| 积木式电路设计(上) |
| 类别:单片机/DSP |
| 在进行电路设计的时侯、多数是根据经验,将已知的单元电路进行合理地拼接,就像搭积木一样。这种积木式的电路设计方法,最适合开发不太复杂的电子产品。它减少了繁杂的计算,大大缩短了设计时间,只需在调试电路时对一些元件参刹以乍少许修改,就可大功告成。所谓合理地拼接,是指要考虑前后单元电路的输人、输出阻抗,输人、输出电平及电源电压等的匹配。下面介绍最基本的通用电子“木块”。 一、晶体管单元电路 即使是在最新产品的电路板上,我们也能发现晶体管的身影,可以说永不过时。 LLED驱动电路 电路如图la,这是一个开、关LED驱动电流的电路,输人小的控制信号,就可以开、关大的电流。这个电路也可以用来驱动继电器或压电片,如图lb。由于继电器线圈是电感负载,在关断时会产生高的反电动势,故要在其线圈上并联二极管,以保护晶体管不被击穿。这个晶体管如使用管芯内已含有电阻派1、R2)的带阻晶体管,则电路更简单。 2.反相器、电平变换器 电路如图1C,当负载为电阻时,可以把0-5V的逻揖电平输人转换为12-OV的输出电平,使逻辑反转;除了用于前后电路的电平匹配外,也用于需要输出与输人反相的场合。不过此电路不适合高速电路。
3.简易电源电路 图2是一个简易电源电压变换电路,输出电压取决于输人电压被R1、R2的分压,改变R2与R1的比值,就可获得需要的输出电压。当然输人电压应由稳压IC提供。此电路的一个优点是输出噪声低,如果取消图中的R2,电路就是一个有源滤波器,常用于需要降低纹波电压的电源电路中。 4.MOSFET驱动电路 图3a是功率MOSFET驱动电路,用于开、关流过负载的电流。缓冲级用特性完全相同、但极性不同的NPN和PNP晶体管构成互补单端推挽电路(SEPP电路),给MOSFET管的栅极提供足够幅度的驱动电压。驱动电压的高低与SEPP的供电电压无关,只取决于SEPP电路的输人电压。注意缓冲级不能和前级直接连接,需串人1 kfl电阻。图3b是提高驱动电压的电路,在缓冲级前增加了一级电平变换器.将通用的逻揖电乎提高到12V. 5.缓冲放大器 图4是用运放增强输出电流的缓冲电路,相对于驱动电路的开关工作状态.运放的输出是连续的,当运放的输人电压较低时,晶体管就不导通,输出波形就欠缺一部分,产生失真。为此加人了负反馈以改善波形。电容C2为防止振荡的相位补偿电容;电阻R6起防振和限流的双重作用。此电路适用于需用AC信号驱动的湿度传感器的驱动,或是用于报警器、通信机等放大声音的电路。 图5是克服上述失真的电路,利用晶体管Tr3给Trl和TO加上偏压,使其在两个方向上都无关断状态,输出空载电流lidle,以减轻输出波形的失真。电路参数要满足以下条件:v cm=!匹1 +R2)/R2]V日臼>份二I+V,,),这可调节Rl、R2的分压比来实现。该电路由于没有保护电路,当其输出短路时会有较大的短路电流。简单的方法是在输出端串人限流电阻R60 成都哥绍禹编译 二、集成电路单元电路 运算放大器可以说是万能的模拟放大器,由它构成的各种基本电路,最适合进行积木式电路设计。例如音频用的混音放大器,可利用加法电路将输人信号加以混合;如将R,L声道信号引人减法电路,可削弱同相位人声而留下伴奏音乐,用于卡拉OK;将R,L声道的电平降低并分别与L,R声道门 声电路等。下面介绍各单元电路:
1.反相放大器 电路如图6,输人信号被反相放大后输出。 2.同相放大器 电路如图7,输人信号被放大并与输出信号同相位。 3.加法器 电路如图s,运放接成反相放大器,多路输人信号被相加、反相后输出。 4。电路如图9,两路人信号相减。 5.积分电路 电路如图10,输人信号被积分,C1为积分电容。 6.微分电路 电路如图11,把输人信号微分,从而检出输人信号的突变部分。 7.缓冲器 电路如图12,几乎没有输人电流,输出电压等于输人电压。 8.基准电源电路 电路如图13,输出电压等于输人端稳压管的稳压值。 9.理想二极管电路 电路如图14,可以消除二极管的正向压降,用于信号检测。 10.恒流电路 电路如图15,恒流输出电路,用于电流检测。 11.比较电路 电路如图16,将输人电压与基准电压进行比较,比较结果以输出端的高电平或低电平来表示。 12.具有滞后的比较器 电路如图17,ON/OFF具有滞后效应。 13.限幅电路 电路如图18,将输出电压限制为VreC如果改变二极管D1的方向,就变成下限幅电路。 14.单电源变双电源电路 电路如图19,可以将单电源变成双电源,但单方向电压值减半。如需提供较大电流,可选用大功率功放,如TDA2030、LM1875等。 成都骨绍禹编译 |
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