电子设计大赛培训计划1

1电子设计大赛培训计划程静涛主稿：联系方法：[e-mail]:812549630基础知识训练部分：时间4月10日～4月16日备注设计任务1各种稳压电源的设计作用稳压电源的作用是将220V交流电压转换为各种电子设备所需的直流电压。一般分为固定时输出和可变式输出。稳压电源分类1．按照工作原理分为两大类：1串联比较型稳压电源。2开关型稳压电源2．串联比较型稳压电源集成电路运算放大器调整式三极管调整式分立元件3.开关电源以集成电路方式居多。设计要求1．稳压电源参数：输出电压U：5V。输出电流：1A2．稳压电源参数：输出电压U：1.5V～15V，输出电流：1A3．稳压电源参数：输出电压U：±12V，输出电流：1A设计内容1．根据参数确定变压器副边电压：U.u212。功率P=1.5PO，PO=UI。2．确定整流形式：一般桥式整流，桥堆四个二极管主要是确定其耐压和工作电流3．确定滤波形式：一般电容方式2T5~3RC）（可按公式确定电容的容量。IUR，T=20ms4．稳压电路形式：1以分立元件形式设计（三极管或运放）2，以三端稳压器形式进行设计（要求设计两类稳压形式）拓展设计1．输出电压不变，当输出电流要求3A时电路的改动设计方案2．开关稳压器设计：输出电压5V，电流1A3．数控稳压电源设计：设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间4月16日前注意事项2时间4月17日～4月23日备注设计任务2各种放大器的设计作用放大器的作用是将微弱电压或电流信号进行放大以提供给后级电路合时的输入信号。广泛适用于各种电子测量设备、信号放大以及功率放大器电路中。放大器的分类1．按照信号形式分为两大类：1交流放大。2缓变直流放大2．交流放大集成电路放大形式运算放大器放大形式三极管放大形式分立元件3.直流放大以运算放大器和专用集成电路方式居多。设计要求1．交流放大器参数：输入信号电压有效值U：10mV。AU=20.通频带宽10MHz，输入电阻ri=100k,输出电阻ro=1k.2．直流放大器参数：输入电压范围U：0V～1V，放大输出：0～10V,设计内容1.根据交流放大器参数确定交流放大器类型：首先设计一个分压式三极管放大器形式，再用运算放大器设计：同相放大，反相放大各设计一个2.根据直流放大器参数要求：用运算放大器设计。拓展设计1．多级放大器设计：要求AU=240，输入端采用射级跟随器，运算放大器设计。2．输出带限幅的直流放大器设计：限幅电压12V3．直流放大器输入电压范围U：-1V～1V，放大输出：-10V～10V设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间4月23日前注意事项放大器设计考虑输入电阻和输出电阻时，主要是通过改变负反馈类型来实现：共有四种组合输入端改变输入电阻输出端改变输出电阻串联增大电压减小并联减小电流增大如：串联电压负反馈则增大输入电阻减小输出电阻时间4月24日～4月30日备注设计任务3运算放大器的各种使用设计作用运算放大器的使用范围十分广泛。大致可作如下分类：1。带负反馈环节（从电路上看只要发现运算放大器的输出端通过网络（电阻或电容）引入到运算放大器的反相输入端）的一般都作为放大器使用（如3前所设计的内容）。2。无负反馈环节的则作为比较器使用。3。有正反馈（反馈网络引入到运算放大器的同相输入端）器有输入信号的用作滤波器无输入信号的用作振荡，4。只有正反馈电阻则用作滞回特性比较器（施密特比较器）5。有三极管接成负反馈电路的为对数放大器或指数放大器。6。运算放大器使用的分类1．比较器：输入信号ui与一标准电压Uref进行比较Uref=0的比较器叫过零比较器，图中VCC通过如R和稳压管产生一标准电压VZ,则VZRPRRVref11，比较器常被用作。波行整形（方波）。限位报警21电路中。2．滞会特性比较器：输入信号ui与窗口电压Vref+、Vref-进行比较，参看教科书，常被用作带有迟滞效应的报警和整形电路。设计要求1．设计过零比较器检测输入电压，当波形为正ui0时，输出高电平2．设计过零比较器检测输入电压，当波形为正ui0时，输出低高电平3．设计报警比较器检测输入电压，当输入电压ui2V时，输出低高电平,点亮LED灯4．设计滞回比较器，要求Vref+=+3v，Vref-=-3v设计内容根据1～4要求设计电路，要求选一个常用型号的运算放大器（如741、358、324、339、393等），了解其引脚功能，画出完整电路。2.对设计电路进行必要的波行分析。拓展设计1．温度报警器，选择合适温度传感器，感应电压作为ui，设定Uref进行温控报警，电路中设计加热器、继电器等。设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间4月30日前时间5月1日～5月7日备注设计任务3振荡器的各种使用设计作用振荡器能够产生某种振幅恒定、一定频率的信号。故又称为信号4发生器。振荡器的振荡条件：1。有正反馈（反馈网络引入到放大器输入端构成相位相同，2。放大器有一定放大倍数。振荡器的的分类按照振荡频率来分：高频振荡器低频振荡器低频振荡器一般由RC反馈网络组成，如文氏电桥RC振荡器。高频振荡器一般由LC网络组成，常见的有变压器反馈式LC振荡器，电感三点式振荡器，电容三点式振荡器，此外还有晶体振荡器。按照振荡波形来分有：脉冲振荡器锯齿波振荡器矩形波振荡器正弦波振荡器按照振荡器是否可控分为）受控型（压控自激型（不可控）V/F设计要求1．设计文氏电桥振荡器。要求频率1KHz～10KHz，电压幅度有效值U=5V。2．设计变压器反馈式LC振荡器。要求频率100KHz。3．设计电感三点式振荡器。要求频率1MHz。4．设计电容三点式振荡器。要求频率10MHz。设计内容根据1要求设计电路，要求选一个常用型号的运算放大器（如741、358、324、339、393等），画出完整电路。根据2～4要求用三极管进行设计。2.对设计电路进行必要的波行分析。拓展设计用运算放大器设计1．了解石英晶体特性设计一个振荡器，要求10MHz2．设计一个矩形波振荡器，要求10KHz。3．设计三角波振荡器或锯齿波振荡器，要求10KHz4．根据专用集成电路5G8038设计能数出多种波形的使用电路。5．设计一个压控型振荡器。设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间5月7日前时间5月8日～5月14日备注设计任务3运算放大器的特殊使用设计作用1．积分器，完成对输入信号的积分运算，如可将矩形波转变为三角波或锯齿波。2．微分器，完成对输入信号的微分运算，如可将矩形波转变为尖脉冲。3．加法器，完成对两路或多路信号的模拟加法运算。4．减法器，完成对两路或多路信号的模拟减法运算。55．对数放大器，完成对数运算。6．乘法器，完成乘法运算。运算放大器特殊使用分类如上所述设计要求对1～5电路典型电路进行分析，掌握其应用方法。对6采用专用集成电路进行设计。设计内容1．根据1～5要求设计电路，要求选一个常用型号的运算放大器（如741、358、324、339、393等），了解其引脚功能，画出完整电路。2.对设计电路进行必要的波行分析。3．乘法器设计拓展设计1．求两个波形的平均电压完成dtuuTy)21(12．求最大功率：瞬时功率iup，0dtdpPm最大功率点设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间5月14日前时间5月15日～5月21日备注设计任务3运算放大器有源滤波器的设计作用1．低通滤波器：0f低通截止频率。0ff基本不衰减，0ff开始衰减，2．高通滤波器：0f高通截止频率。0ff基本不衰减，0ff开始衰减3．带通滤波器：LHffB通频带宽，Hf高端截止频率，Lf低端截止频率，通频带宽内信号不衰减，其余高端、低端军衰减64．带阻滤波器：zf带阻频率。如图运算放大器有源滤波器分类一阶有源滤波器：低通、高通、带通和带阻二阶有源滤波器：低通、高通、带通和带阻ICOPAMPICOPAMPICOPAMPICOPAMPICOPAMPICOPAMPICOPAMPRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRCCGNDGNDCCCCCCCCCCCGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDGNDRGNDGND低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器一阶二阶设计要求低通、高通、带通和带阻fo=10MHz.查找资料，完成上述设计设计内容1.查找资料，完成上述设计，要求选一个常用型号的运算放大器（如741、358、324、339、393等），了解其引脚功能，画出完整电路。2.对设计电路进行必要的波行分析。拓展设计声音的发音频率在20Hz到20KHz之间，根据需要1．提取声音的低音成分，f100Hz7提取声音的高音成分，f8kHz设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间5月21日前时间5月22日～5月28日备注设计任务2功率放大器的设计作用功率放大器的作用是将微弱电压或电流信号进行功率放大以提供后级电路。广泛适用于各种音频、视频电子设备。功率放大器的分类1．按照信号处理形式分为：1推挽式功率放大。2数字式功率放大2．推挽式功率放大按照供电方式OCL双电源单电源OTL3.分立元件功率放大和专用集成电路方式设计要求1.功率放大器参数：输入信号电压有效值U：0.1V。P=10W.通频带宽20KHz，输入电阻ri=10M,输出电阻ro=8Ω.OTL设计2．功率放大器参数：输入信号电压有效值U：0.1V。P=10W.通频带宽20KHz，输入电阻ri=10M,输出电阻ro=8Ω.OCL设计以上设计要求输入加一级音量电位器。设计内容根据功率放大器参数确定放大器类型：首先设计电位器的联接，再计算功率放大器需要的电源电压：最后确定选用的功放类型，集成电路型号拓展设计1．设计符合上述参数的双路立体声功放。要求电源电路一并设计。2．根据前一个滤波器电路设计一个超重低音功率放大器电路。设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间5月28日前注意事项时间5月29日～6月4日备注设计任务2各种传感器的设计作用传感器的作用是将非电信号转换为微弱电压或电流信号，方便各种电子设备进行控制。8传感器的分类1.温度传感器2.光敏传感器3.压力传感器4.位移传感器5.其它设计要求1.查找资料掌握各种传感器的原理和使用方法设计内容同上拓展设计设计要求画出原理图，有条件可以软件仿真一下。交稿时间5月28日前注意事项