影响灯也会使稳压电源的输出不稳定。 因此,在设计电源时,需
4、要考虑以上因素。,09:39,7/102,3.2.2 稳压电源技术指标,1、输入电压影响输出电压的几种指标形式。 P96 (1)稳压系数(绝对和相对);(2)电网调整率;(3)电压稳定度。 2、负载对输出电压影响的几种指标形式。 (1) 电网调整率;(2)输出电阻(又为等效内阻或内阻)。 3、纹波电压的几种指标形式。 (1) 最大纹波电压; (2)纹波系数;(3)纹波电压抑制比。 4、漂移。 5、响应时间。 6、失真。 7、稳定度。,稳压电源技术指标包括规格指标和质量指标两部分。规格指标主要有:容量大小、输入电压允许范围、输出电压、负载允许电流等。质量指标主要有:负载特性、效率高低等。,09:
5、39,8/102,3.2.3 稳压电源的分类,小功率直流稳压电源的组成,稳压电源分类 按稳压对象可分为直流稳压电源和交流稳压电源。 按稳压方式分参数式稳压电源和反馈调整式稳压电源。 按调整元件和反馈元件的连接方式可分为串联式和并联式。 按调整元件的工作状态可分为线性和开关稳压电源。 按调整元件的品种可分为辉光放电管稳压电源、稳压二极管稳压电源、电子管稳压电源和晶闸管稳压电源。,功能:把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压,09:39,9/102,整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流,其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理:滤波电路利用
6、储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份,保留其直流成份,达到平滑输出电压波形的目的。 方法:将电容与负载RL并联或将电感与负载RL串联。,09:39,10/102,稳压电路(稳压器)是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。 稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上,它是内阻很小的电压源。其内阻越小,稳压性能越好。 稳压电路是整个电子系统的一个组成部分,也可以是一个独立的电子部件。,09:39,11/102,3.2.5 集成稳压电源,单片集成稳压电源,具有体积小,可
7、靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入,输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。,1. 分类,XX两位数字为输出电压值,(1. 25 37 V 连续可调),09:39,12/102,2. 外形及引脚功能,W7800系列稳压器外形,W7900系列稳压器外形,塑料封装,09:39,13/102,封装,符号,塑料封装,金属封装,09:39,14/102,3. 性能特点(7800、7900系列),输出电流超过 1. 5 A(加散热器) 不需要外接元件 内部有过热保护 内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为 4%,输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12
8、V 、 15V、 18V、 24V等 。,09:39,15/102,输出为固定正电压时的接法如图所示。,(1) 输出为固定电压的电路,输入与输出之间的电压不得低于3V!,4. 三端固定输出集成稳压器的应用,0.11F,1F,为了瞬时增减负载电流 时,不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。,用来抵消输入端接线 较长时的电感效应, 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。,09:39,16/102,(2)同时输出正、负电压的电路,09:39,17/102,UXX: 为W78XX固定输出电压 UO= UXX + UZ,(3)提高输出电压的电路,IO= I2 + IC,(4)提高输出
9、电流的电路,当 IO较小时,UR较小,T截止 ,IC=0。,当 IO IOM时,UR较大,T导通 ,IO=IOM + IC,R 可由功率管 T的UBE和稳压器的IOM确定, 即R UBE /IOM 。,09:39,18/102,5. 三端可调输出集成稳压器的应用,流过调整端电流 100 A,在要求不高的场合它在R2上的压降可以忽略,2、1两端电压为 1.25V 基准电压,09:39,19/102,一、 串联型开关稳压电路,3.2.6 开关稳压电源,调整管,取样 电路,开关调整管控制,组成框图,滤波,频率固定的三角波,误差放大,续流,09:39,20/102,工作波形,= DUI,脉宽调制式 (
10、PWM),09:39,21/102,稳压原理,D = 50 %,当 uF = UREF ,,uA = 0,,UO 为预定标称值,09:39,22/102,二、 并联型开关稳压电路,高电平,低电平,截止,截 止,09:39,23/102,单片脉宽调制式(外接开关功率管),3.2.7 集成开关稳压器及其应用,类型,单片集成开关稳压器,CW1524,CW4960/4962,一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围),组成:,基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、 振荡器、触发器、 2 只输出功率管、过热保护,最大输入电压:40 V,最高工作频率:100 kHz,每路输出电流:100 mA
11、,内部基准电压:5 V(承受 50 mA电流),09:39,24/102,取样电压,基准电压,输出 方波,定时电容,定时电阻,关闭, 控制脉宽,接扩流晶体 管 C、E 极,输入 电压,CW1524 系列引脚排列,09:39,25/102,f0 = 1.15 / R5C2 = 19.2 kHz,+ 5 V,限流取样电阻(1 A),09:39,26/102,二、CW4960/4962,组成:基准电压源、误差放大器、脉宽调制器 开关功率管(内接)、软启动电路、 过流限制、过热保护,功能:慢起动、过流保护、过热保护 占空比可调(0 100 %),最大输入电压:50 V,输出电压:5.1 40 V 连续
12、可调,最高工作频率:100 kHz,额定输出电流:,CW4960 2.5 A (过流保护 3.0 4.5 A),CW4960 1.5 A (过流保护 2.5 3.5 A),小散热片,不用散热片,09:39,27/102,CW4960/4962 系列引脚图,09:39,28/102,CW4960/4962 应用电路,取样电阻 500 10 k,工作频率控制 f = 1/ RTCT,106 kHz,一般 RT = 1 27 k,CT = 1 3.3 nF,频率补偿 防寄生振荡,续流二极管 采用肖特基管,软启动电容 1 4.7 F,09:39,29/102,3.3 基本放大电路及信号处理电路设计,3
13、.3.1 功率放大器的设计 要求在允许的失真条件下输出足够大的功率,放大器工作在极限状态,是大信号放大器。电路结构、工作状态、分析方法及电路的性能指标等与普通放大器不同。,特点是尽量大的输出功率、尽可能高的转换效率和允许的线性失真。,OCL互补对称功率放大电路全称为无输出电容的互补对称功率放大电路,简称为OCL电路。它采用双电源而不需要电容器的直接耦合互补对称功率放大器。,OTL采用单电源及大容量电容器与负载耦合的电路。,09:39,30/102,3.3.2 信号预处理电路,放大、滤波、线性化、温度补偿、整形等。 集成运算放大器,09:39,31/102,运放应用电路,09:39,32/102
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ch3 模拟 系统 设计 jsp
链接地址:https://www.31doc.com/p-2148862.html