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1、項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話項(xiàng)目介紹工作任務(wù) 門禁管理是現(xiàn)代安全防范系統(tǒng)的重要組成部分。門禁電話由于使用方便、價格低廉,在住宅小區(qū)中得到了廣泛的應(yīng)用。 在這個項(xiàng)目中,通過制作簡易門禁電話,學(xué)習(xí)運(yùn)算放大器和功率放大器兩種集成電路。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話項(xiàng)目介紹工作任務(wù)任務(wù)一制作簡易門禁電話前置放大電路 任務(wù)二制作簡易門禁電話功率放大電路 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀圖5.1.1所示是門禁電話的前置電路。仔細(xì)讀圖,看一下電路是由什么元器件組成的,有沒有你不認(rèn)識的元件符號。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易
2、門禁電話前置放大電路、集成電路的分類學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀 集成電路(IC)是利用半導(dǎo)體制造工藝,把整個電路元器件和連接導(dǎo)線制作在一小塊硅基片上,形成具有特定功能的電子電路。由于集成電路具有體積小、重量輕和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),所以在各種電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。序號分類方式種類1集成度小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模2導(dǎo)電類型雙極型集成電路、單極型集成電路3功能數(shù)字集成電路、模擬集成電路項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀二、運(yùn)算放大電路 由于受制造工藝的限制,要求集成電路中的各級放大器之間采用直接耦合方式。而直接耦合會產(chǎn)生以下一些
3、問題:1、靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響2、零點(diǎn)漂移 輸入電壓為零,輸出電壓偏離零值出現(xiàn)緩慢變化的現(xiàn)象稱為“零點(diǎn)漂移”,簡稱“零漂”。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀三、差動放大電路 差動放大電路具有抑制零點(diǎn)漂移的作用,常被用作運(yùn)算放大電路的輸入級。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀四、差模信號及共模信號 一對大小相等、極性相反的信號,稱為差模信號。如果差放的兩個輸入端加入差模信號,即ui1=ui2,則把這種輸入方式稱為差模輸入。 一對大小相等、極性相同的信號稱為共模信號。如果差放的兩
4、輸入端加入共模信號,即ui1=ui2,則把這種輸入方式稱為共模輸入。對于典型差動放大電路而言,零點(diǎn)漂移現(xiàn)象可看成是輸入端加入了共模信號。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀五、差動放大電路的主要參數(shù)1、電壓放大倍數(shù)輸出電壓放大倍數(shù)差模信號輸入uo= uo1-uo2=2uo1共模信號輸入uo=uo1-uo2=02、共模抑制比 KCMR越大,差動放大器抑制零漂、放大信號能力越強(qiáng)。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀六、集成運(yùn)算放大器基本組成輸入級:由差動電路構(gòu)成,要求輸入電阻高,能減小
5、零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號。中間級:由一級或兩級放大電路構(gòu)成,提供較大的電壓放大倍數(shù)。輸出級:由互補(bǔ)對稱電路或準(zhǔn)互補(bǔ)對稱電路構(gòu)成,提高運(yùn)算放大電路的輸出功率和帶負(fù)載能力。偏置電路:為集成運(yùn)算放大電路各級電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流,決定各級的靜態(tài)工作點(diǎn)。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀七、集成運(yùn)算放大電路符號 標(biāo)“”的為同相輸入端(由此處輸入信號時,輸出信號與輸入信號相位相同),標(biāo)“”的為反相輸入端(由此處輸入信號時,輸出信號與輸入信號相位相反)。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一
6、讀八、理想運(yùn)算放大電路指標(biāo) 虛短:當(dāng)集成運(yùn)算放大電路工作在線性區(qū)時,兩輸入端之間的電壓近似為零,即UNUP,因?yàn)閮奢斎攵丝山瓶闯傻入娢?,但又不是真正的短路,故稱為“虛短”。 虛斷:集成運(yùn)算放大電路兩輸入端的輸入電阻很大,所以輸入電流接近零,即INIP0,因?yàn)閮奢斎攵恕盁o”電流,但又不是真正的斷開,故稱為“虛斷”。1. 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=;2. 差模輸入電阻rid=;3. 輸出電阻ro=04. 共模抑制比KCMR=。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀九、基本運(yùn)算電路1、反相比例運(yùn)算 電壓放大倍數(shù)Auf由外接反饋電阻Rf與輸入電
7、阻R1之比決定,而與運(yùn)算放大電路本身參數(shù)無關(guān)。只要選用比較穩(wěn)定的精密電阻,即可實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確地比例運(yùn)算。當(dāng)Rf=R1 時,Auf =1,稱為單位增益倒相器或反相器。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀2、同相比例運(yùn)算電路 Auf由外接反饋電阻Rf與輸入電阻R1決定,與運(yùn)算放大電路參數(shù)無關(guān)Auf1。當(dāng)R1=或Rf=0時,Auf=1,則uo=ui,把它稱為電壓跟隨器。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀3、差動比例運(yùn)算電路 輸出電壓與差模輸入電壓(ui2ui1)的差值成正比,所以這個電
8、路能夠?qū)崿F(xiàn)比例運(yùn)算。同時,差動比例運(yùn)算電路也可完成兩輸入信號的差運(yùn)算。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀4、反相求和電路 此時實(shí)現(xiàn)了各輸入信號的反相相加。顯然,輸入端的數(shù)量可根據(jù)需要增減,而調(diào)整某一路輸入端電阻不影響其他路輸入電壓與輸出電壓的比例關(guān)系,故調(diào)節(jié)方便。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀5、加減運(yùn)算電路 由兩級反相加法運(yùn)算電路組成,其中R6=R1/R2/Rf1,R7=R3/R4/R5/Rf2。雖然該電路需用兩個運(yùn)算放大器,但由于都是反相輸入,故各電阻容易計算和調(diào)整,
9、且對運(yùn)算放大器的性能要求較低。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀電壓比較器簡稱比較器。常用的比較器有簡單比較器、單限比較器和滯回比較器等。它屬于集成運(yùn)算放大電路的非線性應(yīng)用,此時運(yùn)算放大電路處于開環(huán)或正反饋狀態(tài),工作在非線性區(qū)。當(dāng)upun時,運(yùn)算放大電路輸出為高電平UoH=Uomax ;當(dāng)upun時,運(yùn)算放大電路輸出為低電平UoL=Uomax 。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀仔細(xì)觀察單運(yùn)算放大器CF741的外觀,看一看有什么特征。 +VCCunupCF74112131416
10、1718151uo-VEE10k項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路學(xué)一學(xué)拓一拓看一看想一想讀一讀 在圖5.1.1所示電路中,由集成運(yùn)算放大器組成的電路有什么特點(diǎn)?項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做一、印刷電路圖門禁電話的印刷電路圖,其中沒有被色塊蓋住的部分為前置放大電路。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做二、元器件選擇1、電阻器檢測2、電解電容器檢測3、集成運(yùn)算放大器檢測ICLM386紅表筆接地引腳12345678阻值(K)1.501.56218黑表筆接地引腳12
11、345678阻值(K)1.501.58.78.5項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做三、焊接與裝配 根據(jù)原理圖,在印刷電路板上安裝、焊接元器件。安裝集成電路時要注意方向,引腳不能串位。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做四、通電調(diào)試將電路板接入VCC=+12V的直流電壓,而不接輸入交流信號。用萬用表測量集成運(yùn)算放大器CF741的2、3腳電壓,如圖5.1.11 所示。如果電壓均為6V左右,說明電路工作基本正常,焊接無誤。否則,先排除電路中存在的故障后,再進(jìn)入測一測環(huán)節(jié)。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任
12、務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做 在焊接和調(diào)試好的線路板上,連接+12V電源。使信號發(fā)生器輸出1kHz 、20mV的正弦波信號,將其接入電路板的輸入端。示波器的A通道接輸入端,B通道接輸出端。用示波器觀察輸入、輸出端的波形并加以比較。將測試的波形和數(shù)據(jù)填入表5.1.10中。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做 查閱相關(guān)資料,了解不同類型運(yùn)算放大電路的引腳排列規(guī)律。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做 1、一對大小相等,相位相反的信號稱為 ,一對大小相等,相位相同的信號稱
13、為 。 2、理想集成運(yùn)算放大電路工作在線性區(qū)的兩個基本特點(diǎn)是 和 ;欲使集成運(yùn)算放大電路工作在線性區(qū),則應(yīng)該給集成運(yùn)算放大電路引入 反饋。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)一 制作簡易門禁電話前置放大電路測一測查一查答一答做一做3、運(yùn)算放大電路電路如圖5.1.12所示,已知:R2=2R1 ,ui=2V, 求uo。項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話項(xiàng)目介紹工作任務(wù)任務(wù)二制作簡易門禁電話功率放大電路 制作簡易門禁電話前置放大電路 任務(wù)一讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓圖5.2.1所示是簡易門禁電話電路。仔細(xì)讀圖,看一下電路是由什么元器件組成的,研究一下電路有什么特點(diǎn)。有你不認(rèn)識的元件符號嗎?有沒有你熟悉的單元電路
14、?項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話在圖5.2.1所示電路中,TDA2030A組成的是什么形式的功放電路。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話 如圖5.2.2所示是HFC9300音樂集成電路。其中1腳是接+3+5V的電源端,3腳是接地端,2腳是音樂信號輸出端。 音樂芯片輸出的信號必須經(jīng)過放大后才能推動揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話TDA2030ACZO1J VWMAR 5141 2 3 4
15、5 圖5.2.3所示是5腳單列直插式塑料封裝的TDA2030。仔細(xì)觀察它的外觀,看一看有什么特征。 各引腳功能:1腳是同相輸入端;2腳是反向輸入端;3腳是負(fù)電源輸入端;4腳是功率輸出端;5腳是正電源輸入端。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話一、 LM386集成功率放大電器LM386是一種小功率音頻放大集成塊。其內(nèi)部有三級放大電路。第一級為差動放大電路,第二級是共射放大電路,第三級是功率放大電路。LM386額定工作電壓范圍為416V,當(dāng)電源電壓為6V時,靜態(tài)工作電流為4mA,因而極適合用電池供電。1腳和8腳外接電阻器和電容器,用來調(diào)整電路的電壓增益。
16、電路的頻響范圍較寬,可達(dá)數(shù)百千赫茲。最大允許功耗為660mW(25),使用時不需加散熱片。工作電壓為6V,當(dāng)負(fù)載電阻是4、8、16時,輸出功率分別是340、325、180mW。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話1、LM386組成OTL電路7腳接去耦電容C,5腳所接的10和0.1F串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)用于防止電路自激。1和8腳所接的阻容電路可調(diào)整電路的電壓增益。通常電容器取值10F,R約為20k。R的值愈小,增益愈大。該電路常用于收錄機(jī)及玩具電路中。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話2、 LM386組成BTL電路圖5
17、.2.5是用LM386組成的BTL應(yīng)用電路,它是一種在OCL功放電路基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、性能優(yōu)良的功放電路。它的輸出功率在相同電源電壓下一般是單個功放電路的四倍,圖示電路最大輸出功率可達(dá)3W以上。500k電位器用來調(diào)整兩塊集成電路輸出端直流電位平衡。 讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話二、TDA2030集成音頻功率放大器TDA2030是集成音頻功率放大器。該集成電路具有外接元件少、體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn),并具有內(nèi)部保護(hù)電路。TDA2030組成的OTL電路讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話2、TD
18、A2030組成OCL電路4腳所接10和0.1F串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)用于防止電路自激。2、4腳所接阻容電路可調(diào)整電路的電壓增益。R6的值愈小,增益愈大。讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話三、工作任務(wù)原理分析1、組成 (1)振鈴電路:由音樂芯片、電阻器R11、R13、電源VCC組成。(2)音頻信號輸入電路:由麥克MIC、電阻器R12、電源VCC組成。(3)前置放大電路:由集成運(yùn)算放大器CF741及周圍元件組成反相比例運(yùn)算放大電路。(4)功率放大電路:由集成功率放大器TDA2030A及周圍元件組成的OTL功率放大電路 讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門
19、禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話2、工作過程 呼叫時,按下開關(guān)S1,由音樂芯片產(chǎn)生音樂信號。此信號經(jīng)過前置放大電路放大后,送到功率放大電路進(jìn)行功率放大。最后推動揚(yáng)聲 器發(fā)出音樂聲響,提醒對方有人呼叫。通話時,語音信號通過駐極體話筒轉(zhuǎn)換為電信號,同樣經(jīng)前置放大電路及功率放大電路,最后到對方的揚(yáng)聲器或聽筒,完成通話。電路板B電路板A室內(nèi)機(jī) 室外機(jī)讀一讀想一想看一看學(xué)一學(xué)拓一拓項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話TDA1521是一塊OCL形式的2通道集成功率放大器,可作為立體聲擴(kuò)音機(jī)左、右兩聲道的功率放大器使用。其內(nèi)部引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋,閉環(huán)電壓增益為30dB,并具有待機(jī)靜噪功能以及短路和過熱保護(hù)等功能。 項(xiàng)目五 制作簡易門禁電話 任務(wù)二 簡易制作門禁電話測一測查一查練一練做一做一、印刷電
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