汽車電工電子

汽車電工電子技術(shù)

無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院單元九汽車集成電路分析與應(yīng)用課題1集成運算放大器的特點分析課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用課題3集成觸發(fā)器課題4555電路在汽車中的應(yīng)用課題1集成運算放大器的特點分析基礎(chǔ)知識集成運算放大器簡稱集成運放，它最初是作為電子模擬計算機的基本運算單元，現(xiàn)在，集成運放已廣泛應(yīng)用于信號處理、信號測量以及波形產(chǎn)生等方面。1.集成運算放大器的特點

課題1集成運算放大器的特點分析集成運算放大器的特點與其制造工藝緊密相關(guān)，主要有以下幾點。①

由于集成電路制造工藝中難以制造電感以及大容量的電容，因此集成運放采用直接耦合方式。1.集成運算放大器的特點

課題1集成運算放大器的特點分析②

由于集成運放中的各個晶體管是通過同一工藝過程制作在同一硅片上的，因此元件參數(shù)對稱性好，容易制成溫度漂移很小的運算放大器。

1.集成運算放大器的特點

課題1集成運算放大器的特點分析

③集成運放中的二極管都是由三極管的集電極-基極聯(lián)結(jié)而成。同時，由于制作高阻值的電阻成本高、占用硅片面積大，且阻值偏差大，因此在集成運放中常用恒流源代替大電阻，或采用外接電阻的方式。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析集成運算放大器的外形如圖9-1所示。

2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析集成運算放大器的圖形符號如圖所示。它有兩個輸入端和一個輸出端，同相輸入端標(biāo)有符號“+”，表示輸出電壓（uo）與該端輸入電壓（uP）相位相同；反相輸入端標(biāo)有符號“?”，表示輸出電壓與該端輸入電壓（uN）相位相反。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析集成運算放大器一般由輸入級、中間級、輸出級以及偏置電路4個部分組成，如圖所示。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析（1）輸入級集成運放的輸入級通常采用采用差動放大電路，該電路輸入電阻大，并且能有效抑制零點漂移。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析（2）中間級中間級主要進行電壓放大，要求有較高的電壓放大倍數(shù)，一般由共發(fā)射極電路構(gòu)成。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析（3）輸出級輸出級與負載相連，應(yīng)具有較大的輸出電壓，較高的輸出功率和較低的輸出電阻，并具有過載保護。因此，一般采用射極輸出器或互補功率放大電路。2.集成運放的外形和基本結(jié)構(gòu)

課題1集成運算放大器的特點分析（4）偏置電路偏置電路為各級提供合適的靜態(tài)工作點。3.集成運放的主要性能指標(biāo)課題1集成運算放大器的特點分析要合理選擇和正確使用集成運算放大器，就必須熟悉其性能。衡量集成運放性能優(yōu)劣的主要依據(jù)是它的各種參數(shù)。3.集成運放的主要性能指標(biāo)課題1集成運算放大器的特點分析（1）開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)（Aod）是集成運放在開環(huán)（沒有反饋電路）時的輸出電壓與輸入差模信號（有效輸入信號）電壓之比。3.集成運放的主要性能指標(biāo)課題1集成運算放大器的特點分析（2）共模抑制比共模抑制比（KCMR）是全面衡量差動放大電路的重要指標(biāo)。共模抑制比越大，說明電路對差模信號的放大能力越強，對零點漂移等共模信號的抑制能力也越強。3.集成運放的主要性能指標(biāo)課題1集成運算放大器的特點分析（3）輸入電阻和輸出電阻輸入電阻（Rid）是集成運放兩輸入端的動態(tài)電阻，一般為M

級。輸出電阻（Ro）是集成運放開環(huán)工作時，從輸出端向里看進去的等效電阻。（Ro）越小，集成運放帶負載能力越強。汽車電子電路中常用的集成運放有LM741、LM324和LM329等。

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用

LM741雙電源單集成運放為8個引腳的雙列直插式封裝。LM741的引腳排列如圖所示。2腳是放大器的反相輸入端；3腳是同相輸入端；6腳是輸出端；1腳、5腳是放大交流信號時的電路調(diào)零端，汽車中不用；8腳是空腳；7腳接正電源；4腳接負電源，在汽車中用作比較器時直接接搭鐵。

LM741

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用LM741

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用

LM324雙電源4集成運放是美國國家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，為14個引腳的雙列直插式封裝。LM324內(nèi)部有4個獨立的集成運放，其引腳排列如圖所示。4腳接正電源；11腳接負電源，在汽車中用作比較器時直接接搭鐵。LM324

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用LM324

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用

LM339單電源4集成運放是美國國家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，為14個引腳的雙列直插式封裝。LM339在汽車中專門用作比較器，其內(nèi)部有4個可以獨立使用的比較器，其引腳排列如圖所示。使用時只需接單電源，3腳接正電源，12腳接搭鐵。LM339

課題2集成運放在汽車中的應(yīng)用LM339

課題3集成觸發(fā)器集成運放的理想化條件

在分析集成運放組成的各種電路時，將實際的集成運放作為理想運放來處理，并分清其工作狀態(tài)是十分重要的。課題3集成觸發(fā)器集成運放的理想化條件

理想的集成運放應(yīng)滿足以下各項性能指標(biāo)。①開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod

→∞。②輸入電阻Rid→∞。③輸出電阻Ro→0。④共模抑制比KCMR→∞。課題3集成觸發(fā)器集成運放的傳輸特性

傳輸特性是表示集成運放輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線，如圖中曲線1所示。圖中，BC段為線性區(qū)，在此范圍內(nèi)輸出電壓（uo）與兩輸入端電位差（即凈輸入電壓）成正比：uo

=

Aod(uP

?

uN)課題3集成觸發(fā)器集成運放的傳輸特性

課題3集成觸發(fā)器集成運放的傳輸特性

集成運放的線性區(qū)很小，理想運放的傳輸特性如圖中的曲線2所示，此時BC段與uo軸完全重合。實際應(yīng)用中，集成運算放大電路大都接成負反饋電路（將集成運放的輸出電壓通過反饋元件返送到反相輸入端）。課題3集成觸發(fā)器集成運放的傳輸特性

運放在線性區(qū)的分析要領(lǐng)有如下兩條。①同相輸入端電位等于反相輸入端電位。這是由于集成運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod→∞，課題3集成觸發(fā)器集成運放的傳輸特性

②同相輸入端電流和反相輸入端電流為0。這是由于集成運放輸入電阻Rid→∞，因此可認為兩個輸入端電流為0，即iP

=

iN

=

0。但兩個輸入端并沒有真正斷開，因此稱為“虛斷”。課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

1.實訓(xùn)內(nèi)容1、了解集成運算放大器的結(jié)構(gòu)；2、掌握集成運算放大器的工作原理；3、掌握蓄電池電壓過低報警電路的工作原理。課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

2.實訓(xùn)目的及要求1、學(xué)生了解集成運算放大器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、學(xué)生具備看圖接線的能力；3、學(xué)生掌握分析電路的能力；4、學(xué)生能夠具有調(diào)節(jié)阻值改變控制電壓的能力。課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

3.實訓(xùn)工具及設(shè)備萬用表、導(dǎo)線、運算放大器LM741和相關(guān)電阻電容、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓管、蓄電池、穩(wěn)壓電源和THDL—1型數(shù)字邏輯實驗箱。課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作LM741為高增益運算放大器，結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作圖16-1LM741運算放大器的結(jié)構(gòu)圖(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作如圖所示，蓄電池電壓過低報警電路由集成運放（LM741）、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管及一些電阻組成。

(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作需要注意事項(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(1)在THDL—1型數(shù)字邏輯實驗箱中插入運算放大器LM741芯片。(2)根據(jù)圖16-2接線。(3)把數(shù)字萬用表撥到直流電壓檔20V。(2)實訓(xùn)步驟課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(4)把穩(wěn)壓器的輸出電壓調(diào)節(jié)到12V，觀察發(fā)光二極管是否發(fā)光，把萬用表的低壓端放在芯片的引腳4上，另一端分別與芯片的引腳2、3、6和7相連，記錄下得到的電壓值。

(2)實訓(xùn)步驟課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(5)把穩(wěn)壓器的輸出電壓調(diào)節(jié)到11V，觀察發(fā)光二極管是否發(fā)光，把萬用表的低壓端放在芯片的引腳4上，另一端分別與芯片的引腳2、3、6和7相連，記錄下得到的電壓值。(2)實訓(xùn)步驟課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(6)把穩(wěn)壓器的輸出電壓調(diào)節(jié)到9V，觀察發(fā)光二極管是否發(fā)光，把萬用表的低壓端放在芯片的引腳4上，另一端分別與芯片的引腳2、3、6和7相連，記錄下得到的電壓值。

(2)實訓(xùn)步驟課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作(7)把穩(wěn)壓器的電壓調(diào)到12V，然后逐步使穩(wěn)壓器的輸出電壓變小，觀察發(fā)光二極管開始發(fā)光時的電壓，并記錄電壓值。

(2)實訓(xùn)步驟課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

蓄電池電壓過低報警電路

4.實訓(xùn)原理與操作1、簡要說明LM741的工作原理？2、簡要說明LM741的各引腳的作用？3、如果用蓄電池作為電源，能否使加在引腳3的電壓降低到10V以下，如何實現(xiàn)？4、如果想改變控制電壓，如何實現(xiàn)？(3)思考討論題課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

1.實訓(xùn)內(nèi)容1、了解555定時器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、了解555定時器的外部接線引腳的功能；3、掌握轉(zhuǎn)向燈控制電路的工作原理；

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

2.實訓(xùn)目的及要求

1.學(xué)生了解555定時器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2.學(xué)生具備看圖接線的能力；3.

學(xué)生掌握分析電路的能力；4.學(xué)生能夠具有調(diào)節(jié)阻值改變效果的能力。

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

3.實訓(xùn)工具及設(shè)備

萬用表、繼電器、導(dǎo)線、555定時器和相關(guān)電阻電容、二極管、閃爍燈、轉(zhuǎn)向開關(guān)、蓄電池和THDL—1型數(shù)字邏輯實驗箱。課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作

555定時器是一種多用途的單片集成電路。若在其外部配上一些電阻和電容元件，便能構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等各種不同用途的脈沖電路。由于它性能優(yōu)良，使用靈活方便，所以在汽車電子電路中得到廣泛地應(yīng)用。(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作圖為555定時器構(gòu)成的觸發(fā)電路圖，電阻和電容C是定時元件；是輸入觸發(fā)信號，下降沿有效，接到555時基電路的引腳2，引腳3是輸出信號。(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作(1)工作原理

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作如圖所示，利用555時基電路的輸出端3接繼電器J的線圈，使繼電器按多諧振蕩頻率進行工作，繼電器的觸點接到轉(zhuǎn)向燈的電源回路中(如圖中J所示)，控制轉(zhuǎn)向燈電源的通斷，使轉(zhuǎn)向燈按一定頻率閃爍。(2)控制電路

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作(2)控制電路

圖17-2555定時器構(gòu)成的汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作如果駕駛員撥下左轉(zhuǎn)向指示燈開關(guān)電路如圖所示，此時左轉(zhuǎn)向指示燈與蓄電池以及搭鐵便構(gòu)成一回路。但由于繼電器的常開觸點與之串聯(lián)，所以只有當(dāng)555定時器的引腳3顯示高電位時繼電器才得電吸合，這樣左轉(zhuǎn)向燈就被點亮。(2)控制電路

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作當(dāng)C1充電結(jié)束時引腳3便顯低電平，繼電器斷電使觸點斷開，這樣左轉(zhuǎn)向燈由于不能形成一閉合回路而熄滅。如此重復(fù)進行，由于繼電器得斷電的頻率比較大，所以就能夠感覺燈在閃爍。(2)控制電路

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.實訓(xùn)原理與操作圖中與轉(zhuǎn)向燈并聯(lián)的電阻起到降低轉(zhuǎn)向燈兩端的電壓，防止因電流過高而燒壞轉(zhuǎn)向燈。(2)控制電路

課題4555電路在汽車中的應(yīng)用

555電路汽車轉(zhuǎn)向燈閃光電路

4.