模拟电子线路 教学课件 作者 林春景 第8章.ppt

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1、第8章模拟电子系统的综合设计8.1设计流程8.2总体方案8.3单元电路的设计8.1设计流程图8-1设计流程设计文档应包括如下内容：（1）课题名称；（2）课题的来源及背景；（3）设计任务和要求；（4）总体框图及方案论证报告；（5）电原理图；（6）模拟结果及结果分析报告；（7）元器件清单。整个设计过程可认为分三步实现：一是采用自上而下的方法，即从总的任务着手逐步细化，直至单元电路的确定；二是模拟验证，反复调整各参数直至达到设计指标；三是整理资料，撰写设计文档。8.2总体方案1．总体框图图8-2简单扩音机框图2．总体方案的

2、论证有了总体框图后，还应以书面形式对其如何实现功能尤其是采用了哪些新技术及设计创新的部分，作出一一论述。对如何满足性能指标的要求，应作出必要的数学推导。这便是总体方案的论证报告。基于这份报告，设计者应在课题组内进行深入的讨论。征求同事们的意见，使设计更加完善。若有条件，则还应邀请结构设计工程师和市场部人员一同参与，听取他们就模块的划分和功能的设置及来自市场和用户的最新意见，避免闭门造车而导致设计脱离实际。8.3单元电路的设计1．确定电路完成了总体方案的论证后，就可根据总体框图中每个功能框及相应性能的要求，来设计每一个单元电路。

3、单元电路的形式确定一般有以下3个途径：（1）选用成熟的电路；（2）在功能上相近的电路上做适当的改进；（3）根据要求先确定所用的核心器件再进行创造性设计。一般思路是：（1）用什么核心器件；（2）工作状态的保证；（3）功能的实现；（4）电源滤波与抗干扰；（5）线路的进一步改进。2．电路元件参数的估算在确定元件的过程中还应考虑如下一些问题：（1）各单元电路所用的电源应尽量统一；（2）元件值一般要选择标称值，否则既增加成本又造成元件采购的困难；（3）有的电阻要采用电位器来实现电路性能的可调性，如工作点、增益等；（4）

4、尽量减少元件的品种，如电路中既有10kΩ又有11kΩ的电阻，则应考虑能否将11kΩ电阻用10kΩ电阻取代。3.性能指标的验证及元件参数的确定图8-3确定元件参数的工作流程4.设计举例例8-1设计简单扩音机中音调控制电路，其指标要求如下：输入阻抗>10kΩ（在1kHz时）输出阻抗<180Ω（在1kHz时）音调控制范围：20Hz提升>22dB；衰减<-22dB20kHz提升>18dB；衰减<-18dB电源电压：±15V解（1）确定电路形式和元件参数初值。图8-4衰减反馈式音调控制电路频率取20kHz，则应选SR大于1.9V/

5、μS的运放，综合考虑后，可选用NE5534，其SR=13V/μS，Uos=4mV。图8-5频率响应（2）电路模拟。从曲线中可看出，音调控制范围不满足设计要求。可修改元件参数再进行模拟，这个过程可能要反复多次。经反复修改后的元件参数如下：图8-6高、低频段的频率响应(a)低频段频率响应；(b)高频段频率响应图8-7输入阻抗曲线图8-8输出阻抗曲线例8-2温度监测系统中的模拟电路设计。该系统用于监测电机运行的温度，当温度超过规定值时，将发出保护指令。其模拟部分的功能是：由温度传感器将温度的变化转换成电压的变化，经放大、滤波后送给后级A

6、/D变换器。为适应A/D变换器的输入电平，还应该增加电平调整电路，如图8-9中的虚线框图所示。图8-9温度监测系统中的模拟电路框图已知所采用的温度传感器为电阻型温度传感器。PSPICE模型为RES=110.3*R*［1+TC1(T-27)］其中110.3为27°C时的阻值。模型参数：R=1，TC1=3.459×10-3温度变化范围：0℃~160℃（已经考虑了余量）对应输出电压：0~5V低通滤波器截止频率：fh＜10Hz解该监测系统的电路设计应考虑如下几个问题：（1）温度的变化如何转换成电压的变化；（2）放大器选用哪

7、种电路形式；（3）滤波电路的实现；（4）与A/D变换器的电路接口。图8-10设计框图图8-11完整电路图8-12传感器转换电路特性图8-13RW1与转换特性的关系图8-14RW2与转换特性的关系图8-15低通滤波特性