電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)課件

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)2024/4/17電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)一、獲獎學(xué)生感言熱情是保持一個人對一件事物的熱忠程度，它可以引導(dǎo)你，為你注入強大的動力。相信很多人參加國賽純粹是為了將來找工作時可以在自己的簡歷上填上這個經(jīng)歷，這就不是一種熱情了。其次，我看到好多人都站在考研和參賽的抉擇口，在此我額外補充一點。我覺得這種情況最好要不要遲疑太久，要明確自己的方向，當(dāng)機立斷，免得兩頭分心，吃力又不合算（畢竟一個人精力有限）。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)收集競賽信息如果你有意參加的話，平時就要多關(guān)注全國電子競賽信息，收集一些往年競賽資料，了解評分規(guī)則，這些都是很有必要的。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)團(tuán)隊一個能在全國大學(xué)生電子競賽中得獎的團(tuán)隊必須具備這么幾個特征:絕對喜歡電子開發(fā)。在軟件、硬件、論文寫作中各有所長。你想想3個只會C語言的家伙合一起能干什么。選好團(tuán)隊后就要確定團(tuán)隊核心人物。大家一定都能想得到，一旦進(jìn)入備戰(zhàn)階段，組員間的探討是必然的，各抒己見固然好，但往往也比較容易起爭執(zhí)。這時如果有個核心人物，他的話在非常時期大家必須絕對服從，他說了算。 要想獲得成功，就必須認(rèn)清自己團(tuán)隊的優(yōu)勢，充分調(diào)用組員中的優(yōu)勢資源，比如：某個組員在編程方面有優(yōu)勢，那么就應(yīng)該合理分配編程工作給他，這樣大家分工也就相對明確了，也都能充分發(fā)揮自己的所長，將團(tuán)對協(xié)作的力量發(fā)揮到最大。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)根基磨刀不誤砍材功，根基不牢就不要往上爬，爬得越高，摔得越重。這個方面，你需要連接常用的電路，如高增益放大電路，跟隨電路，濾波電路的設(shè)計，學(xué)習(xí)protel制圖軟件，會劃電路原理圖，會PCB制板。在準(zhǔn)備期間一定要學(xué)會用萬用板焊接電路，或者用三氯化鐵腐蝕電路，這個效果非常好。在正式比賽前，一定要于團(tuán)隊在4天內(nèi)練習(xí)做一個完整的電子系統(tǒng)，時間安排在8月初最好（推薦凌陽大學(xué)計劃賽前熱身套件），不要以為你能做好各個模塊，但是聯(lián)機調(diào)試你就不一定成功，總是會缺點什么，事實證明，大部分的競賽隊失敗就失敗在最后的聯(lián)機。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電子設(shè)計競賽的核心器件的選擇(單片機)選型CPU是電子設(shè)計競賽的核心器件。現(xiàn)在的微處理器很多，如比較古老的8051單片機，AVR單片機，PIC單片機，MSP430單片機?，F(xiàn)在也出了很多新型單片機，這類單片機含有很多的擴充資源，如大量的FLASH(這些FLASH對LCD字庫很有幫助)、中速AD,D\A、多定時器、PWM，語音功能等等，這些資源會給開發(fā)帶來很多的方便。從個人經(jīng)驗看，競賽一定要用自己擅長的單片機，但根據(jù)題目的不同，不同的單片機實現(xiàn)起來難度也不一樣?，F(xiàn)在很多人都喜歡上了嵌入式和DSP。根據(jù)09年競賽的精神利用嵌入式與DSP參加電子競賽也會逐漸提到日程上來，如果做的是關(guān)于高速數(shù)據(jù)處理的的題目，比如高速數(shù)據(jù)采集，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊龋@樣這兩個東西會有用武之地。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)基本模塊參加電子設(shè)計競賽，離不開一些基本模塊。如LED,LCD子電路，子程序。（這點凌陽的61板做的很好，有很多現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)可以調(diào)用）AD,DA電路，搞控制的總得選好步進(jìn)電機的型號，驅(qū)動電路，驅(qū)動程序吧，那搞無線的應(yīng)該準(zhǔn)備什么呢？自己去想吧！有一個一等獎選手告訴過我， 他說“在競賽前我就知道我會得獎，因為我把該準(zhǔn)備的東西都準(zhǔn)備了，而且在比賽前幾天都夢到了比賽題目",他說得有點夸張，但是也很可信，足以證明這個準(zhǔn)備對整個比賽有舉足輕重的作用。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽試題每年的競賽試題都有很多相似的地方，控制類的如簡單的工業(yè)控制、小車；傳統(tǒng)題目如數(shù)據(jù)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集，無線傳輸系統(tǒng)；電源設(shè)計；簡單儀器、儀表設(shè)計（每年必要一題)如2005年的簡易頻譜分析儀，2003年的簡易邏輯分析器。建議為了奪獎的朋友專注自己的強項。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)身體是革命的本錢這也是很容易忽略的一點。4天3夜是個什么概念，我想大家都要清楚點。既然下定決心參賽，就要調(diào)理好身體，以最佳的狀態(tài)來迎接挑戰(zhàn)。否則，千載難逢的機會就可能擦肩而過，留下的就將會是遺憾。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)良好心態(tài)競賽不僅僅是技能的競爭，更是良好心態(tài)的比拼。比賽期間，肯定都會遇到這樣那樣的問題，如果沒有善始善終，持之以恒的決心，三天打魚，兩天曬網(wǎng)，是走不到最后的。要切切實實按照制定好的進(jìn)程走，該做哪項任務(wù)，就要盡量克服一切困難做完，該今天做的，就不能留到明天。具備以上條件后，你還應(yīng)該做的就是自信了。 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)論文的書寫一個獲得一等獎的團(tuán)隊，必然有文筆不錯善于表達(dá)的人物。一個團(tuán)隊的設(shè)計理念和思想需要通過他公布于眾，讓評委團(tuán)了解和認(rèn)同你們的觀點，論文的書寫也是考察寫作基本功的關(guān)鍵要素。切記現(xiàn)在不是酒香不怕巷子深的年代了，因為可以選擇的對象太多，要學(xué)會主動出擊。所以說一個好的團(tuán)隊是成功的一半！ 電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)近年來新動向性價比：第一個就是做出來的產(chǎn)品的性能價格比應(yīng)該是比較好的。不能為完成一個比較簡單的任務(wù)，用一個非常復(fù)雜，非常昂貴的小系統(tǒng)合和方法去完成。這是不符合社會發(fā)展需要的。節(jié)能性：為了維持社會的可持續(xù)性發(fā)展，我們的產(chǎn)品必須盡可能的節(jié)能。不能為完成某一功能我們就耗電、耗損很大，甚至于造成其它的污染。這是不行的。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)二、競賽時間競賽時間定于競賽舉辦年度的9月份，賽期四天（具體日期屆時通知）。從1997年開始，每二年舉辦一屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，即凡逢單數(shù)年號時舉辦全國競賽。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三、競賽采用全國統(tǒng)一命題、分賽區(qū)組織的方式競賽采用“半封閉、相對集中”的組織方式進(jìn)行。競賽期間學(xué)生可以查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，隊內(nèi)學(xué)生集體商討設(shè)計思想，確定設(shè)計方案，分工負(fù)責(zé)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，以隊為基本單位獨立完成競賽任務(wù)；競賽期間不允許任何教師或其他人員進(jìn)行任何形式的指導(dǎo)或引導(dǎo)；競賽期間參賽隊員不得與隊外任何人員討論商量。參賽學(xué)校應(yīng)將參賽學(xué)生相對集中在一個或幾個實驗室內(nèi)進(jìn)行競賽，便于組織人員巡查。為保證競賽工作，競賽所需設(shè)備、元器件等均由各參賽學(xué)校負(fù)責(zé)提供。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)四、命題范圍

應(yīng)以電子技術(shù)（包括模擬低頻、高頻和數(shù)字電路）應(yīng)用設(shè)計為主要內(nèi)容?？梢陨婕皢纹瑱C、可編程邏輯器件、EDA軟件工具和PC機（主要用于開發(fā)）的應(yīng)用。題目包括“理論設(shè)計”和“實際制作與調(diào)試”兩部分。競賽題目應(yīng)具有實際意義和應(yīng)用背景，并考慮到目前教學(xué)基本內(nèi)容和新技術(shù)應(yīng)用趨勢。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)五、題目要求

競賽題目應(yīng)能測試學(xué)生運用基礎(chǔ)知識的能力、實際設(shè)計能力和獨立工作能力。題目原則上應(yīng)包括基本要求部分和發(fā)揮部分，從而使絕大多數(shù)參賽學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)完成基本要求部分的設(shè)計工作，又能便一部分優(yōu)秀學(xué)生有發(fā)揮與創(chuàng)新的余地。

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)六、命題格式1.題目名稱題目名稱要求簡明扼要。2.設(shè)計任務(wù)和要求設(shè)計任務(wù)和要求需要對題目作必要說明，明確提出設(shè)計任務(wù)和對功能指標(biāo)的要求，文字描述準(zhǔn)確，避免含混不清；3.評分標(biāo)準(zhǔn)評分標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計報告、實際制作兩部分提出具體評分細(xì)則，實際制作又分基本要求和發(fā)揮部分?？偡忠话闶?50分，其中設(shè)計報告占50分，基本要求占50分和發(fā)揮部分占50分。4.命題說明命題人應(yīng)對命題的意圖、涉及的主要知識范圍及其它問題予以必要的說明，供全國專家組選題時參考。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)七、題目類型1.綜合題綜合題應(yīng)涵蓋模-數(shù)混合電路，可涉及單片機和可編程邏輯器件的應(yīng)用，并盡可能適合不同類型學(xué)校和專業(yè)的學(xué)生選用；2.專業(yè)題專業(yè)題是側(cè)重于某一專業(yè)（如計算機、通信、自控、電子技術(shù)應(yīng)用等）的題目；3.電路題電路題是側(cè)重于模擬電路、數(shù)字電路、電力電子線路等的題目；4.新型器件和集成電路應(yīng)用題新型器件和集成電路應(yīng)用題側(cè)重于新型器件的應(yīng)用、新型集成電路的應(yīng)用；5.電子產(chǎn)品和儀器初步設(shè)計題常用電子產(chǎn)品和電子儀器初步設(shè)計的題目側(cè)重于某一產(chǎn)品的初步設(shè)計。

不同類型的題目之間，在難易程度上允許有差別。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)八、電子設(shè)計競賽的題目分析

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽從1994年的首屆試點到如今電子設(shè)計競賽的試題來看，可以歸納成7類，即：（1）電源類：簡易數(shù)控直流電源，直流穩(wěn)壓電源（2）信號源類：實用信號源的設(shè)計和制作，波形發(fā)生器，電壓控制LC振蕩器（A題）；（3）高頻無線電類：簡易無線電遙控系統(tǒng)，調(diào)幅廣播收音機，短波調(diào)頻接收機，調(diào)頻收音機，（4）放大器類：實用低頻功率放大器，高效率音頻功率放大器，寬帶放大器（B題)（5）儀器儀表類：簡易電阻、電容和電感測試儀，簡易數(shù)字頻率計，頻率特性測試儀，數(shù)字式工頻有效值多用表，簡易數(shù)字存儲示波器，低頻數(shù)字式相位測量儀（C題，簡易邏輯分析儀（D題，（6）數(shù)據(jù)采集與處理類：多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。（7）控制類：水溫控制系統(tǒng)，自動往返電動小汽車，簡易智能電動車（E題，液體點滴速度監(jiān)控裝置（F題)電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)試題具有實用性強、綜合性強、技術(shù)水平發(fā)揮余地大的特點。涉及到的電子信息類專業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數(shù)字電路、微機原理、電子測量、單片機、可編程邏輯器件、EDA設(shè)計等；實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有：電子線路實驗課、微機原理實驗課、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)等；可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、單片機、可編程邏輯器件等；設(shè)計手段必須采用現(xiàn)代電子設(shè)計方法與開發(fā)工具，如VHDL語言、XilinxFoundationSeriesEDA工具、單片機編程器等。電子設(shè)計競賽的試題既反映了電子技術(shù)的先進(jìn)水平，又引導(dǎo)高校在教學(xué)改革中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)傳統(tǒng)的電子信息類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，重理論、輕實踐；重分析、輕綜合；重個體、輕協(xié)作。實驗內(nèi)容及實驗方法上所存在的內(nèi)容陳舊、形式呆板、方法單一。按傳統(tǒng)方法培養(yǎng)的學(xué)生，在參加電子設(shè)計競賽時，就會發(fā)生諸多的問題。如：理論設(shè)計正確卻無法在工程上實現(xiàn)；單元電路正確卻無法實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；個人能力很強卻各自為政，不能實現(xiàn)強強聯(lián)合等等。電子設(shè)計競賽既不是單純的理論設(shè)計競賽也不僅僅是實驗競賽，而是由一個參賽隊共同設(shè)計、制作完成一個有特定工程背景的題目的優(yōu)劣與快慢的競賽。它既強調(diào)理論設(shè)計，更強調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)。它考核了學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識的能力，更注重考察學(xué)生的創(chuàng)新意識。題目涉及的內(nèi)容是一個課程群，而非單一的一門課程。因此競賽的形式與內(nèi)容基本上符合面向21世紀(jì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和需求，是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的一個挑戰(zhàn)，同時，競賽成績也能從一個側(cè)面反映了這個課程群的教學(xué)水平和教學(xué)改革的成敗。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電源類題目分析

電源類題目有簡易數(shù)控直流電源（1994年）和直流穩(wěn)壓電源（1997年）、數(shù)控直流電流源（F題2005年）、開關(guān)穩(wěn)壓電源（E題2007年）、電能收集充電器2009年、A題--光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置2009年。簡易數(shù)控直流電源（第一屆，1994年）要求設(shè)計制作一個輸出電壓數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，單片機，數(shù)字顯示與控制等。直流穩(wěn)壓電源（第三屆，1997年）要求設(shè)計制作一個交流變換為直流的穩(wěn)定電源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：交流電源降壓和整流，直流電壓穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)，恒流電流源，DC-DC變換器，單片機，數(shù)字顯示與控制等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)信號源類題目分析

信號源類有實用信號源的設(shè)計和制作（1995年）、波形發(fā)生器（2001年）和電壓控制LC振蕩器（2003年）正弦信號發(fā)生器（A題）2005年、音頻信號分析儀（A題2007年）。實用信號源的設(shè)計和制作（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個正弦波和脈沖波信號源，頻率范圍20Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：RC振蕩器，脈沖振蕩器，數(shù)字可調(diào)電位器，單片機，數(shù)字顯示與控制等。波形發(fā)生器（第五屆，2001年）要求設(shè)計制作一個能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和由用戶編輯的特定形狀波形的波形發(fā)生器，頻率范圍100Hz～20kHz，低頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示與控制，濾波器等。電壓控制LC振蕩器（第六屆，2003年）要求設(shè)計制作一個電壓控制LC振蕩器，頻率范圍15MHz～35MHz，高頻信號源。涉及到的基礎(chǔ)知識與制作能力包含：單片機或者可編程邏輯器件，PLL，LC振蕩器，數(shù)字顯示與控制，濾波器，高頻功率放大器等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)放大器類題目分析

放大器類的題目有實用低頻功率放大器（1995年）、測量放大器（1999年）、高效率音頻功率放大器（2001年）和寬帶放大器（2003年）。集成運放參數(shù)測試儀（B題2005年）、寬帶直流放大器（C題2009年）數(shù)字幅頻均衡的功率放大器2009年實用低頻功率放大器（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個具有弱信號放大能力的低頻功率放大器，額定輸出功率POR≥10W，帶寬BW≥（50～10000）Hz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，方波信號發(fā)生器，低頻功率放大器等。測量放大器（第四屆，1999年）要求設(shè)計制作一個測量放大器及所用的直流穩(wěn)壓電源。差模電壓放大倍數(shù)AVD＝1～500。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，信號變換放大器，測量放大器等。高效率音頻功率放大器（第五屆，2001年）要求設(shè)計制作一個高效率音頻功率放大器及其參數(shù)的測量、顯示裝置，3dB通頻帶為300Hz～3400Hz，最大不失真輸出功率≥1W。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，音頻功率放大器等。寬帶放大器（第六屆，2003年）要求設(shè)計并制作一個3dB通頻帶10kHz～6MHz，最大增益≥40dB的寬帶放大器。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電源整流和穩(wěn)壓，AGC，寬帶放大器等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)無線電類題目分析

無線電類題目有簡易無線電遙控系統(tǒng)（1995年）、調(diào)幅廣播收音機（1997年）、短波調(diào)頻接收機（1999年）和調(diào)頻收音機（2001年）。單工無線呼叫系統(tǒng)（D題2005年）、無線識別裝置（B題2007年）無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置2009年簡易無線電遙控系統(tǒng)（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個無線電遙控發(fā)射機和接收機，頻率范圍6～10MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電發(fā)射與接收，編碼與解碼，單片機，數(shù)字顯示等。調(diào)幅廣播收音機（第三屆，1997年）要求設(shè)計制作一個中波廣播收音機，接收頻率范圍540kHz～1600kHz，材料由SONY公司提供。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)幅接收，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。短波調(diào)頻接收機（第四屆，1999年）接收頻率范圍：8MHz～10MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。調(diào)頻收音機（第五屆，2001年）用SONY公司提供的FM/AM收音機集成芯片CXA1019和鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片BU2614，制作一臺調(diào)頻收音機,接收FM信號頻率范圍88MHz～108MHz。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：無線電調(diào)頻接收，PLL，變?nèi)荻O管控制，單片機，數(shù)字顯示等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)儀器儀表類題目分析

儀器儀表類有簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）、簡易數(shù)字頻率計（第三屆，1997年）、頻率特性測試儀（第四屆，1999年）、數(shù)字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）、簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆，2001年）、低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆，2003年），簡易邏輯分析儀（第六屆，2003年）。簡易頻譜分析儀（C題2005年）、數(shù)字示波器（C題2007年）程控濾波器（D題2007年）簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆，1995年）要求設(shè)計制作一個測量范圍：電阻100Ω～1MΩ；電容100pF～10000pF；電感100μH～10mH），測量精度：±5%的電阻、電容和電感測試儀。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電阻、電容和電感參數(shù)變換，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。簡易數(shù)字頻率計（第三屆，1997年）要求設(shè)計制作一個測量范圍信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz；測量誤差≤0.1%數(shù)字頻率計。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。頻率特性測試儀（第四屆，1999年）要求設(shè)計制作一個頻率范圍100Hz～100kHz；頻率步進(jìn)：10Hz；頻率穩(wěn)定度：10-4；測量精度：5％；能在全頻范圍和特定頻率范圍內(nèi)自動步進(jìn)測量的頻率特性測試儀。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：信號變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。數(shù)字式工頻有效值多用表（第四屆，1999年）要求設(shè)計制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為50±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)進(jìn)行測量的數(shù)字式多用表。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：電壓電流變換與檢測，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆，2001年）要求設(shè)計制作一個一臺用普通示波器顯示被測波形的簡易數(shù)字存儲示波器，頻率范圍為DC～50kHz，誤差≤5%。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆，2003年）要求設(shè)計制作一個低頻相位測量系統(tǒng)，包括相位測量儀、數(shù)字式移相信號發(fā)生器和移相網(wǎng)絡(luò)三部分。頻率范圍：20Hz～20kHz，相位測量絕對誤差≤2°。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：相位檢測，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，RC移相網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字顯示等。簡易邏輯分析儀（第六屆，2003年）要求設(shè)計制作一個8路數(shù)字信號發(fā)生器與簡易邏輯分析儀，能產(chǎn)生8路可預(yù)置的循環(huán)移位邏輯信號序列，輸出信號為TTL電平，序列時鐘頻率為100Hz，并能夠重復(fù)輸出。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)數(shù)據(jù)采集與處理類題目分析

數(shù)據(jù)采集與處理類題目有多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，1994年），數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆，1999年），數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（第五屆，2001年）聲音導(dǎo)引系統(tǒng)2009年。多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆，1994年）要求設(shè)計制作一個八路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對50米以外的各路數(shù)據(jù)，通過串行傳輸線進(jìn)行采集和顯示。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：A/D變換，單片機或者可編程邏輯器件，存儲器，數(shù)字顯示等。數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆，1999年）要求設(shè)計制作一個數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)。通帶為300Hz～3.4kHz；ADC采樣頻率fs＝8kHz，字長＝8位；DAC：變換頻率fc＝8kHz，字長＝8位；語音存儲時間≥10秒。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：A/D和D/A變換、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數(shù)字顯示等。數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)（第五屆，2001年）設(shè)計制作一個用于8路模擬信號采集與單向傳輸系統(tǒng)，被測電壓為8路0～5V分別可調(diào)的直流電壓。采用8位A/D變換器。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：A/D變換、噪聲模擬發(fā)生器、調(diào)制與解調(diào)、單片機或者可編程邏輯器件、存儲器和數(shù)字顯示等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)控制類題目分析控制類題目有水溫控制系統(tǒng)（1997年）、自動往返電動小汽車（2001年）、簡易智能電動車（2003年）、液體點滴速度監(jiān)控裝置（第六屆，2003年）。電動車蹺蹺板（F題2007年）、懸掛運動控制系統(tǒng)（E題2005年）、電動車蹺蹺板（F題2007年）水溫控制系統(tǒng)（1997年）控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變。溫度設(shè)定范圍為40～90℃，最小區(qū)分度為1℃，標(biāo)定溫度≤1℃。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：溫度檢測電路，加熱器控制電路，A/D和D/A變換，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。自動往返電動小汽車（2001年）設(shè)計并制作一個能自動往返于起跑線與終點線間的小汽車。車輛從起跑線出發(fā)（出發(fā)前，車體不得超出起跑線），到達(dá)終點線后停留10秒，然后自動返回起跑線（允許倒車返回）。到達(dá)終點線和返回起跑線時，停車位置離起跑線和終點線偏差應(yīng)最小。在限速區(qū)，車輛往返均要求以低速通過，通過時間不得少于8秒。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。簡易智能電動車（2003年）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導(dǎo)線到達(dá)B點。在“直道區(qū)”電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在“直道區(qū)”檢測到的薄鐵片數(shù)目。電動車到達(dá)B點以后進(jìn)入“彎道區(qū)”，沿圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點。C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達(dá)C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。電動車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。電動車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達(dá)到90秒時必須立即自動停車。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電、金屬、超聲波檢測電路，電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。液體點滴速度監(jiān)控裝置（2003年）在滴斗處檢測點滴速度，并制作一個數(shù)顯裝置，能動態(tài)顯示點滴速度（滴/分）。通過改變高度h2控制點滴速度；也可以通過控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來控制點滴速度。點滴速度可用鍵盤設(shè)定并顯示，設(shè)定范圍為20~150(滴/分)，控制誤差范圍為設(shè)定值10%1滴。當(dāng)高度h1降到警戒值（2~3cm）時，能發(fā)出報警信號。涉及到的基礎(chǔ)知識包含有：光電檢測電路，步進(jìn)電機控制電路，單片機或者可編程邏輯器件，數(shù)字顯示等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)九、印制電路板設(shè)計印刷電路板設(shè)計是電子設(shè)計制作中很關(guān)鍵的一步。印制電路板的設(shè)計軟件目前主要有Protel99、Orcad等。設(shè)計步驟①設(shè)計好電路原理圖；②根據(jù)所設(shè)計的原理圖準(zhǔn)備好所需要的元器件；③根據(jù)實物給原理圖中的元器件制作或調(diào)用封裝形式；④形成網(wǎng)絡(luò)表連接文件；⑤在PCB設(shè)計環(huán)境下，規(guī)劃電路板的大小、板層數(shù)量等；⑥調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表連接文件，并布局元器件的位置（自動加手工布局）；⑦設(shè)置好自動布線規(guī)則，并自動布線；⑧形成第二個網(wǎng)絡(luò)表連接文件，并比較兩個網(wǎng)絡(luò)表文件，若相同則說明沒有問題，否則要查找原因；⑨手工布線并優(yōu)化處理⑩輸出PCB文件并制版。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)十、單元電路訓(xùn)練

介紹電子設(shè)計用到的基本單元電路設(shè)計與制作。內(nèi)容：集成直流穩(wěn)壓電源電路信號放大電路信號產(chǎn)生電路信號處理電路聲音報警電路傳感器及其應(yīng)用電路功率驅(qū)動電路顯示電路A/D與D/A電路。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的能源電路，關(guān)系到整個電路設(shè)計的穩(wěn)定性和可靠性，是電路設(shè)計中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。本節(jié)重點介紹三端固定式（正、負(fù)壓）集成穩(wěn)壓器、三端可調(diào)式（正、負(fù)壓）集成穩(wěn)壓器以及DC-DC電路等組成的典型電路設(shè)計。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓u3。濾波電路:將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。直流電源的組成及各部分的作用整

流

電

路濾

波

電

路穩(wěn)

壓

電

路整

流

電

路濾

波

電

路穩(wěn)

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路u1u2u3u4uo電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三端固定式正壓穩(wěn)壓器

國內(nèi)外各廠家生產(chǎn)的三端（電壓輸入端、電壓輸出端、公共接地端）固定式正壓穩(wěn)壓器均命名為78系列，該系列穩(wěn)壓器有過流、過熱和調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，以防過載而損壞。其中78后面的數(shù)字代表穩(wěn)壓器輸出的正電壓數(shù)值（一般有05、06、08、09、10、12、15、18、20、24伏共9種輸出電壓），各廠家在78前面冠以不同的英文字母代號。78系列穩(wěn)壓器最大輸出電流分100mA、500mA、1.5A三種，以插入78和電壓數(shù)字之間的字母來表示。插入L表示100mA、M表示500mA，如不插入字母則表示1.5A。此外，78（L、M）××的后面往往還附有表示輸出電壓容差和封裝外殼類型的字母。常見的封裝形式有TO-3金屬和TO-220的塑料封裝。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三端固定式穩(wěn)壓器的基本應(yīng)用電路如圖所示，只要把正輸入電壓UI加到MC7805的輸入端，MC7805的公共端接地，其輸出端便能輸出芯片標(biāo)稱正電壓UO。實際應(yīng)用電路中，芯片輸入端和輸出端與地之間除分別接大容量濾波電容外，通常還需在芯片引出腳根部接小容量（0.1μF～10μF）電容Ci、Co到地。Ci用于抑制芯片自激振蕩，Co用于壓窄芯片的高頻帶寬，減小高頻噪聲。Ci和Co的具體取值應(yīng)隨芯片輸出電壓高低及應(yīng)用電路的方式不同而異。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)78系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三端固定式負(fù)壓穩(wěn)壓器

三端固定式負(fù)壓穩(wěn)壓器命名為79系列，79前、后的字母、數(shù)字意義與78系列完全相同。圖3.1.5所示為79的基本應(yīng)用電路（以MC7905為例）。圖中芯片的輸入端加上負(fù)輸入電壓UI，芯片的公共端接地，在輸出端得到標(biāo)稱的負(fù)輸出電壓UO，電容Ci用來抑制輸入電壓UI中的紋波和防止芯片自激振蕩，Co用于抑制輸出噪聲。D為大電流保護(hù)二極管，防止在輸入端偶然短路到地時，輸出端大電容上儲存的電壓反極性加到輸出、輸入端之間而損壞芯片。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)79系列三端穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三端可調(diào)式穩(wěn)壓器

三端（輸入端、輸出端、電壓調(diào)節(jié)端）可調(diào)式穩(wěn)壓器品種繁多，如正壓輸出的317（217/117）系列、123系列、138系列、140系列、150系列；負(fù)壓輸出的337系列等。LM317和LM337的封裝形式和引腳如圖3.1.6所示。LM317系列穩(wěn)壓器能在輸出電壓為1.25V～37V的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，外接元件只需一個固定電阻和一個電位器。其芯片內(nèi)也有過流、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)。最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖（a）所示。其中電阻R1與電位器RP組成電壓輸出調(diào)節(jié)電位器，輸出電壓UO的表達(dá)式為：UO=1.25（1+Rp/Rl）式中，R1一般取值為（120～240Ω），輸出端與調(diào)整壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V），所以流經(jīng)電阻R1的泄放電流為5～10mA。與LM317系列相比，負(fù)壓輸出的LM337系列除了輸出電壓極性、引腳定義不同外、其他特點都相同,典型電路如圖3.1.7（b）。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)（a）LM317塑料封裝形式（b）LM337塑料封裝形式圖3.1.6常見三端可調(diào)穩(wěn)壓器的封裝形式電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)可調(diào)式三端穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)正、負(fù)輸出穩(wěn)壓電源

正、負(fù)輸出穩(wěn)壓電源能同時輸出兩組數(shù)值相同、極性相反的恒定電壓。圖3.1.8所示為正、負(fù)輸出電壓固定的穩(wěn)壓電源。它由輸出電壓極性不同的兩片集成穩(wěn)壓器MC7815和MC7915構(gòu)成，電路十分簡單。兩芯片輸入端分別加上±20V的輸入電壓，輸出端便能輸出±15V的電壓，輸出電流為1A。圖中D1、D2為集成穩(wěn)壓器的保護(hù)二極管。當(dāng)負(fù)載接在兩輸出端之間時，如工作過程中某一芯片輸入電壓斷開而沒有輸出，則另一芯片的輸出電壓將通過負(fù)載施加到?jīng)]有輸出的芯片輸出端，造成芯片的損壞。接入D1、D2起的箝位作用，保護(hù)了芯片。圖3.1.8正、負(fù)輸出固定穩(wěn)壓電源圖3.1.9所示是由LM317和LM337組成的正、負(fù)輸出電壓可調(diào)穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為±1.2V～±20V，輸出電流為1A。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)圖3.1.8正、負(fù)輸出固定穩(wěn)壓電源電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)圖3.1.9正、負(fù)輸出可調(diào)穩(wěn)壓電源電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)斬波調(diào)壓電源電路

MC33063A/MC34063A/MC35063A是單片DC/DC變換器控制電路，只需配用少量的外部元件，就可以組成升壓、降壓、電壓反轉(zhuǎn)DC/DC變換器。該系列變換器的電壓輸入范圍為3～40V，輸出電壓可以調(diào)整，輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5A；工作頻率可達(dá)100kHz，內(nèi)部參考電壓精度為2％。本系列電路還有電流限制功能，以下是MC34063A的幾種使用方法。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)MC34063A組成的升壓式DC／DC變換器

電路的輸入電壓為+12V，輸出電壓為+28V，輸出電流可達(dá)175mA。電路中的電阻Rsc為檢測電流，由它產(chǎn)生的信號控制芯片內(nèi)部的振蕩器，可達(dá)到限制電流的目的。輸出電壓經(jīng)R1、R2組成的分壓器輸入比較器的反相端，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性。本電路的效率可達(dá)89．2％。如果需要，本電路在加入擴流管后輸出電流可達(dá)1.5A以上。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電路的輸入電壓為25V，輸出電壓為5V／500mA。電路將1、8腳連接起來組成達(dá)林頓驅(qū)動電路，如果外接擴流管，則可把輸出電流增加到1.5A。當(dāng)電路中的電阻Rsc選擇0.1Ω時，其限制電流為1.1A。本電路的效率為82。5％。

MC34063A組成的降壓式DC／DC變換器電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)MC34063A組成的電壓反轉(zhuǎn)式DC／DC變換器輸入電壓為4.5～6.0V，輸出電壓為-12V／100mA。此電路的限制電流為910mA。外接擴流管可將輸出電流增加到1.5A以上。電路效率為64.5％。它的輸出電壓決定于：

1.25為芯片內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓。通過計算，選取適當(dāng)?shù)腞1和R2值，就可得到不同的電壓輸出范圍。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)精密穩(wěn)壓電源電路

利用三端穩(wěn)壓器MC7805，配合可編程精密電壓基準(zhǔn)TL431,可以組成簡單的精密穩(wěn)壓可調(diào)壓電路。這個電路的輸出電壓可以用下式計算：UO=（1+R1/R2）×2.5V。最小輸出電壓2.5V，最大輸出電壓40V。從電路輸出電壓表達(dá)式可以看到：當(dāng)電路中可調(diào)電阻R1為零時，即TL431的參考端與陰極相接時，輸出電壓為2.495V。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)DC-DC電源電壓

利用單位增益緩沖器BUF634，可以組成+24V變成±12V的對稱電源。由于BUF634的供電范圍為±2.25V～±18V，故該電路可將+4.5～+36V電源電壓轉(zhuǎn)換為上述電壓。兩個10KΩ電阻要精密匹配。在正負(fù)負(fù)載不對稱時，在輸入電壓過高的應(yīng)用中，正負(fù)輸出電流之差不應(yīng)超過250mA。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)受控穩(wěn)壓電源

集成穩(wěn)壓器外接各種形式的開關(guān)電路可構(gòu)成各種類型的受控穩(wěn)壓電源。圖所示為LM117和模擬開關(guān)CC4051構(gòu)成的程控電源。設(shè)LM117的基準(zhǔn)電壓Vr=1.25V,CC4051的導(dǎo)通電阻為400Ω，關(guān)斷電阻為無窮大，其它元件參數(shù)如圖所示，因而三位并行數(shù)字碼取不同值時，電源可輸出2V、5V、12V、15V、18V、24V、30V等8種電壓值。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)LCD顯示器用負(fù)壓電源介紹一種用MAX749來產(chǎn)生LCD負(fù)電壓的方法。MAX749是美國MAXIM公司生產(chǎn)的數(shù)字調(diào)節(jié)LCD負(fù)偏壓發(fā)生器，僅需2V～6V的輸入，就可以輸出－100V甚至更低，且可進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)或電位計調(diào)節(jié)。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)運算放大器電路

1.常用運算放大器類型運算放大器一般可分為通用型、精密型、低噪聲型、高速型、低電壓低功率型、單電源型等幾種。本節(jié)以美國TI公司的產(chǎn)品為例，說明其各類的主要特點。(1)通用型運算放大器通用型運算放大器的參數(shù)是按工業(yè)上的普通用途設(shè)定的，各方面性能都較差或中等，價格低廉，其典型代表是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品μA741、LM358、OP07、LM324、LF412等。(2)精密型運算放大器要求運算放大器有很好的精確度，特別是對輸入失調(diào)電壓UIO、輸入偏置電流IIB、溫度漂移系數(shù)、共模抑制比KCMR等參數(shù)有嚴(yán)格要求。如UIO不大于lmV，高精密型運算放大器的UIO只有幾十微伏，常用于需要精確測量的場合。其典型產(chǎn)品有TLC4501／TLC4502、TLE2027／TLE2037、TLE2022、TLC2201、TLC2254等。(3)低噪聲型運算放大器也屬于精密型運算放大器，要求器件產(chǎn)生的噪聲低，即等效輸入噪聲電壓密度σVn≤15nV／，另外需要考慮電流噪聲密度，它跟輸入偏流有關(guān)。雙極型運算放大器通常具有較低的電壓噪聲，但電流噪聲較大，而CMOS運算放大器的電壓噪聲較大，但電流噪聲很小。低噪聲型運算放大器的產(chǎn)品有TlE2027／TLE2037、TLE2227／TLE2237、TlC2201、TLV2362／TLV2262等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)(4)高速型運算放大器要求運算放大器的運行速度快，即增益帶寬乘積大、轉(zhuǎn)換速率快，通常用于處理頻帶寬、變化速度快的信號。雙極型運算放大器的輸入級是JFET的運算放大器，通常具有較高的運行速度。典型產(chǎn)品有TlE2037／TLE2237、TLV2362、TLE2141／TLE2142／TLE2144、TLE2071、TLE2072／TLE2074、TLC4501等。(5)低電壓、低功率型運算放大器用于低電壓供電，如3V電源電壓運行的系統(tǒng)或電池供電的系統(tǒng)。要求器件耗電小(500μA)，能低電壓運行(3V)，最好具有軌對軌（railtorail）性能，可擴大動態(tài)范圍。主要產(chǎn)品有TLV2211、TLV2262、TLV2264、TLE2021、TLC2254、TLV2442、TLV2341等。(6)單電源型運算放大器單電源運算放大器要求用單個電源電壓(典型電壓為5V)供電，其輸入端和輸出端的電壓可低達(dá)0V。多數(shù)單電源型運算放大器是用CMOS技術(shù)制造的。單電源型運算放大器也可用于對稱電源供電的電路，只要總電壓不超過允許范圍即可。另外，有些單電源型運算放大器的輸出級不是推挽電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)信號跨越電源中點電壓時會產(chǎn)生交越失真。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)運算放大器的基本參數(shù)表示運算放大器性能的參數(shù)有：單/雙電源工作電壓、電源電流、輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻、轉(zhuǎn)換速率、差模輸入電阻、失調(diào)電流溫漂、輸入偏置電流、偏置電流溫漂、差模電壓增益、共模電壓增益、單位增益帶寬、電源電壓抑制、差模輸入電壓范圍、共模輸入電壓范圍、輸入噪聲電壓、輸入噪聲電流、失調(diào)電壓溫漂、建立時間、長時間漂移等。不同的運算放大器參數(shù)差別很大，使用運算放大器前需要對參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的分析。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)運算放大器選用時注意事項

（1）若無特殊要求，應(yīng)盡量選用通用型運放。當(dāng)一個電路中有多個運放時，建議選用雙運放（如LM358）或四運放（如LM324等）。（2）應(yīng)正確認(rèn)識、對待各種參數(shù)，不要盲目片面追求指標(biāo)的先進(jìn)，例如場效應(yīng)管輸入級的運放，其輸入阻抗雖高，但失調(diào)電壓也較大，低功耗運放的轉(zhuǎn)換速率必然也較低；各種參數(shù)指標(biāo)是在一定的測試條件下測出的，如果使用條件和測試條件不一致，則指標(biāo)的數(shù)值也將會有差異。（3）當(dāng)用運放作弱信號放大時，應(yīng)特別致意選用失調(diào)以及噪聲系數(shù)均很小的運放，如ICL7650。同時應(yīng)保持運放同相端與反相端對地的等效直流電阻等。此外，在高輸入阻抗及低失調(diào)、低漂移的高精度運放的印刷底板布線方案中，其輸入端應(yīng)加保護(hù)環(huán)。（4）當(dāng)運放用于直流放大時，必須妥善進(jìn)行調(diào)零。有調(diào)零端的運放應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)推薦的調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零；若沒有調(diào)零端的運放，則可參考圖3.2.1進(jìn)行調(diào)零。（5）為了消除運放的高頻自激，應(yīng)參照推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當(dāng)電容消振，同時應(yīng)盡量避免兩級以上放大級級連，以減小消振困難。為了消除電源內(nèi)阻引起的寄生振蕩，可在運放電源端對地就近接去耦電容，考慮到去耦電解電容的電感效應(yīng)，常常在其兩端在并聯(lián)一個容量為0.01~0.1μF的瓷片電容。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)一.反相比例運算電路虛地點電壓并聯(lián)負(fù)反饋為保證集成運放輸入級差分放大電路的對稱性，令：1?；倦娐啡秉c？基本運放應(yīng)用電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)實際應(yīng)用時還應(yīng)注意以下幾點：

（1）本電路的電壓放大倍數(shù)不宜過大。通常Rf宜小于1MΩ，因Rf過大會影響阻值的精度；R1不宜過小，R1過小將要從信號源或前級吸取較大的電流。（2）作為閉環(huán)負(fù)反饋工作的放大器，其小信號上限工作頻率fH受運放增益帶寬積GWB=Avd?fH的限制。以μA741為例，其開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud=105倍，開環(huán)fH=10Hz，故運放的單位增益上限頻率fT=1MHz，即作為電壓跟隨器或反相器工作時的最高工作頻率為1MHz。若用μA741設(shè)計Auf為20dB即便10倍的放大電路，則電路允許的上限頻率為100kHz。（3）如果運放工作于大信號輸入狀態(tài)，則此時電路的最大不失真輸入幅度Vim及信號頻率將受運放轉(zhuǎn)換速率SR的制約。仍以μA741為例，其SR=0.5V/μs,若輸入信號的最高頻率為100kHz，則其不失真最大輸入電壓Vim<=(SR)/(2

fmax)=0.5

106/2

105=0.8V。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)同相比例運算電路R‘=Rf//R電壓串聯(lián)負(fù)反饋優(yōu)點：輸入電阻高缺點：存在共模輸入電壓uP=uN=ui分析：（虛短）（虛斷）變化一下電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電壓跟隨器特點：輸入電阻大，輸出電阻小、電壓放大倍數(shù)近似1。在電路中作用與分立元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)加減運算電路輸出電壓與同相輸入端信號電壓相同,與反相輸入端信號電壓相反.因而如果多個信號同時作用于兩個輸入端時,可以實現(xiàn)加減運算.?電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)差動放大電路

其輸出電壓為：Vo=(Rf/R1)?V1+(1+Rf/R1)·(1+R3/(R2+R3))·V2電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三運放構(gòu)成的精密放大器應(yīng)用：儀表用放大器電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)測量放大器又稱數(shù)據(jù)放大器、儀表放大器。其主要特點是：輸入阻抗高、輸出阻抗低，失調(diào)及零漂很小，放大倍數(shù)精度可調(diào)，具有差動輸入、單端輸出，共模抑制比很高。適用于大的共模電壓背景下對緩變微弱的差值信號進(jìn)行放大，常用于熱電偶、應(yīng)變電橋、生物信號等的放大。市場上測量放大器品種繁多，有通用型如INAll0、INAll4／115、INAl31等；有高精度型如AD522、AD524、AD624等；有低噪聲低功耗型如INAl02、INAl03等及可編程型如AD526。下面介紹高精度型單片集成測量放大器AD522。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)數(shù)字式溫度計電路電壓比較器驅(qū)動電壓表，實現(xiàn)數(shù)字化顯示電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)積分運算電路應(yīng)用:調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)、波形的產(chǎn)生和變換、儀器儀表電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)應(yīng)用舉例：輸入方波，輸出是三角波。tui0tuo0電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)積分運算電路在不同輸入情況下的波形電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)微分運算電路微分運算電路作用：三角波方波方波尖脈沖正弦波正弦波移相－90電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)實用微分運算電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)PID調(diào)節(jié)器稱為比例積分微分調(diào)節(jié)器電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)信號產(chǎn)生電路

在各種電子設(shè)計制作過程中，需要產(chǎn)生各種波形，如矩形波，正弦波，三角波，單脈沖波等。產(chǎn)生的方法主要利用運算放大器或?qū)Ｓ媚M集成電路，配以少量的外接元件可以構(gòu)成各種類型的信號發(fā)生器。信號發(fā)生器又可分為正弦波發(fā)生器（又稱為張弛振蕩器）和非正弦波發(fā)生器兩大類。由模擬集成電路構(gòu)成的正弦波發(fā)生器，其工作頻率多是1MHz以下，其電路通常由工作于線性狀態(tài)的運算放大器和外接移相選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。選用不同的移相選頻網(wǎng)絡(luò)便構(gòu)成不同類型的正弦波發(fā)生器。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)非正弦波發(fā)生器通常由運放構(gòu)成的滯回比較器（又稱施密特觸發(fā)器）和有源或無源積分電路構(gòu)成。不同形式的積分電路便構(gòu)成各種不同類型的非正弦波發(fā)生器，如方波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、鋸齒波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)及雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)脈沖發(fā)生器及階梯波發(fā)生器等。此外，用模擬集成電路構(gòu)成的信號發(fā)生器均需附設(shè)非線性穩(wěn)幅或限幅電路，以確保信號發(fā)生器產(chǎn)生信號的頻率及幅度的高穩(wěn)定度。下面以具體電路舉例簡要說明。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)分立模擬電路構(gòu)成矩形波產(chǎn)生電路

由運算放大器組成的矩形波產(chǎn)生電路如電路圖，圖中參數(shù)R1，R2，R3可根據(jù)具體應(yīng)用情況調(diào)整，而振蕩頻率取決于R，C的大小。頻率計算公式為電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)圖由與非門組成的矩形波產(chǎn)生電路圖中7400構(gòu)成高頻振蕩器，其頻率決定于RPC，最后一個7400用作隔離級。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)圖中的輸出信號頻率決定于晶振的頻率，其中電阻用來用作運算放大器輸出級集電極開路的負(fù)載。晶振和運放組成的矩形波產(chǎn)生電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)555電路組成的矩形波產(chǎn)生電路P、B間的電阻記為RBP，則充電時間為0.693RAPC1，放電時間為0.693RBPC1，占空比D和頻率f為：

A、P間的電阻為電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)正弦波產(chǎn)生電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)自激式的等效電感振蕩器振蕩頻率。

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)三角波產(chǎn)生電路是用于幅度調(diào)節(jié)，用于控制的充電電流，進(jìn)行頻率的調(diào)節(jié)。是一個積分器；是一個門限檢測器；電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)圖示電路中R1/R2決定三角波輸出幅度，振蕩頻率為由運放組成的三角波和方波發(fā)生器多種信號發(fā)生電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)單片集成電路函數(shù)發(fā)生器IC8038

工作頻率為幾Hz至幾百千Hz之間，它可以同時輸出方波、三角波、正弦波等信號。調(diào)節(jié)頻率范圍，其范圍值為20Hz—20KHz電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)信號處理電路

信號處理電路主要利用集成運算放大器或?qū)Ｓ媚M集成電路，配以少量的外接元件可以構(gòu)成各種功能的處理電路。主要功能有信號放大、信號濾波、阻抗匹配、電平變換、非線性補償、電流/電壓轉(zhuǎn)換、電壓/頻率轉(zhuǎn)換等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)有源濾波電路

濾波電路的作用實質(zhì)上是“選頻”，即允許某一部分頻率的信號順利通過，而使另一部分的頻率的信號被急劇衰減（即被濾掉）。在無線電通訊，自動測量及控制系統(tǒng)中，常常利用濾波電路進(jìn)行模擬信號的處理，如用于數(shù)據(jù)傳送，抑制干擾等。濾波電路的種類很多，這里主要介紹集成運算放大器和RC網(wǎng)絡(luò)組成的有源濾波電路。根據(jù)其工作信號的頻率范圍，濾波器可以分為四大類，它們是低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）、帶通濾波器（BPF）和帶阻濾波器（BEF）。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)由運放組成的有源低通濾波器截止頻率為電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)由運放組成的多功能有源濾波電路電路能提供低通、帶通、高通三種濾波特性。當(dāng)信號從反相端輸入時，高通、低通輸出端信號的截止頻率均為，當(dāng)信號從同相端輸入時，帶通中心頻率為：，。

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電壓/頻率、頻率/電壓變換電路電壓—頻率變換電路（VFC）能把輸入信號電壓變換成相應(yīng)的頻率信號，既它的輸出信號頻率與輸入信號的電壓值成正比例，故又稱之為電壓振蕩器（VCO）。VFC廣泛的應(yīng)用于調(diào)頻、調(diào)相、模/數(shù)變換（A/D）、數(shù)字電壓表、數(shù)據(jù)測量儀器及遠(yuǎn)距離遙測遙控設(shè)備中。由通用模擬集成電路組成的VFC電路，尤其是專用模擬集成V/F轉(zhuǎn)換器，其性能穩(wěn)定、靈敏度高、非線性誤差小。VFC電路通常主要由積分器、電壓比較器、自動復(fù)位開關(guān)電路等三部分組成。各種類型VFC電路的主要區(qū)別在于復(fù)位方法及復(fù)位時間不同而已。模擬集成V/F、F/V轉(zhuǎn)換器，具有精度高、線性度高，溫度系數(shù)低、功耗低、動態(tài)范圍寬等一系列優(yōu)點，目前已廣泛地應(yīng)用與數(shù)據(jù)采集，自動控制和數(shù)字化及智能化測量儀器中。集成V/F、F/V轉(zhuǎn)換器大多采用恒流源復(fù)位型VFC電路作基本電路。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電壓-頻率轉(zhuǎn)換器電路電路采用多諧振蕩器CA3130，產(chǎn)生恒定幅度和寬度的脈沖。輸出電壓經(jīng)積分電路（R3、C2）加到比較器的同相輸入端，比較器輸出經(jīng)R4、D4反饋至A1的反相輸入端。輸入電壓范圍在0~10V輸出頻率在0~10KHz，轉(zhuǎn)換靈敏度為1KHz/1V電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)用比較器組成的壓控振蕩器電路為利用比較器SF339（或LM339）組成壓控振蕩器。電路由三個部分組成，A比較器構(gòu)成積分器，控制電壓UC對電容充電；B比較器接成施密特觸發(fā)器，實現(xiàn)三角波到方波的轉(zhuǎn)換；C比較器接為控制開關(guān)，控制電容器的放電。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)頻率-電壓轉(zhuǎn)換器施密特反相器CC40106的USS端接至運放的“虛地”端。輸入為低電平時，反相器輸出為高電平對C1充電；輸入為高電平時，C1放電。在一個周期內(nèi)平均放電電流為I=Q/T=UDDC1f，輸出電壓UO=-IR=-UDDRC1f，電容C2、C3有抑制開關(guān)尖峰，起平滑濾波的作用。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電流-電壓變換電路將微小電流轉(zhuǎn)換成電壓的變換器，圖中的參數(shù)可以將5pA的電流變換成5V電壓輸出。若將圖中的有關(guān)電阻減小則可以將毫安級的電流變換成幾伏級電壓。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)聲音報警電路

聲音報警電路通常可以有兩種方法實現(xiàn)一是采用單片機或可編程邏輯器件完成二是采用分立元件實現(xiàn)。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)分立元件制作的聲音報警電路LM555電路構(gòu)成的高頻多諧振蕩器由啟動信號啟動后，使LM555的第4腳為高電平，可以產(chǎn)生音頻信號，Q2則用作音頻放大器和揚聲器的驅(qū)動；實際應(yīng)用時，也可以將揚聲器的電容隔離后接在第3腳的電阻上。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)或非門CD4001A和B構(gòu)成低頻振蕩器在啟動信號（低電平有效）觸發(fā)下，使或非門A的一個輸入端為邏輯“0”，振蕩器從而被激發(fā)，它產(chǎn)生的低頻（約10Hz）方波對高頻振蕩器（由C、D門組成）進(jìn)行門控制，產(chǎn)生大約1KHz的信號。調(diào)整低頻信號的頻率，調(diào)整可以改變音調(diào)。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)與單片機接口的聲音報警電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)與可編程邏輯器件接口的聲音報警電路與程序通過FPGA進(jìn)行預(yù)分頻產(chǎn)生兩種聲音的頻率每隔0.5秒交替輸出一個高電平，編輯程序模塊實現(xiàn)聲音報警功能，按下button鍵后產(chǎn)生報警信號通過alarm輸出到上圖所示的報警電路可以得到蜂鳴報警聲。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)傳感器及其應(yīng)用電路

1.傳感器定義傳感器是能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測物理量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號輸出的器件或裝置。傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的電子電路所組成。2.傳感器分類（1）按傳感器的機理及轉(zhuǎn)換形式分類有結(jié)構(gòu)型、物性型、數(shù)字（頻率）型、量子型、信息型和智能型。（2）按敏感材料分類有半導(dǎo)體型（如元素硅或Ⅲ—V族、Ⅱ—VI族化合物）、功能陶瓷型（如電子型半導(dǎo)體瓷、壓電瓷）、功能高聚物型（如各種高分子有機半導(dǎo)體、壓電體）等。（3）按測量對象參數(shù)分類有光傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、磁傳感器、壓力（壓強）感器、振動傳咸器、超聲波傳感器等。（4）按應(yīng)用領(lǐng)域分類有機器人傳感器、醫(yī)用（生物）感器、環(huán)保傳感器、各種過程和檢測傳感器等。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)霍爾傳感器基本原理霍爾傳感器是利用半導(dǎo)體的磁電效應(yīng)中的霍爾效應(yīng)，將被測量轉(zhuǎn)換成霍爾電勢?；魻栃?yīng)：將一載流體置于磁場中靜止不動，若此載流體中的電流方向與磁場方向不相同時，則在此載流體中平行于由電流方向和磁場方向所組成的平面上將產(chǎn)生電勢，此電勢稱為霍爾電勢，此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)溫度傳感器

1.分類 溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中占據(jù)首位。其中將溫度轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱為熱電阻和熱敏電阻傳感器；將溫度轉(zhuǎn)換成電勢變化的稱為熱電偶傳感器。2.熱電偶溫度傳感器基本原理熱電偶傳感器能將溫度變化量轉(zhuǎn)換為熱電勢，理論是建立在熱電效應(yīng)基礎(chǔ)上。熱電效應(yīng)：將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合回路，如果兩個結(jié)點的溫度不同，則回路中將產(chǎn)生一定的電流（電勢），其大小與材料性質(zhì)及結(jié)點溫度有關(guān)，這種物理現(xiàn)象即為熱電效應(yīng)。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)金屬傳感器光電傳感器超聲波傳感器電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)功率驅(qū)動電路

直流電機驅(qū)動接口電路直流電動機驅(qū)動電路主要用來控制直流電動機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度。改變直流電動機兩端的電壓可以控制電動機的轉(zhuǎn)動方向。控制直流電動機的轉(zhuǎn)速，有不同的方案。競賽中對玩具電機控制，可以采用由小功率三極管8050和8550組成的H型PWM電路。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)直流電動機PWM驅(qū)動電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)步進(jìn)電機及驅(qū)動電路單電壓驅(qū)動單電壓驅(qū)動是指電動機繞組在工作時，只采用一個電壓電源對繞組供電，如圖3.7.8所示，特點是電路簡單。電路中的限流電阻R決定了時間常數(shù)，但R1太大會使繞組供電電流減小，會使電動機的高頻性能下降。在R1兩端并聯(lián)一個電容，可以使電流的上升波形變陡，改善高頻特性，但又會使低頻特性變差。同時R1要耗能，效率較低。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)集成電路驅(qū)動

目前已有多種步進(jìn)電動機驅(qū)動集成電路芯片，大多將驅(qū)動電路和保護(hù)電路集成在一起，下面介紹小功率步進(jìn)電動機的專用驅(qū)動芯片UCN5804B的功能和應(yīng)用。UCN5804B集成電路芯片適用于四相步進(jìn)電動機的單極性驅(qū)動，輸出最大電流為1.5A，電壓為35V，內(nèi)部集成有驅(qū)動電路、脈沖分配器、續(xù)流二極管和過熱保護(hù)電路，可以工作在單四拍、雙四拍和八拍方式，上電自行復(fù)位，可以控制轉(zhuǎn)向和輸出使能。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)繼電器電路略電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)顯示電路

LED顯示器接口電路多位數(shù)字顯示控制技術(shù)多個數(shù)字LED顯示器顯示控制方式有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式兩種形式。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)一個四位LED靜態(tài)顯示電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)一個４位７段LED動態(tài)顯示電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)使用三極管驅(qū)動的LED動態(tài)顯示電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)74LS245組成的LED動態(tài)顯示驅(qū)動電路電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)LCD顯示器的控制

LCD顯示的原理在外加電場的作用下，液晶顯示器件的具有偶極矩的液晶棒狀分子在排列狀態(tài)上發(fā)生變化，使得通過液晶顯示器件的光被調(diào)制，從而呈現(xiàn)明與暗或透過與不透過的顯示效果。下面介紹FPGA驅(qū)動點陣字符型液晶顯示模塊(MDLS)的方法與程序。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)FPGA驅(qū)動MDLS字符型液晶顯示模塊的原理采用專用IC芯片可以實現(xiàn)MDLS字符型液晶顯示模塊的驅(qū)動，但專用IC芯片的資源有限，設(shè)計不靈活。采用FPGA驅(qū)動MDLS字符型液晶顯示模塊的原理方框圖如圖3.8.8所示，主要由按鍵控制部分、FPGA驅(qū)動電路和液晶顯示模塊組成。用戶通過按鍵控制電路對FPGA驅(qū)動電路進(jìn)行初始化控制，F(xiàn)PGA控制器驅(qū)動液晶顯示模塊，實現(xiàn)對字符型液晶顯示的驅(qū)動功能。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)A/D轉(zhuǎn)換器常用的A/D轉(zhuǎn)換器有積分型、逐次逼近型、并行比較型/串并行型、Σ-Δ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。1.積分型（如TLC7135）積分型A/D工作原理是將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度信號)或頻率(脈沖頻率)，然后由定時器/計數(shù)器獲得數(shù)字值。優(yōu)點是具有高分辨率，缺點是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時間，因此轉(zhuǎn)換速率低。2.逐次比較型（如TLC0831）逐次比較型A/D由一個比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。優(yōu)點是速度較高、功耗低，在低分辨率（<12位）時價格便宜，但高精度（>12位）時價格很高。3.并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）并行比較型A/D采用多個比較器，僅作一次比較而實行轉(zhuǎn)換，又稱FLash(快速)型。由于轉(zhuǎn)換速率極高，n位的轉(zhuǎn)換需要2n-1個比較器，因此電路規(guī)模也極大，價格也高，適用于視頻A/D轉(zhuǎn)換器等速度特別高的領(lǐng)域。串并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)上介于并行型和逐次比較型之間，最典型的是由2個n/2位的并行型A/D轉(zhuǎn)換器配合DA轉(zhuǎn)換器組成，用兩次比較實行轉(zhuǎn)換，所以稱為Halfflash(半快速)型。還有分成三步或多步實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的叫做分級（Multistep/Subrangling）型A/D，而從轉(zhuǎn)換時序角度又可稱為流水線（Pipelined）型A/D，現(xiàn)代的分級型A/D轉(zhuǎn)換器中還加入了對多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運算而修正特性等功能。這類A/D速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)4.Σ-Δ調(diào)制型（如A/D7705）Σ-Δ型A/D由積分器、比較器、1位DA轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器等組成。原理上近似于積分型，將輸入電壓轉(zhuǎn)換成時間(脈沖寬度)信號，用數(shù)字濾波器處理后得到數(shù)字值。因此具有高分辨率，主要用于音頻和測量。5.電容陣列逐次比較型電容陣列逐次比較型A/D在內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器中采用電容矩陣方式，也可稱為電荷再分配型。一般的電阻陣列DA轉(zhuǎn)換器中多數(shù)電阻的值必須一致，在單芯片上生成高精度的電阻并不容易。如果用電容陣列取代電阻陣列，可以用低廉成本制成高精度單片A/D轉(zhuǎn)換器。最新的逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器大多為電容陣列式的。壓頻變換型（如AD650）壓頻變換型（Voltage-FrequencyConverter）是通過間接轉(zhuǎn)換方式實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的。其原理是首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成頻率，然后用計數(shù)器將頻率轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。從理論上講這種A/D的分辨率幾乎可以無限增加，只要采樣的時間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個數(shù)的寬度。優(yōu)點是分辨率高、功耗低、價格低，但是需要外部計數(shù)電路共同完成A/D轉(zhuǎn)換。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)

分辨率(Resolution)指數(shù)字量變化一個最小量時模擬信號的變化量，定義為滿刻度與2n的比值。分辨率又稱精度，通常以數(shù)字信號的位數(shù)來表示。轉(zhuǎn)換速率(ConversionRate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的A/D轉(zhuǎn)換所需的時間的倒數(shù)。積分型A/D的轉(zhuǎn)換時間是毫秒級屬低速A/D，逐次比較型A/D是微秒級屬中速A/D，全并行/串并行型A/D可達(dá)到納秒級。采樣時間則是另外一個概念，是指兩次轉(zhuǎn)換的間隔。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成，采樣速率(SampleRate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。因此有人習(xí)慣上將轉(zhuǎn)換速率在數(shù)值上等同于采樣速率也是可以接受的。常用單位是ksps和Msps，表示每秒采樣千/百萬次（kilo/MillionSamplesperSecond）。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)量化誤差(QuantizingError)由A/D的有限分辨率而引起的誤差，即有限分辨率A/D的階梯狀轉(zhuǎn)移特性曲線與無限分辨率A/D（理想A/D）的轉(zhuǎn)移特性曲線（直線）之間的最大偏差。通常是1個或半個最小數(shù)字量的模擬變化量，表示為1LSB、1/2LSB。偏移誤差(OffsetError)輸入信號為零時輸出信號不為零的值，可外接電位器調(diào)至最小。滿刻度誤差(FullScaleError)滿度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。線性度(Linearity)實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移，不包括以上三種誤差。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)幾種模數(shù)轉(zhuǎn)換器的比較類型并行比較型分級型逐次逼近型Σ-Δ型積分型VFC型主要特點超高速高速速度、精度、價格等綜合性價比高高分辨率、高精度高精度、低成本高抗干擾能力低成本、高分辨率分辨率6~108~168~1616~2412~168~16轉(zhuǎn)換時間幾十ns幾十~幾百ns幾~幾十μs幾~幾十ms幾十~幾百ms幾十~幾百ms采樣頻率幾十MSPS幾MSPS幾十~幾百KSPS幾十KSPS幾~幾十SPS幾~幾十SPS價格高高中中低低主要用途超高速視頻處理視頻處理高速數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集工業(yè)控制音頻處理數(shù)字儀表數(shù)字儀表數(shù)字儀表簡易ADC注：SPS為每秒采樣次數(shù)電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)常用的AD轉(zhuǎn)換器

單片集成A/D轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)品很多，下面介紹有代表性的幾種A/D轉(zhuǎn)換器。如AD0809、

TLC5510、AD650

電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)A/D接口電路的設(shè)計

在合理選擇ADC芯片后，還必須正確設(shè)計ADC的外圍電路，通常包括模擬電路、數(shù)字接口電路、電源電路等部分。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)放大器電路

除了少數(shù)ADC本身帶有模擬放大電路外，大多數(shù)ADC的模擬輸入電壓范圍在1~10V之間。大多數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的模擬輸入信號是較小的，通常需要使用模擬放大器。模擬放大器一般選用集成運算放大器，也可以選用儀表放大器和隔離放大器。選擇模擬放大器時主要考慮放大器的帶寬和精度，所選擇的運算放大器的帶寬和精度應(yīng)優(yōu)于所選的ADC。模擬放大器除了放大模擬輸入信號，也有阻抗變化作用。一些ADC的模擬輸入端電阻比較小，而模擬信號源的內(nèi)阻常常比較大，因此需要選用高輸入阻抗、低輸出電阻的放大器。必要時可以加電壓跟隨器，以提高輸入阻抗。電子設(shè)計大賽培訓(xùn)(1)采樣保持器

大多數(shù)ADC在轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換期間要求輸入電壓保持穩(wěn)定不變。對于那些本身不帶有采樣保持器的ADC，在模擬輸入端之前加采樣保持器是必要的。在選用采用保持器時，應(yīng)特別注意捕獲時間和頂降率這兩個參數(shù)，它們將直接影響模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)整體的性能。模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行一次有效的轉(zhuǎn)換，時間上需要經(jīng)歷采樣和轉(zhuǎn)換兩個階段。模擬輸入電壓的采樣是由采樣保持器完成的，捕獲時間正是指采樣階段需要最小時間，因此一次有效的轉(zhuǎn)換時間是采樣保持的捕獲時間和模數(shù)轉(zhuǎn)換時間之和。對于高速ADC來說，尤其要注意選用捕獲時間小的采樣保持器，否則將影響實際有效轉(zhuǎn)換速率。在ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換期間，采樣保持期進(jìn)入采樣保持階段。采樣保持器是靠電容來保持模擬電壓的，由于電容和采樣開關(guān)的漏電流、保持器的輸入偏置電流的影響，保持的模擬電壓會隨時間而下降（或上升），其下降速率就是采樣保持器的頂降率。當(dāng)頂降率過大時，直接影響最終的轉(zhuǎn)換精度。捕獲時間和頂降率除了與采樣保持器有關(guān)外，還與外接的保持電容的容量直接相關(guān)，當(dāng)增大保持電容時，有利于減少頂降率，但捕獲時間會增大。對于模擬輸入電壓變化緩慢的系統(tǒng)，可以不使用采樣保持器。原則上講，在ADC的轉(zhuǎn)換期間，模擬輸入電壓變化不超過±1/2LSB時，就沒必要使用采