模擬電路應用設計

常用電子器件

1.1 電阻

1.1.1 固定電阻

1.1.2 可變電阻

阻值可以調整的電阻器，用于需要調節(jié)電路電流或需要改變電路阻值的場合?？勺冸娮杵骺梢愿淖冃盘柊l(fā)生器的特性，使燈光變暗，啟動電動機或控制它的轉速。根據(jù)用途的不同，可變電阻器的電阻材料可以是金屬絲、金屬片、碳膜或導電液。對于一般大小的電流，常用金屬型的可變電阻器。在電流很小的情況下，則使用碳膜型。當電流很大時，電解型最適用;這種可變電阻器的電極都浸在導電液中。電勢計是可變電阻器的特殊形式，它使未知電壓或未知電勢相平衡，從而測出未知電壓或未知電勢差的大小。更為常用的電勢器只不過是一個有兩個固定接頭的電阻器，第三個接頭連到一個可調的電刷上。電位器的另一個用途是再音響設備中用作音響控制。

1.1.3 特種電阻

1.2 電容

1.2.1 電容的基本概念

電容(Capacitance)亦稱作"電容量"，是指在給定電位差下的電荷儲藏量，記為C，國際單位是法拉(F)。一般來說，電荷在電場中會受力而移動，當導體之間有了介質，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存，儲存的電荷量則稱為電容。因電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，所以廣泛應用于隔直、耦合、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制電路等方面。

1.2.2 電容的分類及特點

1、按照結構分三大類:固定電容器、

可變電容器和微調電容器;

2、按電解質分類有:有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器和空氣介質電容器等;

3、按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器;

4、頻旁路:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器;

5、低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、

滌綸電容器;

6、濾波:鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器;

7、調諧:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器;

8、高頻耦合:陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器;

9、低耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器;

10、小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電 容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。

11、按照功能分:

1)聚酯(滌綸)電容

符號:(CL)

電容量:40p--4μ

額定電壓:63--630V

主要特點:小體積，大容量，耐熱耐濕，穩(wěn)定性差

應用:對穩(wěn)定性和損耗要求不高的低頻電路。

2)聚苯乙烯電容

符號:(CB)

電容量:10p--1μ

額定電壓:100V--30KV

主要特點:穩(wěn)定，低損耗，體積較大

應用:對穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路。

3)聚丙烯電容

符號:(CBB)

電容量:1000p--10μ

額定電壓:63--2000V

主要特點:性能與聚苯相似但體積小，穩(wěn)定性略差

應用:代替大部分聚苯或云母電容，用于要求較高的電路。

4)云母電容

符號:(CY)

電容量:10p--0.1μ

額定電壓:100V--7kV

主要特點:價格較高，但精度、溫度特性、耐熱性、壽命等均較好

應用:高頻振蕩，脈沖等對可靠性和穩(wěn)定性較高的電子裝置。

5)高頻瓷介電容

符號:(CC)

電容量:1--6800p

額定電壓:63--500V

主要特點:高頻損耗小，穩(wěn)定性好

應用:高頻電路

6)低頻瓷介電容

符號:(CT)

電容量:10p--4.7μ

額定電壓:50V--100V

主要特點:體積小，價廉，損耗大，穩(wěn)定性差

應用:要求不高的低頻電路。

7)玻璃釉電容

符號:(CI)

電容量:10p--0.1μ

額定電壓:63--400V

主要特點:穩(wěn)定性較好，損耗小，耐高溫(200度)

應用:脈沖、耦合、旁路等電路

8)鋁電解電容

符號:(CD)

電容量:0.47--10000μ

額定電壓:6.3--450V

主要特點:體積小，容量大，損耗大，漏電大，有極性，安裝時要注意

應用:電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等

9)鉭電解電容

符號:(CA)

電容量:0.1--1000μ

額定電壓:6.3--125V

主要特點:損耗、漏電小于鋁電解電容

應用:在要求高的電路中代替鋁電解電容

10)空氣介質可變電容器

可變電容量:100--1500p

主要特點:損耗小，效率高;可根據(jù)要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數(shù)式等。

應用:電子儀器，廣播電視設備等

11)薄膜介質可變電容器

可變電容量:15--550p

主要特點:體積小，重量輕;損耗比空氣介質的大。

應用:通訊，廣播接收機等

12)薄膜介質微調電容器

可變電容量:1--29p

主要特點:損耗較大，體積小

應用:收錄機，電子儀器等電路作電路補償。

13)陶瓷介質微調電容器

可變電容量:0.3--22p

主要特點:損耗較小，體積較小

應用:精密調諧的高頻振蕩回路

14)獨石電容

容量范圍:0.5PF--10μF

耐壓:二倍額定電壓。

應用范圍:廣泛應用于電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波、旁路。

獨石電容的特點:電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。

1.2.3 電容的作用

1.3 電感

1.3.1 電感的定義

1.3.2 電感的主要特性參數(shù)

1.3.3 常用電感線圈

1.3.4 電感在電路中的作用

1.3.5 電感的型號、規(guī)格及命名

1.3.6 電感在電路中的應用

1.3.7 電感的使用

1.3.8 常見的磁心磁環(huán)

第2章 常用半導體器件

導電性能介于導體與絕緣體之間材料，我們稱之為半導體。在電子器件中，常用的半導體材料有:元素半導體，如硅(Si)、鍺(Ge)等;化合物半導體，如砷化鎵(GaAs)等;以及摻雜或制成其它化合物半導體材料，如硼(B)、磷(P)、錮(In)和銻(Sb)等。

2.1 二極管的工作原理及工作參數(shù)

2.1.1 二極管的內部結構

2.1.2 二極管的導電特性

2.1.3 二極管的主要參數(shù)

2.1.4 二極管的性能測試

2.2 二極管的類型

2.2.1 根據(jù)構造分類

2.2.2 根據(jù)用途分類

2.2.3 根據(jù)特性分類

2.3 半導體三極管的基本結構

半導體三極管又稱"晶體三極管"或"晶體管"。在半導體鍺或硅的單晶上制備兩個能相互影響的PN結，組成一個PNP(或NPN)結構。中間的N區(qū)(或P區(qū))叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。

2.3.1 三極管內部結構

2.3.2 三極管的電流放大作用

2.3.3 三極管的共射特性曲線

2.3.4 三極管的主要參數(shù)

第3章 集成運放的應用基礎

運放是運算放大器的簡稱。在實際電路中，通常結合反饋網(wǎng)絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現(xiàn)數(shù)學運算，故得名"運算放大器"，此名稱一直延續(xù)至今。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發(fā)展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在。現(xiàn)今運放的種類繁多，廣泛應用于幾乎所有的行業(yè)當中。

3.1 集成運放概述

3.1.1 集成運放的基本構成

3.1.2 集成運放的表示符號及端口

3.2 集成運放的主要參數(shù)

3.2.1 集成運放的主要直流參數(shù)

3.2.2 集成運放的主要交流參數(shù)

3.3 集成運放的分類

3.4 運算放大器的基本應用

3.4.1 運算放大器的基本電路

3.4.2 運算放大器的典型應用電路

第4章 分立元件電路設計案例

4.1 分立元件有線對講機

4.1.1 概述

4.1.2 設計步驟

4.1.3 調試

4.2 正弦波信號源電路的設計

4.2.1 概述

4.2.2 設計步驟

4.2.3 調試

4.3 可控硅充電器的設計

4.3.1 概述

4.3.2 設計步驟

4.3.3 調試方法、步驟

4.4 無線調頻對講機的設計

4.4.1 概述

4.4.2 設計步驟

4.4.3 調整方法、步驟

第5章 濾波器的設計與應用

5.1 概述

5.2 濾波器的原理及分析

5.2.1 有源低通濾波器(LPF)

5.2.2 有源高通濾波器(HPF)

5.2.3 有源帶通濾波器(BPF)和帶阻濾波器(BEF)

5.3 濾波器的設計

5.3.1 濾波器的結構

5.3.2 濾波器電路的具體設計

5.3.3 電路分析與設計

5.3.4 電壓一電流變換電路

第6章 RC方波振蕩電路設計

6.1 施密特IC構成的振蕩電路

6.1.1 施密特反相器的特點

6.1.2 振蕩工作原理

6.1.3 振蕩頻率的計算方法

6.2 (2MOS反相器構成的振蕩電路

6.2.1 振蕩原因

6.2.2 限流電阻的選用

6.2.3 1kHz振蕩頻率的設計實例

6.2.4 最高振蕩頻率

6.3 使用運算放大器的方波振蕩電路

6.3.1 振蕩工作原理

6.3.2 振蕩頻率的計算

6.3.3 輸出限幅的設計方法

6.3.4 RC時間常數(shù)

6.4 使用專用IC555的振蕩電路

6.4.1 555的工作原理

6.4.2 定時常數(shù)的確定

6.4.3 555外圍電路元器件的選用

第7章 信號產(chǎn)生與處理電路

7.1 V/I轉換電路

7.1.1 0~10V/4~20mA的V/I轉換電路

7.1.2 0~5V/0~10mA的V/I轉換電路

7.1.3 0~10V/O~10mA的V/I轉換電路

7.1.4 1~5V/4~20mA的V/I轉換電路

7.2 I/V轉換電路

7.2.1 0~10mA/O~5V的I/V轉換電路

7.2.2 由運放組成的0~10mA/0~5V的J/V轉換電路

7.2.3 簡單的4~20mA/1~5V的J/V轉換電路

7.2.4 LM324組成的4~20mA/0~5V的I/V轉換電路

7.2.5 OP07組成的4~20mA/0~5V的J/V轉換電路

7.3 二線制交流電流變送器的設計

7.3.1 二線制交流電流變送器概述

7.3.2 二線制交流電流變送器的元器件選擇與電路設計

第8章 電源的設計

8.1 三端集成穩(wěn)壓器的電源

8.1.1 三端集成穩(wěn)壓器概述

8.1.2 提高三端集成穩(wěn)壓器的輸出電壓

8.1.3 連續(xù)調整三端集成穩(wěn)壓器的輸出電壓

8.1.4 三端集成穩(wěn)壓器的擴流

8.1.5 W317集成穩(wěn)壓器

8.2 基于DC/DC芯片的電源設計

8.2.1 LDO器件原理

8.2.2 LDO器件外圍器件的選用

8.2.3 LD0器件的典型調壓電路

8.2.4 固定調壓器的典型電路

8.2.5 可調壓輸出的最佳負載調整

8.2.6 保護二極管

8.3 PWM開關電源的設計

8.3.1 AC/DC轉換器芯片THX202H介紹

8.3.2 THX202H的器件選擇及注意事項

8.3.3 THX202H的典型應用電路

8.4 電容降壓式電源

8.4.1 幾種阻容降壓方案介紹

8.4.2 器件選擇

8.4.3 設計舉例

第9章 印制電路板的設計

9.1 印制電路板的初步設計

9.1.1 印制電路的材質

9.1.2 印制板的尺寸

9.1.3 板的厚度

9.2 印制板的排版布局

9.2.1 元器件體的安全距離

9.2.2 按照信號流的走向布局

9.2.3 優(yōu)先確定特殊元器件的位置

9.2.4 一般元器件的布局

9.3 布線

9.3.1 印制板導線的寬度

9.3.2 印制板的間距、走向和形狀

9.4 數(shù)字電路和模擬電路混合的PCB設計

第10章 常用電子測量儀器的原理和應用

10.1 萬用表的原理與使用

10.1.1 概述

10.1.2 模擬式萬用表(MF-47)

10.1.3 數(shù)字式萬用表

10.2 電壓表的原理與使用

10.2.1 概述

10.2.2 DA-16電壓表

10.2.3 DA-22B電壓表

10.3 信號發(fā)生器的原理與使用

10.3.1 低頻信號發(fā)生器

10.3.2 函數(shù)信號發(fā)生器

10.4 示波器的原理與使用

10.4.1 示波器的基本組成原理

10.4.2 通用示波器

10.4.3 通用示波器的電路原理簡述

10.4.4 通用示波器的使用注意事項

第11章 基本電路主要參數(shù)的測量

11.1 基本放大電路靜態(tài)的測量

11.1.1 晶體管單級放大電路

11.1.2 場效應管單級放大電路

11.1.3 晶體管多級放大電路

11.1.4 差分放大電路

11.1.5 集成運算放大器

11.2 基本放大電路動態(tài)的測量

11.2.1 電壓放大倍數(shù)的測量

11.2.2 差分放大器放大倍數(shù)的測量

11.2.3 功率放大倍數(shù)的測量

11.2.4 基本放大器輸入阻抗的測量

11.2.5 放大器輸出阻抗的測量

11.3 基本放大電路失真度

11.4 基本放大電路的幅頻特性與相頻特性測量

11.4.1 基本放大電路的幅頻特性

11.4.2 放大器的相頻特性

11.5 振蕩電路的測量

11.5.1 正弦波振蕩電路調整與測量的基本方法

11.5.2 RC橋式振蕩電路的調整與測量

11.5.3 非正弦波產(chǎn)生電路的調整與測量

……

《模擬電路應用設計》從理論設計出發(fā)，結合實際應用，介紹模擬電路設計的常見分立器件及其常見電路設計?！赌M電路應用設計》共11章，內容包括常用電子器件、常用半導體器件、集成運放的應用、分立元件電路設計案例、濾波器的設計與應用、RC方波振蕩電路設計、信號產(chǎn)生與處理電路電源的設計、印制電路板的設計、常用電子測量儀器的原理和應用、基本電路主要參數(shù)的測量?！赌M電路應用設計》中的設計步驟和設計方法對那些剛剛從事硬件電路設計的學生和硬件工程師能起到一些作用，在某些實際工程設計中，有一定的參考價值。