電子技術(shù)課程設(shè)計--儀用放大電路的設(shè)計

1、<p>　　課程名稱： 電子技術(shù)設(shè)計與工藝實習(xí)</p><p>　　院 部： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： 自動化10102班 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><

2、;p>　　完成時間： 2012.06.11 </p><p>　　報告成績： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　放大器是電子系統(tǒng)的重要組成部分，了解和掌握放大器對于學(xué)習(xí)和應(yīng)用電子系統(tǒng)有很大的幫助。信號檢測中的放大電路有很多種類型，實際系統(tǒng)

3、中常采用的有測量放大器和隔離放大器。測量放大器主要是實現(xiàn)對微信號的測量，主要通過運(yùn)用集成運(yùn)放組成測量放大電路實現(xiàn)對微弱電壓信號的放大。</p><p>　　本次課程設(shè)計一儀用放大器及其所用的穩(wěn)壓電源。用集成運(yùn)放OP07設(shè)計的儀用放大電路的放大倍數(shù)要在一定范圍內(nèi)可調(diào)，具有高共模抑制比，通頻帶在0～10Hz之間，能克服溫漂、零漂的影響，并且能夠?qū)崿F(xiàn)由單相220V交流電壓供給電路+12V電源和-12V電源。借助Mult

4、isim2001和Proteus仿真軟件對電路的最大輸出電壓、放大倍數(shù)、共模抑制能力以及通頻帶進(jìn)行分析。通過仿真分析驗證了設(shè)計的正確性，達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：儀用放大器；集成運(yùn)放OP07；通頻帶；高共模抑制能力；穩(wěn)壓電源</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The amplif

5、ier is an electronic system important constituent, understand and master the amplifier to the study and application of electronic system has a great help.Signal detection in the amplifying circuit has many types, the act

6、ual system often used in measuring amplifier and isolation amplifier.Measuring amplifier is mainly realized on micro signal measurement, mainly through the use of integrated operational amplifier composition measurement

7、amplification circuit for weak voltage signal ampl</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄1</b></p><p>　　第一章直流穩(wěn)壓源的設(shè)計1<

8、;/p><p>　　1.1電路設(shè)計原理1</p><p><b>　　1.2降壓部分1</b></p><p><b>　　1.3整流部分1</b></p><p><b>　　1.4濾波部分2</b></p><p>　　1.5 穩(wěn)壓部分3&l

9、t;/p><p>　　第二章 儀用放大器的設(shè)計4</p><p><b>　　2.1設(shè)計原理4</b></p><p>　　2.2設(shè)計方案及實現(xiàn)5</p><p>　　2.2.1方案論證與比較5</p><p>　　2.2.2方案的比較8</p><p>　　2.2

10、.3器件選擇8</p><p>　　2.3儀用放大器放大的原理10</p><p>　　第三章 儀表放大電路主要性能指標(biāo)分析12</p><p>　　3.1儀表放大器電路參數(shù)計算12</p><p>　　3.1.1差模放大倍數(shù)12</p><p>　　3.2儀用放大電路主要性能指標(biāo)12</p>

11、<p>　　3..2.1最大輸出電壓12</p><p>　　3.3.2共模抑制能力分析13</p><p>　　3.3.3通頻帶分析13</p><p><b>　　總 結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p&g

12、t;<b>　　致 謝23</b></p><p>　　附錄1 儀用放大電路元件明細(xì)表24</p><p>　　附錄2 放大電路的電路圖25</p><p>　　第一章直流穩(wěn)壓源的設(shè)計</p><p>　　電源是電子設(shè)備的能源電路，關(guān)系到整個電路的穩(wěn)定性和可靠性。在實踐中，有很多因素變化時，都將使直流穩(wěn)壓電源

13、的輸出電壓發(fā)生變化。如電網(wǎng)電壓變動，負(fù)載變動引起輸出電流變化、溫度變化、頻率變化等。所以電源的設(shè)計至關(guān)重要。</p><p><b>　　1.1電路設(shè)計原理</b></p><p>　　單相交流電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換正穩(wěn)定的直流電壓。因此，本次課程設(shè)計中，電源電路主要由降壓部分，整流部分，濾波部分，穩(wěn)壓部分組成。</p>&l

14、t;p>　　電源變壓器的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成整流電路所需要的電壓，整流電路的作用是將交流電壓轉(zhuǎn)換成脈動的直流電壓。濾波的作用是將脈動直流電壓濾除紋波，變成紋波小的直流電壓。穩(wěn)壓電路的作用就是將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。 </p><p><b>　　1.2降壓部分</b></p><p>　　電網(wǎng)電壓為AC220V,預(yù)得到低壓直

15、流必須先進(jìn)行降壓處理。常用降壓方式有變壓器降壓和電容降壓。</p><p>　　電容降壓整流電路體積小、重量輕、成本低，是一些小功率和便攜式用電壓降壓的首選方式。但也存在不足，如輸出功率小，不宜用在大功率用電器中；電容呈容性，無論負(fù)載是否工作都存在一定的功耗，電路安全性低。</p><p>　　變壓器降壓可提供較大的功率，在體積與重量要求不高時應(yīng)用極為廣泛。</p><

16、p>　　本次課程設(shè)計降壓部分主要由變壓器組成，由于要為雙電源的運(yùn)放供電，因此要采用三抽頭的變壓器將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓從而可以得到相位相反的兩個12V的交流源，得到整流濾波電路所需要的交流電壓，輸入到下一級的整流橋，變壓器的型號為12V的輸出。</p><p><b>　　1.3整流部分</b></p><p>　　變壓器降壓

17、后，輸出的仍然是交流電，起波形依然是正弦波，還必須進(jìn)行整流濾波，方能得到直流電壓。</p><p>　　整流部分主要由四個二極管組成的整流橋組成如圖1.1所示，依據(jù)二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⑺膫€二極管分為兩組，根據(jù)變壓器副邊電壓的極性分別導(dǎo)通，將變壓器副邊電壓的正極性端與負(fù)載電阻的上端相連，負(fù)極性端與負(fù)載電阻的下端相連，使負(fù)載上始終可以得到一個單方向的脈動電壓。橋式整流電路的優(yōu)點是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受

18、的最大反向電壓較低，同時因電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高。 </p><p><b>　　1.4濾波部分</b></p><p>　　整流電路的輸出電壓雖然是單一方面的，無論是哪一種整流，都無法完全把“波”的痕跡去除干凈。就算是優(yōu)秀的橋式整流，其輸出仍然是一個直流脈動電壓（既含直流成分也含交流成分）。脈動較大，含有較大的

19、諧波成分，不能適應(yīng)大多數(shù)電子線路及設(shè)備的要求。因此，一般整流后，為了減少這種脈動成分，還需利用濾波電路將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?，而電容濾波電路是最常見也是最簡單的濾波電路如圖1.2所示。</p><p>　　本次設(shè)計中，濾波部分主要有兩個容量很大的電容構(gòu)成，利用的是大電容充放電時間較長的原理，將整流后的波形進(jìn)一步平整化，為后一級的穩(wěn)壓部分提供近似于直流的電源。</p><p>&

20、lt;b>　　1.5 穩(wěn)壓部分</b></p><p>　　穩(wěn)壓電路的原理：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動（或負(fù)載電阻的變化）使輸出電壓上升時，取樣電壓增大，由于穩(wěn)壓管的電壓不變，運(yùn)放的輸入電壓增大，使調(diào)整管的基極電位降低，而使調(diào)整管T的c-e壓降低增大，從而調(diào)節(jié)輸出電壓減小。使輸出電壓得到穩(wěn)定。</p><p>　　根據(jù)穩(wěn)壓電路原理可知穩(wěn)壓電路的關(guān)鍵，一是設(shè)電網(wǎng)電壓波動，研究其輸出電

21、壓是否穩(wěn)定；二是設(shè)負(fù)載變化，研究其輸出電壓是否穩(wěn)定。而穩(wěn)壓部分主要由穩(wěn)壓芯片組成，在穩(wěn)壓芯片兩端各加一個用于頻率補(bǔ)償?shù)碾娙?，防止產(chǎn)生自激，經(jīng)過穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后，輸出基本為穩(wěn)定的直流，能夠滿足設(shè)計電路的供電要求。穩(wěn)壓芯片選用的是常用的LM7812和LM7912，其中，7812輸出的是正的12V，而7912輸出的是負(fù)的12V。尾端再加的電容主要是用于濾除電路中可能存在的高頻影響。</p><p>　?。ㄒ唬┓€(wěn)壓芯片LM

22、7812的主要參數(shù)</p><p>　　主要參數(shù)： </p><p><b>　　最大輸出電流：1A</b></p><p><b>　　輸出電壓：12V</b></p><p>　　可替代型號：L7812, LM340T12  </p>

23、<p>　　（二）穩(wěn)壓芯片LM7912的主要參數(shù)</p><p><b>　　主要參數(shù)：</b></p><p><b>　　最大輸出電流：1A</b></p><p><b>　　輸出電壓：–12V</b></p><p>　　可替代型號：L7912 </p

24、><p>　　通過以上分析得到穩(wěn)壓電源電路原理圖如所示，主要由降壓部分，整流部分，濾波部分，穩(wěn)壓部分組成。</p><p>　　第二章 儀用放大器的設(shè)計</p><p>　　放大器是電子系統(tǒng)的重要組成部分，了解和掌握放大器對于學(xué)習(xí)和應(yīng)用電子系統(tǒng)有很大的幫助。信號檢測中的放大電路有很多種類型，實際系統(tǒng)中常采用的有放大儀用器和隔離放大器。儀用放大器是一種高增益、直流耦合放

25、大器，它具有差分輸入、單端輸出、高輸入阻抗和高共模抑制比等特點。能夠?qū)⑽⑷醯碾娦盘栠M(jìn)行放大，在生活中應(yīng)用也十分廣泛，通常用在數(shù)據(jù)采集、自動控制及精密儀器等電子系統(tǒng)中。</p><p><b>　　2.1設(shè)計原理</b></p><p>　　放大器是電子系統(tǒng)的重要組成部分，了解和掌握放大器對于學(xué)習(xí)和應(yīng)用電子系統(tǒng)有很大的幫助。儀用放大器是在差動放大器的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它可分

26、解成并聯(lián)差值比例放大輸入級和差動放大輸出級兩部分，儀用放大器的失調(diào)與漂移，主要決定于差值比例放大電路。</p><p>　　信號檢測中的放大電路有很多種類型，實際系統(tǒng)中常采用的有儀用放大器和隔離放大器。</p><p>　?。?）儀用放大器又稱為數(shù)據(jù)放大器或測量放大器，常用于熱電偶，應(yīng)變電橋.流量計，生物電測量以及其他有較大共模干擾的支流緩變微弱信號的檢測。</p><

27、p>　?。?）儀用放大器是一種高增益、直流耦合放大器，它具有差分輸入、單端輸出、高輸入阻抗和高共模抑制比等特點，差分放大電路是構(gòu)成多級直接耦合放大電路的基本單元電路。差分放大電路對共模信號有很強(qiáng)的抑制作用，在參數(shù)完全對稱的情況下，共模輸出</p><p><b>　　為零。</b></p><p>　?。?）在工業(yè)自動控制等領(lǐng)域中，常需要對遠(yuǎn)離運(yùn)放的多路信號進(jìn)行

28、測量，由于信號遠(yuǎn)離運(yùn)放，兩者地電位不統(tǒng)一，不可避免地存在長線干擾和傳輸網(wǎng)絡(luò)阻抗不對稱引人的誤差。為了抑制干擾，運(yùn)放通常采用差動輸人方式。對儀用電路的基本要求是： ①高輸人阻抗，以抑制信號源與傳輸網(wǎng)絡(luò)電阻不對稱引人的誤差。 ②高共模抑制比，以抑制各種共模干擾引人的誤差。 ③高增益及寬的增益調(diào)節(jié)范圍，以適應(yīng)信號源電平的寬范圍。</p><p>　?。?）用分離元件構(gòu)建測量放大器需要花費(fèi)很

29、多的時間和精力，而采用集成運(yùn)放放大器或差分放大器則是一種簡便而又可行的替換方案。</p><p>　?。?）集成運(yùn)放實際上是一種高性能的直接耦合放大電路，從外部看，可以等效成雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。用集成運(yùn)算放大器放大信號的主要優(yōu)點：電路設(shè)計簡化，組裝調(diào)試方便，只需適當(dāng)配外接元件，便可實現(xiàn)輸入輸出的各種放大關(guān)系；由于運(yùn)放得開環(huán)增益都很高，用其構(gòu)成的放大電路一般工作的深度負(fù)反饋的閉環(huán)狀態(tài)，則性能穩(wěn)定，非線

30、性失真?。哼\(yùn)放的輸入阻抗高，失調(diào)和漂移都很小，故很適合于各種微弱信號的放大。又因其具有很高的共模抑制比，對溫度的變化，電源的波動以及其他外界干擾獨有很強(qiáng)的抑制能力。</p><p>　　以上這些要求通常采用多運(yùn)放組合的電路來滿足，典型的組合方式有以下幾種：同相串聯(lián)式高阻測量放大器，同相并聯(lián)式高阻測量放大器，高共模抑制測量放大器。</p><p>　　本次設(shè)計通過采用通用放大器的改造來實現(xiàn)設(shè)

31、計一儀用放大器及其所用的穩(wěn)壓電源,并滿足其高輸入阻抗和高共模抑制比及高通頻帶的要求。儀用放大器主要實現(xiàn)對微信號的測量，主要通過運(yùn)用集成運(yùn)放組成儀用放大電路實現(xiàn)對微弱信號的放大，要求有較高的共模抑制能力及較高的輸入電阻，減少測量的誤差及對被測電路的影響，并要求放大器的放大倍數(shù)可調(diào)已實現(xiàn)對比較大的范圍的被測信號的測量。</p><p>　　2.2設(shè)計方案及實現(xiàn)</p><p>　　2.2.1方

32、案論證與比較</p><p>　　一、用分立元件搭建電路</p><p>　　用單級晶體管搭建的電路可分為共基、共射、共集和復(fù)合放大電路等四種接法。且實現(xiàn)電路簡單，分析方便，同時在分析靜態(tài)工作點Q點時，可以用估算法或者圖解法。而動態(tài)參數(shù)可以利用圖解分析并可以分析失真情況。但是，用單級晶體管搭建的電路，放大倍數(shù)不夠大，同時有很多的參數(shù)達(dá)不到要求。</p><p>　　

33、用多級晶體管搭建電路中直接耦合方式是采用直接相連的方式使各級之間的直流通路相連，直接耦合電路中有個比較致命的缺點—零點漂移，這是指當(dāng)放大電路輸入信號為零時，由于受溫度變化，電源電壓不穩(wěn)等因素的影響，使靜態(tài)每一級的靜態(tài)工作點發(fā)生變化，并逐級放大和傳輸，導(dǎo)致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下浮動的現(xiàn)象。顯然，放大器級數(shù)越多、放大倍數(shù)愈大，輸出端的漂移現(xiàn)象愈嚴(yán)重。嚴(yán)重時，有可能使輸入的微弱信號淹沒在漂移之中，無法分辨，從而達(dá)不到預(yù)期的傳輸效果。

34、因此，提高放大倍數(shù)和降低零點漂移是直接耦合放大電路的主要矛盾。產(chǎn)生零點漂移的原因很多，如電源電壓的不穩(wěn)、元器件參數(shù)變值、環(huán)境溫度變化等。其中最主要因素是溫度的變化，因為晶體管是溫度的敏感元件，當(dāng)溫度變化時，其參數(shù)Ube、放大倍數(shù)等都將發(fā)生變化，最終導(dǎo)致放大電路靜態(tài)工作點產(chǎn)生偏移。此外，在諸因素中，最難控制的也是溫度的變化。這樣就給分析、設(shè)計和調(diào)試帶來一定的困難。但直接耦合放大電路的優(yōu)點就是具有很好的低頻特性可以放大變化很慢的信號和直流信

35、號。</p><p>　　抑制零點漂移的措施除了精選元件、對元件進(jìn)行老化處理、選用高穩(wěn)定度電源以及穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法外，在實際電路中常采用補(bǔ)償和調(diào)制兩種手段。</p><p>　　補(bǔ)償是指用另外一個元器件的漂移來抵消放大電路的漂移，如果參數(shù)配合得當(dāng)，就能把漂移抑制在較低的限度之內(nèi)。在分立元件組成的電路中常用二極管補(bǔ)償方式來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。</p><p>　　阻容

36、耦合方式是在前一級的輸出和后一級的輸入用電容相連。由于電容對直流的阻抗</p><p>　　是無窮大的，因而各級的直流通路是不相通的，各級靜態(tài)工作點相互獨立。所以在分析、設(shè)計和調(diào)試就簡單多了，同時，在計算靜態(tài)工作點Q時，也大大的減少了計算量。但是阻容耦合方式的低頻特性很差，不能放大直流信號。</p><p>　　變壓器耦合方式是前端的輸出端通過變壓器接到后端的輸入端或負(fù)載電阻上。由于變壓器

37、耦合電路的前后級靠磁路耦合，所以阻容耦合電路一樣，它的各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立，便于分析、設(shè)計、和調(diào)試。而它的低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號，且非常笨重，更不能集成化。</p><p>　　二、用集成電路搭建電路</p><p>　　電子集成化的最初設(shè)想是在晶體管興起不久后由英國科學(xué)家達(dá)默于1952年提出的。他設(shè)想按照電子線路的要求，將一個線路所包含的晶體管和其他必要元件全部集

38、合在一塊半導(dǎo)體晶片上，從而構(gòu)成一塊具有預(yù)定功能的電路。</p><p>　　在信息化的今天，各種電子設(shè)備和儀器無不大量地使用集成電路，且新的、功能更強(qiáng)大的集成電路層出不窮。集成電路又可分為模擬型和數(shù)字型兩種。</p><p>　　電子集成電路是一種將“管”和“路”緊密結(jié)合的器件，它以半導(dǎo)體單晶硅為芯片，采用專門的制造工藝，把晶體管、場效應(yīng)管、二極管、電阻和電容等元件及它們之間的連線所組成的

39、完整電路制作在一起，實現(xiàn)了放大器的功能。同時，由于運(yùn)放中的晶體管的外圍器件的型號和參數(shù)都是確定的，所以在使用運(yùn)放時，不需要考慮放大器的靜態(tài)工作點等問題，免去了調(diào)度電路的麻煩。所以，運(yùn)算放大器大大簡化了電路的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　集成放大電路最初多用于各種模擬信號的運(yùn)算（如比例、求和、求差、積分、微分等）上，故被稱為集成運(yùn)算放大電路，簡稱集成運(yùn)放。集成運(yùn)放廣泛用于模擬信號的處理和發(fā)生的電路之中，因其高性能、低

40、價位，在大多數(shù)情況下，已經(jīng)取代了分立元件放大電路。</p><p>　　抑制零點漂移的措施，在實際電路中采用補(bǔ)償和調(diào)制兩種手段。然而在集成電路內(nèi)部應(yīng)用最廣的單元電路就是基于參數(shù)補(bǔ)償原理構(gòu)成的差動式放大電路.</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　如圖2.1所示，直接采用高精度OP放大器接成懸置電橋差動放大器：利用一個放

41、大器將雙端輸入信號轉(zhuǎn)變成單端輸出，然后通過電阻與下一級反向比例放大器進(jìn)行耦合，放大主要通過后一級的比例放大器獲得。 </p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　如圖2.2所示， 該電路中只需用到三個集成運(yùn)放，電路設(shè)計滿足同相并聯(lián)差值比例輸入級和差分放大輸出級，其中U1與U2為兩個性能一致（主要指輸入阻抗、共模抑制比和開環(huán)增益）的集成運(yùn)放OP07，

42、工作于同相放大方式，構(gòu)成平衡對稱的差動放大輸入級，U3仍采用集成運(yùn)放OP07，工作于差動放大方式，用來進(jìn)一步抑制U1、U2的共模信號，并接成單端輸出方式適應(yīng)接地負(fù)載的需要。R10與R8、R9組成反饋網(wǎng)絡(luò)，引入了負(fù)反饋，這樣不但增益穩(wěn)定，而且噪聲、失真、輸出阻抗都降低了，輸入阻抗也增大了，滿足放大電路的性能指標(biāo)。電路中通過對電位器的調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)該測量放大器放大倍數(shù)的調(diào)節(jié) 。</p><p>　　2.2.2方案的比較

43、</p><p>　　方案一中電路的特點是電路簡單，元器件較少，實現(xiàn)起來對結(jié)構(gòu)工藝要求不高，但是其輸入阻抗低，共模抑制比．失調(diào)電壓和失調(diào)電流等參數(shù)亦受到放大器本身性能限制,不易進(jìn)一步提高，且無法抑制放大器本身的零漂及共模信號產(chǎn)生。而方案二的電路不僅簡單，易于實現(xiàn)，所用元器件少，節(jié)約成本還可以消除零漂的影響。通過以上兩種方案的比較選擇方案二。</p><p><b>　　2.2.3

44、器件選擇</b></p><p>　　元器件的選擇是高性能放大的保證，電路中運(yùn)放U1、U2和U3均選用集成運(yùn)放OP07。U1和U2的參數(shù)必須盡可能相同其輸入阻抗、共模抑制比和開環(huán)增益一致，這樣，電路中除了具有差模、共模輸入電阻大的特點外，兩運(yùn)放的共模增益、失調(diào)及漂移產(chǎn)生的誤差也相互抵消。同時，為提高共模抑制比，對稱的電阻必須精密配置，通過調(diào)試電路，及在電路中用電位器代替電阻的方式，滿足本課程設(shè)計要求的

45、基本原則下，最終確定RW的電阻值及R的電阻值。</p><p>　　集成運(yùn)放按供電方式可被分為雙電源供電和單電源供電，在雙電源供電中又分為單運(yùn)放、雙運(yùn)放和四運(yùn)放。按制造工藝可將運(yùn)放分為雙極性、CMOS型和BiFET型，雙極性運(yùn)放一般輸入偏置電流及器件功耗較大，但由于采用多種改進(jìn)技術(shù)，所以種類多，功能強(qiáng)；CMOS型運(yùn)放輸入阻抗高、功耗小，可在低點源電壓下工作，初期產(chǎn)品精度低、增益小、速度慢，但目前已有低失調(diào)電壓、低

46、噪聲、高速度、強(qiáng)驅(qū)動能力的產(chǎn)品；BiFET型運(yùn)放采用雙極型管和單級型管混合搭配的生產(chǎn)工藝，以場效應(yīng)管作輸入級，使輸入電阻高達(dá)1012Ω以上，目前有電參數(shù)各不相同的多種產(chǎn)品。</p><p>　　對于本次設(shè)計中的前級運(yùn)放U1、U2兩個運(yùn)放，要選擇兩個參數(shù)一樣，最好選擇雙差分對管，即在一個集成芯片上有兩個參數(shù)一樣的差分放大器。且要求輸入阻抗（Ri）大，至少大于2MΩ，溫漂要小，差模放大倍數(shù)（AVD）要大，共模抑制比（

47、KCMR）要大的場效應(yīng)管，而OP07則滿足以上要求。</p><p>　?。ㄒ唬㎡P07芯片引腳功能說明： 1和8為偏置平衡(調(diào)零端)，2為反向輸入端，3為正向輸入端，4接地，5空腳 6為輸出，7接電源+</p><p>　　（二）OP07作為常用運(yùn)放的功能

48、特點</p><p>　　OP07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。具有低失調(diào)、低漂移、低噪聲、偏置電流小等優(yōu)點。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環(huán)增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別

49、適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。</p><p><b>　　有如下特點：</b></p><p>　?。?）低的輸入噪聲電壓幅度-0.35uvp-p（0.1hz-10hz）</p><p>　?。?）極低的輸入失調(diào)電壓-10uv</p><p>　　（3）極低的輸入失調(diào)電壓溫漂-0.2uf/c<

50、;/p><p>　　（4）具有長期的穩(wěn)定性-0.2uv/mo</p><p>　?。?）低的輸入偏置電流+1na～-1na</p><p>　?。?）高的共模抑制比-126db</p><p>　?。?）寬的共模輸入電壓范圍+14v～-14v</p><p>　　（8）寬的電源電壓范圍±3v～±22v&

51、lt;/p><p>　　（9）可替代725，108A，741，AD510等電路</p><p>　　2.3儀用放大器放大的原理</p><p>　　現(xiàn)所設(shè)計的儀用放大器是三運(yùn)放結(jié)構(gòu)，如圖2.5它是由運(yùn)放,按通向輸入接法組成第一級查分放大電路，運(yùn)放組成第二級差分放大電路。在第一級電路中，,分別加到和 的同向端，和,組成的反饋網(wǎng)絡(luò)，引入了負(fù)反饋。由,虛短可得 ………………

52、……… (2.1) 又由,虛斷可得 ………………(2.2) 整理得……………….(2.4) </p><p>

53、　　又由虛斷可得 整理得……………….(2.3) 由虛短可得 </p><p>　　……………… (2.5)

54、 則由2.3式、2.4式和2.5式可得

55、 整理后可得 </p><p>　　在上式中，如果我們選取電阻滿足的關(guān)系，則輸出電壓可化簡為………………(2.7 根據(jù)式2.2和2.7我們可以得到 </p><p>　　第三章

56、儀表放大電路主要性能指標(biāo)分析 </p><p>　　3.1儀表放大器電路參數(shù)計算</p><p>　　3.1.1差模放大倍數(shù)</p><p>　　儀用放大電路用Multisim 2001軟件進(jìn)行仿真。在實際仿真中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過仿真可得表3.1：</p><p><b>　?。ǚ糯蟊稊?shù)公式）</b></p&g

57、t;<p>　　3.2儀用放大電路主要性能指標(biāo)</p><p>　　3..2.1最大輸出電壓</p><p>　　如圖3.2所示，通過對電路仿真及對滑動變阻器的粗調(diào)和細(xì)調(diào)，在方案二的電路中再加入了R7，其中R7=15KΩ，再調(diào)節(jié)滑動變阻器R5，通過一次次的仿真及參數(shù)對比，當(dāng)R5=2KΩ時,最終實現(xiàn)了最大輸出電壓為10V的伏值。滿足設(shè)計要求。如圖3.3，通過仿真，可得出：最大輸

58、出電壓為±10V</p><p>　　3.3.2共模抑制能力分析</p><p>　　如圖3.4所示，當(dāng)雙端輸入時，對u1及u2輸入共模信號即兩信號大小相等，極性相同，由仿真波形可看出，電路對輸入的共模信號有抑制作用，基本滿足本次課程設(shè)計要求。</p><p>　　3.3.3通頻帶分析</p><p>　　通頻帶用于衡量放大電路對不

59、同頻率信號的放大能力，由于放大電路中電容、電感及半導(dǎo)體器件結(jié)電容等電抗元件存在，在輸入信號頻率較低或較高時，放大倍數(shù)的數(shù)值會下降并產(chǎn)生相移。一般情況下，放大電路只適用于放大某一個特定頻率范圍內(nèi)的信號。在本次課程設(shè)計中，需滿足通頻帶為0～10Hz。</p><p>　　當(dāng)為0Hz時，仿真圖如下：</p><p>　　當(dāng)為10Hz時，仿真圖如下：</p><p>　　第

60、四章 儀用放大電路印制電路板設(shè)計制作</p><p>　　4.1 印制板設(shè)計要求</p><p><b>　　一、正確</b></p><p>　　這是印制板設(shè)計最基本、最重要的要求，準(zhǔn)確實現(xiàn)電原理圖的連接關(guān)系，避免出現(xiàn)“短路”和“斷 路”這兩個簡單而致命的錯誤。這一基本要求在手工設(shè)計和用簡單CAD軟件設(shè)計的PCB中并不容易做到，一般的產(chǎn)品都

61、要經(jīng)過兩輪以上試制修改，功能較強(qiáng)的 CAD軟件則有檢驗功能，可以保證電氣連接的正確性。</p><p><b>　　二、可靠</b></p><p>　　這是PCB 設(shè)計中較高一層的要求。連接正確的電路板不一定可靠性好，例如板材選擇不合理，板厚及安裝固定不正確，元器件布局布線不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致PCB不能可靠地工 作，早期失效甚至根本不能正確工作。再如多層板和單、雙面板相

62、比，設(shè)計時要容易得多，但就可靠而言卻不如單、雙面板。從可靠性的角度講，結(jié)構(gòu)越簡單，使用面越小，板子層數(shù)越少，可靠性越高。</p><p><b>　　三、合理</b></p><p>　　這是PCB 設(shè)計中更深一層，更不容易達(dá)到的要求。一個印制板組件，從印制板的制造、檢驗、裝配、調(diào)試到整機(jī)裝配、調(diào)試，直到使用維修，無不與印制板的合理與否息息相關(guān)，例如板子形狀選得不好加

63、工困難，引線孔太小裝配困難，沒留試點高度困難，板外連接選擇不當(dāng)維修困難等等。每一個困難都可能導(dǎo)致成本增加，工時延長。而 每一個造成困難的原因都源于設(shè)計者的失誤。沒有絕對合理的設(shè)計，只有不斷合理化的過程。它需要設(shè)計者的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，以及實踐中為斷總結(jié)、提高的經(jīng)驗。</p><p><b>　　四、經(jīng)濟(jì)</b></p><p>　　這是一個不難達(dá)到、又不易達(dá)到，但必

64、須達(dá)到的目標(biāo)。說“不難”，板材選低價，板子尺寸盡量小，連接用直焊導(dǎo)線，表面涂覆用最便宜的，選擇價格最低的加工廠等等，印制板制造價格就會下降。但是不要忘記，這些廉價的選擇可能造成工藝性，可靠性變 差，使制造費(fèi)用、維修費(fèi)用上升，總體經(jīng)濟(jì)性不一定分理處，因此說“不易”?！氨仨殹眲t是市場競爭的原則。競爭是無情的，一個原理先進(jìn)，技術(shù)高新的產(chǎn)品可能 因為經(jīng)濟(jì)性原因夭折。</p><p><b>　　五、體會<

65、/b></p><p>　　1、要有合理的走向：如輸入/輸出，交流/直流，強(qiáng)/弱信號，高頻/低頻，高壓/低壓等，它 們的走向應(yīng)該是呈線形的(或分離)，不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線，但一般不易實現(xiàn)，最不利的走向是環(huán)形，所幸的是可以設(shè)隔離 帶來改善。對于是直流，小信號，低電壓PCB設(shè)計的要求可以低些。所以“合理”是相對的。</p><p>　　2、選擇好接地點：

66、小小的接地點不知有多少工程技術(shù)人員對它做過多少論述，足見其重要性。一般情況下要求共點地，如：前向放大器的多條地線應(yīng)匯合后再與干線地相連等等?，F(xiàn)實中，因受各種限制很難完全辦到，但應(yīng)盡力遵循。這個問題在實際中是相當(dāng)靈 活的。每個人都有自己的一套解決方案。如能針對具體的電路板來解釋就容易理解。</p><p>　　3、合理布置電源濾波/退耦電容：一般在原理圖中僅畫出若干電源濾波/退耦電容，但未指出它 們各自應(yīng)接于何處。

67、其實這些電容是為開關(guān)器件(門電路)或其它需要濾波/退耦的部件而設(shè)置的，布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒有作用了。有趣的是，當(dāng)電源濾波/退耦電容布置的合理時，接地點的問題就顯得不那么明顯。</p><p>　　4、線條有講究：有條件做寬的線決不做細(xì)；高壓及高頻線應(yīng)園滑，不得有尖銳的倒角，拐彎也不得采用直角。地線應(yīng)盡量寬，最好使用大面積敷銅，這對接地點問題有相當(dāng)大的改善。</p><

68、;p>　　5、有些問題雖然發(fā)生在后期制作中，但卻是PCB設(shè)計中帶來的，它們是：過線孔太多，沉銅工 藝稍有不慎就會埋下隱患。所以，設(shè)計中應(yīng)盡量減少過線孔。同向并行的線條密度太大，焊接時很容易連成一片。所以，線密度應(yīng)視焊接工藝的水平來確定。    焊點的距離太小，不利于人工焊接，只能以降低工效來解決焊接質(zhì)量。否則將留下隱患。所以，焊點的最小距離的確定應(yīng)綜合考慮焊接人員的素質(zhì)和工效。焊盤或過線孔尺寸太小，或

69、焊盤尺寸與鉆孔尺寸配合不當(dāng)。前者對人工鉆孔不利，后者對數(shù)控鉆孔不利。容易將焊盤鉆成“c”形，重則鉆掉焊盤。導(dǎo)線太細(xì)，而大面積的未布線區(qū)又沒有設(shè)置敷銅，容易造成腐蝕不均勻。即當(dāng)未布線區(qū)腐蝕完后，細(xì)導(dǎo)線很有可能腐蝕過頭，或似斷非斷，或完全斷。所以，設(shè)置敷銅的作用不僅僅是增大地 線面積和抗干擾。</p><p>　　4.2 常用的PCB庫文件</p><p>　　1.\library\pcnn

70、ectob\cors目錄下的元件數(shù)據(jù)庫所含的元件庫含有絕大部分接插件元件的PCB封裝</p><p>　　1）.D type connectors.ddb,含有并口，串口類接口元件的封裝</p><p>　　2）.headers.ddb:含有各種插頭元件的封裝</p><p>　　2.\library\pcb\generic footprints目錄下的數(shù)據(jù)庫所含的

71、元件庫含有絕大部分的普通元件的PCB封狀</p><p>　　1）.general ic.ddb,含有CFP，DIP，JEDECA，LCC，DFP，ILEAD，SOCKET，PLCC系列以及表面貼裝電阻，電容等元件封裝</p><p>　　2）.international rectifiers.ddb,含有IR公司的整流橋，二極管等常用元件的封裝</p><p>　

72、　3）.Miscellaneous.ddb,含有電阻，電容，二極管等的封裝</p><p>　　4）.PGA.ddb,含有PGA封裝</p><p>　　5）.Transformers.ddb,含有變壓器元件的封裝</p><p>　　6）.Transistors.ddb含有晶體管元件的封裝</p><p>　　3.\library\pcb\

73、IPC footprints目錄下的元件數(shù)據(jù)庫所含的元件庫中有絕大部分的表面帖裝元件的封裝</p><p>　　4.3 PCB及電路抗干擾措施                       

74、;                                 </p><p>

75、　　印制電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項常用措施做一些說明。</p><p><b>　　1.電源線設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。       

76、;                                    

77、60;                  </p><p><b>　　2.地線設(shè)計的原則</b></p><p>　　(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們

78、盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地，實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。                       

79、</p><p>　　(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2~3mm以上。                  &#

80、160;                                    

81、                       </p><p>　　(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。</p>&

82、lt;p><b>　　3.退藕電容配置</b></p><p>　　PCB設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨Ｍ伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t是：</p><p>　　(1) 電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。</p><p>　　(2)原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一

83、個0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個芯片布置一個1~10pF的鉭電容。</p><p>　　(3)對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。</p><p>　　(4)電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。</p><p>　　(5)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等

84、元件時．操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC電路來吸收放電電流。一般R取1~2K，C取2.2~47UF。</p><p>　　(6) CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時對不用端要接地或接正電源。</p><p>　　4.4 PCB布線原則</p><p>　　在PCB設(shè)計中，布線是完成產(chǎn)品設(shè)計的重要步驟，可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的，在整

85、個PCB中，以布線的設(shè)計過程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最 大。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種：自動布線及交互式布線，在自動布線之前，可以用交互式預(yù)先對要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng) 避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。</p><p>　　自動布線的布通率，依賴于良好的布局，布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定，包括走

86、線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通，然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu) 化，它可以根據(jù)需要斷開已布的線。并試著重新再布線，以改進(jìn)總體效果。</p><p>　　對目前高密度的PCB設(shè)計已感覺到貫通孔不太適應(yīng)了， 它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道，為解決這一矛盾，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù)，它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用，還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便，

87、更加流暢，更為完善，PCB 板的設(shè)計過程是一個復(fù)雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設(shè)計人員去自已體會，才能得到其中的真諦。</p><p>　　1、電源、地線的處理</p><p>　　既使在整個PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，有時甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電源、地線的布線要認(rèn)真對待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪

88、音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　對每個從事電子產(chǎn)品設(shè)計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因，現(xiàn)只對降低式抑制噪音作以表述：</p><p>　　眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。</p><p>　　盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm

89、,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5 mm</p><p>　　對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用)用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。</p><p>　　2、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理</p><p>

90、　　現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。</p><p>　　數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電 路器件，對地線來說，整人PCB 對外界只有一個結(jié)點，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間

91、互不相連，只是在PCB與外界連接 的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計來決定。</p><p>　　3、信號線布在電（地）層上</p><p>　　在多層印制板布線時，由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會造成浪費(fèi)也會給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電（地）層上進(jìn)行布

92、線。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。</p><p>　　4、大面積導(dǎo)體中連接腿的處理</p><p>　　在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱

93、之為熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。</p><p>　　5、布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用</p><p>　　在許多CAD系統(tǒng)中，布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場的數(shù)據(jù)量過大，這必然對設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機(jī)類電子

94、產(chǎn)品的運(yùn)算速度有極大的影響。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過疏，通路太少對布通率 的影響極大。所以要有一個疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進(jìn)行。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù)，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。</p>

95、<p>　　6、設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）</p><p>　　布線設(shè)計完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則，同時也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾個方面：</p><p>　　線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合

96、（低的波阻抗）？在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。對于關(guān)鍵的信號線是否采取了最佳措施，如長度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開。模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨立的地線。后加在PCB中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會造成信號短路。對一些不理想的線形進(jìn)行修改。在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小，如電源地層的銅

97、箔露出板外容易造成短路。</p><p><b>　　第五章 工藝實習(xí)</b></p><p><b>　　一 、實習(xí)目的</b></p><p>　　1.了解收音機(jī)的基本知識，通過具體的電路圖，初步掌握焊接技術(shù)，簡單電路元器件裝配，對故障的診斷和排除以及對收音機(jī)原理工作的一般原理。</p><p&g

98、t;　　2.熟悉電子裝焊工藝的基本知識和原理，掌握焊接技術(shù)并裝焊一臺正規(guī)的收音機(jī)。</p><p>　　3.了解安全用電知識，學(xué)習(xí)安全操作要領(lǐng)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，養(yǎng)好良好的工作習(xí)慣，培養(yǎng)正確的勞動觀與人生觀，也培養(yǎng)團(tuán)隊意識和集體主義精神。</p><p><b>　　二 、實習(xí)任務(wù)</b></p><p>　　1.要求學(xué)員熟悉常用電子元器件的

99、識別,選用原則和測試方法。</p><p>　　2.要求學(xué)員練習(xí)和掌握正確與焊接的方法,熟悉焊接工具以及焊接材料的選擇.并了解工業(yè)生產(chǎn)中的電子焊接技術(shù)的發(fā)展,焊接的流程以及裝配整機(jī)的生產(chǎn)流程。</p><p>　　3.要求學(xué)員掌握收音機(jī)的裝配,焊接,調(diào)試.的基本操作技能，并對實際產(chǎn)品的制作，安裝，調(diào)試和檢測。 </p><p>　　4.要求學(xué)員掌握了解電路板的基本知

100、識,基本設(shè)計方法。</p><p><b>　　三、實習(xí)器材 </b></p><p>　　1)電烙鐵：由于焊接的元件多，所以使用的是外熱式電烙鐵，功率為30 w，烙鐵頭是銅制。 </p><p>　　2)螺絲刀、鑷子等必備工具。 </p><p>　　3)松香和錫，由于錫它的熔點低，焊接時，焊錫能迅速散布在金屬表面，焊

101、接牢固，焊點光亮美觀。 </p><p><b>　　四、電子元器件介紹</b></p><p>　?。?）電阻器也稱電阻，是一個為電流提供通路的電子器件，是電子線路中應(yīng)用最廣的電子元件之一。電阻在電路中可作負(fù)載電阻、分流器、分壓器；與電容器配合作濾波器；電阻在電源電路中作去耦電阻，穩(wěn)壓電源中的取樣電阻及確定三極管靜態(tài)工作點的偏置電阻等。根據(jù)電阻的工作特性及在電路中的

102、作用，可分為固定電阻、可變電阻（電位器）、敏感電阻三大類。</p><p>　?。?）電感器與變壓器</p><p>　　電感器（電感線圈）和變壓器均是用絕緣導(dǎo)線（例如漆包線、紗包線等）繞制而成的電磁感應(yīng)元件，也是電子電路中常用的元器件之一。 </p><p><b>　　（3）二極管</b></p><p>　　二極管

103、是封裝起來的PN結(jié)加上電極引線構(gòu)成。</p><p><b>　?。?）三極管</b></p><p>　　雙極型三極管通常又稱為晶體三極管(簡稱三極管)，是由兩個PN結(jié)構(gòu)成的三端子有源器件。在其內(nèi)部有兩種載流子參與器件的工作過程，所以稱為雙極型三極管。</p><p><b>　　五、實驗原理</b></p>

104、<p>　　ZX-921型收音機(jī)是由8個三極管和2個二極管組成的，其中bg1為變頻三極管，bg2、bg3為中頻放大三極管，bg4為檢波三極管，bg5、bg6組成阻容耦合式前置低頻放大器，bg7、bg8組成變壓器耦合推挽低頻功率放大器。該機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)為：</p><p>　　頻率范圍：中波530～1605khz</p><p><b>　　中頻：465khz<

105、;/b></p><p>　　靈敏度：小于lmv／m</p><p>　　選擇性：大于16db</p><p>　　輸出功率： 56mw～140mw</p><p>　　電源：1.5×2v(1.5v干電池二節(jié))(一)調(diào)諧、變頻電路</p><p>　　l1（線圈）從磁性天線(磁棒)上感應(yīng)出的電臺信號，

106、經(jīng)由l1和cl-a（雙聯(lián)電容）組成的輸入調(diào)諧回路選擇后，只剩下需要的電臺信號，該信號耦合給l2（線圈），并由l2送bg1的基極和發(fā)射極。由于調(diào)諧回路阻抗高，約為100kω，三極管輸入阻抗低，約為1～2kω。要使它們的阻抗匹配，使信號輸出最大，就必須適當(dāng)選擇l1與l2的圈數(shù)比，一般取l1為60～80圈，l2取l1的十分之一左右。以改變輸人回路的高端諧振頻率，使之始終低于本機(jī)振蕩頻率465khz。所以微調(diào)電容c主要用于調(diào)整波段高端的接收靈敏

107、度。相反，微調(diào)電容c對波段低端接收靈敏度的影響極小，這是因為在波段低端雙連可變電容器cl-a幾乎全部旋進(jìn)，這時cl-a的電容量很大，約為200多微微法，微調(diào)電容器c的電容量的變化對它來說便可忽略不計。來自l2經(jīng)輸入調(diào)諧回路選擇的信號電壓一端接bg1的基極，另一端經(jīng)c2旁路到地，再由地經(jīng)本振回路b2次級下半繞組，然后由c3耦合送bg1的發(fā)射極。與此同時，來自本機(jī)振蕩回路的本機(jī)振蕩信號由本振線圈次級抽頭b2輸出，經(jīng)電容c3耦合后注入bg1的

108、發(fā)射極；本機(jī)振蕩信號的另一端，即本振線圈次級另一端，經(jīng)地由c2耦合到l</p><p>　　因此，可認(rèn)為由c2耦合的本振信號是直送bg1基極，這樣在bg1三極管的發(fā)射結(jié)同時加有兩個信號，它們的頻率分別為f振、f外。只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整bg1的上偏置電阻r，使bg。的發(fā)射結(jié)工作在非線性區(qū)(這時對應(yīng)bg1集電極電流ic為o.2～0.4ma)，則f振、f外信號經(jīng)bg1混頻放大后將由集電極輸出各種頻率成分的信號。由b3中頻變壓

109、器初級繞組與電容組成的465khz并聯(lián)諧振電路，選出465khz中頻信號，并將之經(jīng)中頻變壓器耦合至次級繞組，輸出送中頻放大電路進(jìn)行中頻信號放大處理。在本機(jī)振蕩回路中可變電容c1-b(或簡稱振蕩連)兩端并接一個微調(diào)電容器，它的主要作用是調(diào)整收音機(jī)波段高端的覆蓋范圍，其功能與輸入調(diào)諧回路中的電容一樣。收音機(jī)波段低端的覆蓋范圍調(diào)整是調(diào)節(jié)b2本機(jī)振蕩線圈的磁心，當(dāng)將b2中的磁心越往下旋(用無感螺絲刀順時針轉(zhuǎn)動磁心)，線圈的電感量就越大，這時本機(jī)

110、振蕩頻率就越低，對應(yīng)接收的信號頻率也越低。</p><p><b>　　(二)中頻放大電路</b></p><p>　　中頻放大電路的主要任務(wù)是放大來自變頻級的465khz中頻信號。收音機(jī)的靈敏度、選擇性等技術(shù)指標(biāo)主要取決于中頻放大器，一般收音機(jī)的中頻放大倍數(shù)要達(dá)到1000倍，因此，中放三極管的放大倍數(shù)取β=70左右。β值不能取得太高，否則將引起中頻放大器自激嘯叫。b

111、3、b4和b5分別是第一中頻變壓器、第二中頻變壓器和第三中頻變壓器，它們都是單調(diào)諧中頻變壓器，初級繞組分別與各自電容器組成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率為465khz。在電路中它們主要起選頻、中頻信號耦合和阻抗匹配作用。來自變頻三極管bgl集電極的中頻信號，經(jīng)b3選頻后，由b3次級繞組輸出，一端經(jīng)電容c4、c5后送往bg2的發(fā)射極，另一端送往bg2的基極。該信號經(jīng)bg2放大后由集電極輸出，并再經(jīng)b4選頻進(jìn)一步濾除非中頻信號后由b4次級繞組耦合輸

112、出：同樣，b4輸出的中頻信號一端送往bg3的基極，另一端經(jīng)c6、r8后送往bg3的發(fā)射極，中頻信號經(jīng)bg3再一次放大后由集電極輸出送往b5中頻變壓器。來自bg3集電極已經(jīng)過兩級中頻放大的中頻信號，經(jīng)b5再一次選頻后，由b5次級繞組輸出，送往檢波電路進(jìn)行解調(diào)處理。在上述的兩級中頻放大電路中，各極工作狀態(tài)的確定要</p><p>　　(三)檢波器及自動增益控制電路</p><p>　　檢波電路

113、主要由檢波三極管bg4、濾波電容c8和檢波電阻r9、w組成。來自b5次級經(jīng)中頻放大器放大的中頻信號送往三極管bg4的基極和發(fā)射極，發(fā)射結(jié)相當(dāng)于二極管，檢波后輸出信號的變化規(guī)律和高頻調(diào)幅波包絡(luò)線基本一致。收音機(jī)的檢波輸出音頻信號強(qiáng)度也能自動地在一定范圍內(nèi)保持不變。</p><p>　　(四)低頻前置放大與功率放大電路</p><p>　　來自音量電位器w中心滑片的音頻信號，經(jīng)c10耦合到bg

114、5的基極，通過由bg5、bg6組成的阻容耦合低頻前置放大器放大后，由bg6集電極送往輸入變壓器b6的初級。為了保證前置放大器有較大的功率增益和較小的失真，取bg6的集電極靜態(tài)工作電流為2～3ma。來自bg6集電極的音頻信號經(jīng)輸入變壓器阻抗變換后，耦合輸出兩組相位差互為180o的音頻信號，然后分別送往bg7、bg8的基極和發(fā)射極，bg7、bg8組成變壓器耦合推挽低頻功率放大器。由于電路上下是完全對稱的，來自輸入變壓器的音頻信號，經(jīng)bg7、