电子系统设计——第3章模拟系统设计(讲稿)ppt课件.ppt
,本章课授课提纲,模拟信号产生电路 模拟信号的常用处理电路 模拟信号变换电路 模拟系统设计举例,模拟信号产生电路,1、LC正弦波振荡电路选频特性,(阻性),LC并联谐振特点：谐振时，总路电流很小，支路电流很大，电感与电容的无功功率互相补偿，电路呈阻性。,R为电感和回路中的损耗电阻,当 时，,并联谐振。,谐振时，电路呈阻性：,Q为谐振回路的品质因数，Q值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。,谐振时LC并联谐振电路相当一个大电阻。,1、LC正弦波振荡电路频率特性,仍然由LC并联谐振电路构成选频网络,原理：,uf与uo反相,uf与uo同相,电感三点式：,电容三点式：,uf与uo反相,uf与uo同相,2、三点式LC振荡电路的连接特性,振荡频率：,3、电感三点式LC振荡电路,4.电容三点式LC振荡电路,振荡频率：,5、单片函数发生器MAX038及其应用电路,（1）性能特点 输出频率范围为0.1Hz20MHz。可产生精确的三角波、锯齿波、正弦波、方波和脉冲波。输出波形频率和占空比独立可调，占空比最大调节范围是1090。0.1低阻抗输出缓冲，输出电源电压峰峰值为，具有输出过载短路保护。输出正弦波失真度为0.75。内部功能齐全外用电路简单，使用方便。,（2）MAX038引脚排列及功能说明,（3）MAX038基本工作原理,（4）MAX038典型应用电路,（5）MAX038构成的锁相环电路,6、锁相频率合成电路,（1）锁相环原理,1.压控振荡器的输出经过采集并分频；2.和基准信号同时输入鉴相器；3.鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；4.控制VCO，使它的频率改变；5.这样经过一个很短的时间，VCO 的输出就会稳定于某一期望值。,6、锁相频率合成电路,（2）锁相环频率合成器原理,6、锁相频率合成电路,（3）74HC4046引脚功能定义,6、锁相频率合成电路,（4）74HC4046内部功能框图,6、锁相频率合成电路,（5）74HC4046典型应用一：电压频率（V/F）转换电路,当输入电压Vi从VSS到VDD变化时，将会引起压控振荡器的输出频率的变化。其输出频率的大小依赖于外接部件R1和C1值的不同而不同。,6、锁相频率合成电路,（6）74HC4046典型应用二：警报器电路,R2、C3组成积分电路，R4和C1控制警报器的重复频率，R1和C2控制压控振荡器的输出频率，R2C3以及R3C3控制输出变频的变化率。只要调节以上几组RC的时间常数就可获得警报声音的多种变化。,6、锁相频率合成电路,（7）74HC4046典型应用三：方波发生器电路,振荡器的充、放电电容C1接在6脚与7脚之间，调节电阻R1阻值即可调整振荡器振荡频率，振荡方波信号从4脚输出。按图示数值，振荡频率变化范围为20Hz2KHz。,（8）74HC4046典型应用四：频率倍增电路,在环路锁定时，除以100计数器的输出端Q4B的输出频率等于输入频率,从而在锁相环的压控振荡器的输出端4脚得到倍增100倍的输出频率。,6、锁相频率合成电路,（1）DDS基本原理,DDS 工作时，频率控制字（FCW）在每一个时钟周期内与相位累加器累加一次，得到的相位值（02）在每一个时钟周期内以二进制码的形式作为正弦查询表ROM的地址，将相位信息转变成相应的数字化正弦幅度值，ROM输出的数字化波形序列再经数模转换器（DAC）实现量化数字信号到模拟信号的转变，最后DAC输出的阶梯序列波通过低通滤波器（LPF）平滑滤波后得到一个纯净的正弦信号。,7、DDS信号发生器及其典型器件应用,（2）AD9833简介,7、DDS信号发生器及其典型器件应用,（3）AD9833的功能框图,7、DDS信号发生器及其典型器件应用,（4）AD9833典型应用,7、DDS信号发生器及其典型器件应用,模拟信号的常用处理电路,1、集成运算放大器及其典型参数,（1）输入失调电压UIO（2）输入偏置电流IIB（3）输入失调电流IIO（4）温度漂移（5）开环差模电压放大倍数（增益）Aod（6）差模输入电阻Rid（7）最大差模输入电压Uidmax（8）最大共模输入电压Uicmax（9）转换速率SR（10）开环带宽BW0.7和单位增益带宽BWG（11）电源电压抑制比KSVR（12）共模抑制比KCMR,集成运算放大器的调零电路,2、集成运算放大器的应用,（1）双电源交流电压放大器,2、集成运算放大器的应用,（2）单电源交流电压放大电路,2、集成运算放大器的应用,（3）差动放大器,2、集成运算放大器的应用,（4）电流反馈型放大器,2、集成运算放大器的应用,3、仪表放大器及其典型应用,（1）AD526内部电路结构与基本接法,3、仪表放大器及其典型应用,（2）AD526典型应用多增益智能测量电路,4、滤波器及其设计,（1）2阶压控电压源（VCVS）低通滤波器,4、滤波器及其设计,（2）2阶无限增益多路反馈（MFB）低通滤波器,4、滤波器及其设计,（3）2阶压控电压源（VCVS）高通滤波器,4、滤波器及其设计,（4）2阶无限增益多路反馈（MFB）高通滤波器,4、滤波器及其设计,（5）2阶压控电压源带通滤波器,4、滤波器及其设计,（6）多重反馈带通滤波器电路,4、滤波器及其设计,（7）双T带阻滤波器,（8）由带通变换到带阻的设计方法,模拟信号变换电路,1、电压比较器及其应用,（1）集成电压比较器LM311特性,（2）具有失调平衡分离电源的过零电压比较器电路,1、电压比较器及其应用,可调电阻用于调零，若无需调零，可将引脚5、6短接以防止振荡，工作频率不高时也可将此2引脚悬空。图中虽采用双极性电源，但1脚接地，仍为单极性输出,（3）具有选通控制的电压比较器电路,1、电压比较器及其应用,若三极管饱和导通，引脚6为低电平，比较器输出变为与输入无关的高电平。当引脚6为高电平或悬空，比较器又恢复正常工作。,（1）LM331构成的V/F变换电路,2、VFC与FVC及其应用,（1）LM331构成的V/F变换电路,2、VFC与FVC及其应用,原理：Vi输入正电压，输入比较器输出高电平，RS触发器输出高电平，f0输出低电平，同时复零晶体管截止，Vcc通过R2对C2充电，充电到大于2/3Vcc，定时比较器输出高电平使RS触发器复位输出低电平，f0输出高电平。RS触发器复位同时电子开关断开C3对R3放电，当放电电压低至Vi时，输入比较器再次输出高电平，如此周而复始，形成自激振荡。,（2）LM331构成的F/V变换电路,（2）LM331构成的F/V变换电路,原理：输入脉冲fi经R1、C1组成的微分电路加到输入比较器的反相输入端，同相输入端有2/3Vcc的电压，反相输入端加有Vcc直流电压。当输入脉冲下降沿到来，经微分电路产生一负尖脉冲叠加到Vcc上，若负尖脉冲大于1/3Vcc，输入比较器输出高电平使触发器置位，IR对CL充电，Vcc对Ct充电。当Ct两端电压达到2/3Vcc时，定时比较器输出高电平使触发器复位，CL对RL放电，Ct迅速放电，当下一次输入脉冲到来，重复上述过程形成周而复始过程。,附：关于耦合电路和微分电路,LM331V/F转换构成的两种F/V转换电路,
