運算放大器主要用於訊號的放大與處理,在分析與設計運算放大器電路時應該注意器件本身重要的三個基本特性:虛短、虛斷、虛地。
運算放大器基本應用電路:
(1)同相放大器
(2)反相放大器
(3)差動放大器
(4)反相求和放大器
(5)積分電路
(6)i-v轉換電路
(7)儀表放大器
(8)半波精密整流電路
(9)全波精密整流電路
(10)橋式放大器
(11)功率提公升電路
4.濾波器
(1)高通濾波器
(2)低通濾波器
(3)帶通濾波器
(1)固定輸出電壓整合穩壓器
典型器件:78xx與79xx
主要用於給運算放大器供電;
輸出電壓型別有限,最為常用的為5v/6v/9v/12v/15v/24v;
(2)電壓輸出可調的整合穩壓器
典型器件:lm317與lm337
(3)ldo穩壓器
典型器件:lm1117-adj、lm1117-5、lm1117-3.3;
特點:輸入與輸出電壓的差值較小
(4)公升壓穩壓器
特點:將較低的電源電壓提高並有效驅動負載;典型器件有mc34063\tl494;
另外一類方法為:產生乙個與輸入電壓成比例的方波或正弦波、再利用變壓器公升壓;
(5)電壓反轉穩壓器
特點:將正電壓轉換為較低的負向電壓,特別適合用在數字、模擬混合系統中;
(6)電源模組
在賽前應該為大賽準備一些合適的電源模組:
單電源輸出(簡易型,採用ф2.5或ф3.5的插座);
多路電源輸出:±12v與±5v,輸出電流應該保證在1a以上,最好為3a以上;
dc-dc電源模組:
自製可調較大電流的電路模組:例如採用lm317配合擴流環節實現;
三極體做電壓放大器不合適,尤其在電子大賽這樣時間非常緊張的特殊環節;
一般用來作為電流擴大,例如ocl互補推挽輸出電路
也可以採用集成功率放大器,典型器件為:
lm386、tda2003
橋式電機驅動電路
步進電機的驅動:採用l298
led與繼電器的驅動:
用來比較兩個訊號的大小並產生乙個二值電平,教材上推薦用運放實現,但最好選用專賣店整合比較器,常見型別有lm311/lm393/lm339,其內部分別整合有1/2/4個比較器。
建議採用+5v給比較器供電,以使輸出電平能夠直接給數字系統使用。
典型器件:lm331;
盡量以集成功放為主,但如果題目的要求比較高,可以使用高效能整合運放+擴流單元進行處理,
功率放大器主要考慮的是訊號失真的問題以及器件的安全性問題,系統如果出現嚴重故障損壞某些器件後必須先排查故障原因後再行更換、上電。
遵循的原則為:
輸入輸出訊號應妥善接地,大小訊號間應該盡量遠離。引線盡可能粗,
對功率器件一定要安裝合適的散熱片,避免器件過熱而損壞;
一般在大賽中不作為核心(主控)邏輯單元;而主要採用個別單元電路;
基本型號有:cd4066 cd4051,能夠傳遞模擬訊號與數碼訊號,選擇性地接入或斷開
常見型別有74hc273\274\373\374\573,能夠鎖存8位的數碼訊號;
常見型別有74hc244、74hc245,
分為二進位制解碼器(74ls138和74ls139較為常見),與顯示解碼器(cd4511與74ls47較為常見,兩者分別驅動共陰與共陽型數碼管,在微控制器埠資源比較緊張的情況下盡量採用顯示解碼器後再連線數碼管。
為了提高數字系統有效驅動較大功率負載,如蜂鳴器、繼電器一般都使用了驅動單元,基本型別
(1)三極體簡單驅動:高電平有效選擇npn型三極體;低電平有效選擇pnp型三極體;
(2)閘電路驅動:7406與7407為兩個基本型別,使用時需要使用上拉電阻;
(3)較大功率的專用晶元驅動:sn75452(兩路驅動輸出)、uln2003(7路輸出)、uln2803(8路輸出);後面兩種型別特別適合用在數碼管的驅動;
一般採用非門+石英晶體的結構產生固定頻率的時鐘脈衝,如果需要更低的頻率可以進行分頻處理,如果需要更高的頻率可以再選用鎖相環進行倍頻處理。
更高精度時應選擇有源晶振,一般就4個管腳,輸出的精度很高。
如果對精度要求不是特別高的時候,可以採用555電路產生合適的方波,此外還有cd4047也屬於一款較好的時鐘發生電路,它的主要特點是可以產生互補方波輸出。
常被用來作為資料的「串入並出」與「併入串出」轉換,典型器件包括74hc164\74hc165\74hc595三大類。
——注意:不同邏輯電平之間應該有合適的電平轉換電路,否則在大賽電路中就應當盡量採用+5v供電;
軟體推薦採用multisim8.0及以上或者proteus兩類,後者與微控制器結合得更為緊密一些。
2023年全國大學生電子設計競賽總結
華東師範大學電子系凌麗金鈞李文成 在大一 大二學年,我們都一直比較側重於理論知識的學習,忽視了動手做實驗的促進作用。想到平時老師經常教導我們要重視實驗,自身也認識到實驗能力的重要性,我們踴躍報名本屆的電子設計競賽。我們很順利地通過了學院的選拔考試,成為了2007年全國大學生電子設計競賽的參賽隊員。對...
2019全國大學生電子設計大賽清單
2013全國電子設計大賽清單 1.基本儀器清單 60mhz雙通道數字示波器 100mhz雙通道數字示波器 低頻訊號發生器 1hz 1mhz 標準高頻訊號發生器 1mhz 100mhz,可輸出1mv小訊號 函式發生器 10 mhz,dds 低頻毫伏表 高頻毫伏表 100 mhz頻率計 數字式單相電引數...
2019全國大學生電子設計大賽題目
a題瞬態響應測試儀 本科組 一 任務 要求採用指定的fpga實驗平台 含excd 1開發板 設計乙個二階系統動態響應測試儀,系統組成框圖如圖1 圖 1二 要求 1.基本部分 1 設計並製作保證二階系統正常工作所需要的一組 12v直流電源及fpga實驗平台供電電源。2 安裝並除錯好圖2所示的二階電路系...