电子系统设计总教学ppt课件

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1、电子系统类型模拟电子系统；数字电子系统；模数混合系统三大技术转移模电------数电；分立元件------集成电路；固定元件------可编程器件随着电子技术的发展综合电子系统中模拟子系统比重下降模拟子系统具有关键的作用模拟子系统的设计具有挑战性模拟子系统设计的关键如何性能优良的集成电路连接成系统，满足设计要求第1章基于集成运放的放大电路设计1.1运算放大器的模型2.实际运算放大器模型（1）差分输入电阻ri；（2）电压增益AVO；（3）输出电阻rO；（4）差分输入电压vD=vP-vN。741运算放大器的ri=2MΩ，AVO=200V/mV，ro=75Ω。4.仪表放大

2、器基本差分电路虽然可以达到放大差模信号，抑制共模信号的目的，但存在输入电阻较低、增益调节不便的缺点。1.3集成运放的主要参数输入偏置电流、输入失调电流输入失调电压增益带宽积GBW转换速率SR共模抑制比CMRR最大差模输入电压和最大共模输入电压第1章基于集成运放的放大电路设计第1章基于集成运放的放大电路设计1.增益带宽积GBW开环电压增益从开环直流增益A0下降3dB时所对应的频宽称为开环带宽BW。从开环直流增益到0dB时所对应的频宽称为单位增益带宽GBW。第1章基于集成运放的放大电路设计第1章基于集成运放的放大电路设计第1章基于集成运放的放大电路设计2.转换速率转换速

3、率又称压摆率，是运放在额定负载及输入阶跃大信号时输出电压的最大变化率，即第1章基于集成运放的放大电路设计2.转换速率用放大器处理大振幅的高频输出，除了放大器的带宽，还应考虑运放的转换速率。当处理信号的频率发生变化时，转换速率维持不变，当放大器输出大振幅的高频信号时，转换速率对实际带宽起到主要的约束。2.转换速率假设运算放大器的转换速率为SR，欲输出信号的振幅为Vo（max），那么大振幅的频率带宽可用下式换算：第1章基于集成运放的放大电路设计fp（max）=SR/（2πVo（max））2.转换速率OPA552的单位增益带宽GBW为12MHz，SR为24V/μS，用其构

4、成放大倍数为5的反相放大器，其小信号带宽为12MHz/5=2.4MHz，当输出信号的峰-峰值为10V时，其第1章基于集成运放的放大电路设计fp（max）=SR/（2πVo（max））=764（kHz）第1章基于集成运放的放大电路设计1.4正确使用集成运算放大器1.集成运放的选择无特殊要求：选通用运算放大器一个电路包含多个运放：选双运放、四运放对功耗有限制：低功耗运放有很高的输入阻抗：高输入阻抗运放系统要求精密：高精密、低漂移、低噪声运放系统工作频率较高：高速及带宽运放较大负载：功率运放第1章基于集成运放的放大电路设计1.4正确使用集成运算放大器2.使用集成运放应注意

5、的问题（1）正确使用性能参数在使用运算放大器时，领会参数含义、注意参数测试条件。设计时要对参数留有一定余量，使用时一定要查阅相关器件的数据手册。性能参数是在一定外部条件下测定的：①环境温度②直流供电电压③负载条件④信号大小和频率第1章基于集成运放的放大电路设计1.4正确使用集成运算放大器2.使用集成运放应注意的问题（2）输入保护电路第1章基于集成运放的放大电路设计1.4正确使用集成运算放大器2.使用集成运放应注意的问题（3）供电电源的去耦大容量的电容用作低频滤波，小容量的电容因其对高频信号形成低阻抗通路，从而起到高频滤波作用。第1章基于集成运放的放大电路设计1.4正

6、确使用集成运算放大器2.使用集成运放应注意的问题（4）地线连接原则底线连接总的原则是地线应短而粗并且在同一个点连接，数字地和模拟地分开。第2章模拟滤波器的设计第2章模拟滤波器的设计2.1模拟有源滤波器设计滤波器的品质因素Q也称为滤波器的截止特性系数，其值决定了滤波器在附近的频率特性。按照附近频率特性特点，可将滤波器分为巴特沃斯（Butterworth）型、切比雪夫（Chebyshew）型、贝塞尔（Bessel）型三种类型。2.1模拟有源滤波器设计巴特沃斯滤波器的输出信号幅度随频率增高单调下降，具有最平坦的通带幅频特性，但相移与频率的关系不是很线性，阶跃响应有过冲。贝

7、塞尔滤波器在通带内具有与巴特沃斯滤波器一样的最大平坦特性，相移和频率之间有良好的线性关系，阶跃响应过冲小，但幅频曲线的下降较缓慢。切比雪夫滤波器通带内增益有起伏（纹波），与巴特沃斯滤波器和贝塞尔滤波器相比过渡带曲线下降较快。第2章模拟滤波器的设计二阶无限增益多重反馈滤波器基本电路的优点是电路有倒相作用，使用元件少，但增益调节对其性能参数会有影响。二阶电压控制电压源滤波器电路的优点是电路性能稳定，增益容易调节。第2章模拟滤波器的设计模拟有源滤波器在使用中的不足：由于元件参数的容差和运算放大器非理想性的影响，实际滤波器的响应很有可能偏离理论上预期滤波器参数易受环境温