电子技术基础ppt课件.ppt
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1、 D/A转换电路的安装、调试和检测 将拨码开关SP1全部断开,将拨动开关S2拨到上端, A/D转换处于手工启动状态,按动一次按键开关S1产生 一个启动信号,发光二极管的亮灭代表了转换后的数 字信号,调整RP1,结合万用表将输入电压调到下表数 值,填写在不同输入电压下的A/D转换结果,即 DB0DB7的高低电平状态,同时,用万用表测量U6A的 输出电压,填入下表10.4,并与输入模拟电压比较。 将拨码开关SP1的一个闭合,此时A/D转换的启动脉冲 由U1(MC14060)产生,拨动开关S2拨到上端,平滑调 节RP1,可以从发光二极管的亮灭指示当前输入信号的 大小。同时,用万用表测量U6A的输出电
2、压,并与输入 模拟电压比较是否相同。 55 56 将拨码开关SP1的一个闭合,此时A/D转换的启动脉冲 由U1产生,拨动开关S2拨到下端,此时音乐片信号输 入到ADC0804进行A/D转换,A/D转换的结果又输入到 DAC0803作为D/A转换器的数字输入信号,此时可从扬 声器中听到音乐。 验证采样公式:将拨码开关SP1全部闭合。可发现:拨 码开关中越靠近上端的开关闭合,频率越高,音乐的 失真越小,声音的质量越好;拨码开关中越靠近下端 的开关闭合,采样率越低,音乐失真越大,音质越差 ,当最下端的几个开关闭合时,采样频率太低而不满 足采样要求,即不满足: s2imax,根本无法 还原出原声音。
3、D/A转换电路的安装、调试和检测 57 波形产生电路 1.设计要求 n 可产生3种以上波形(正弦波、矩形波、锯齿波等)。 n 各种波的幅度和频率可调节。 n 设计可采用中规模集成电路也可采用大规模集成电 路,如ROM。 2.课题涵盖的知识点 振荡电路,计数器,数模转换,运放电路等。若采用 大规模集成电路则与存储器知识有关。采用存储器电 路的波形产生电路可以参考第8章相关电路图 58 波形产生电路 3电路框图及结构说明 时钟发生单元 时钟发生单元 Ram地址产生 波形存储ram 信号放大单元 D/A转换单元 波形锁存 4框图思路说明 利用串行2进制计数器做触发源来触发作为地址产生器 的二进制计数
4、器,使其产生为后级所用的地址码。使用 ram存储器存储波形,通过不同的地址输入,读出ram中 的波形数据,使用锁存器避免前后转换中的影响,将波 形数据输入到后级的D/A,完成数字到模拟的转换,最 后由高输入阻抗的高精度集成运放完成放大作用。 59 60 波形产生电路原理说明 A:时钟发生单元 CD4060为14位2进制串行计数器,搭配2mhz晶震可 得f2mhz/2n(n=410,1214)等10种频率的信 号。如原理图图示接q4脚,则4060输出频率为:f 2mhz/2n(n=4)12500hz。q5,q6的频率依此 类推。可见本作为后级地址产生器的触发时钟的 4060的最高频率只有1250
5、0hz,倘若本时钟不够, 则可通过配接不同频率的晶震来达到调节触发频率 的输出的目的。 61 波形发生器电路原理说明波形发生器电路原理说明 12位2进制计数器4040有q0q11位输出,其中只选择 q0q9输出连到后级的ram的地址端a0a9,刚好对应 一个波形的地址空间,至于选中ram中8k的哪一k则由 ram的高三位地址的组合情况决定。由如图所示接法, 可知4040在q4的下降沿触发。地址变化速度为: q4 12500hz。 B B:地址计数器:地址计数器 C C:波形存储:波形存储ramram 本例中2864为8k8位存储器。8k的空间,13根地址线 ,此处我们选用低10根地址线为每种波
6、形的地址空间 ,故分8k为8段,每个波形占用一段,共可存储8种 62 波形发生器电路原理说明波形发生器电路原理说明 波形。高3位通过开关组合可有23共8种状态对应8种波 形的选择。利用一般的单片机通用编程器即可对2864 编程。此外发现:片选信号、读出允许、写允许分别 为“低低高”,这是因为本例中ram已经通过编程器写 入了波形,而要使用该ram,则必定要用片选。 D D:数据锁存器:数据锁存器 数据锁存器hc574的作用是:在存储器从地址有效到数 据输出的时间间隔内避免对后级转换的影响。74hc574 锁存器是在脉冲上升沿读入数据由q0q7输出,而地 址计数器是脉冲下降沿动作,因此q输出的数
7、据和ram 指定的时间延时1/2个时钟,以此保证数据的有效性。 63 波形发生器电路原理说明波形发生器电路原理说明 E E:D/AD/A转换转换 D/A转换的作用是将锁存器输出的波形数据转换成模拟 信号。其中,输入锁存器功能ILE固定接高,cs片选固 定接低,使芯片处于工作状态,wr1,wr2,xfer, 固定为 低电平时D/A处于直通工作状态,输入数据直接转换为 模拟量。8脚接电位器用于调节输出电压幅度: V0=VREFRF(2nSn+2n-1Sn-1+20S0)/-2n 由此可见,VREF的变化将直接影响输出V0,所以也可以 接固定的VCC电压。本例中0832为电流型D/A转换器, 即输入
8、全“0”时,IOUT1最小;全“1”时,IOUT2最小 64 波形发生器电路原理说明波形发生器电路原理说明 F F:放大电路:放大电路 D/A转换0832为电流型转换器,因为怕影响精度,后级 不可接大负载并要求后级有高输入阻抗。本例中用 LF356以满足要求。 LF356输入阻抗超过1012欧,共模 抑制比为100DB,频带05Mhz。输出若通过电容耦合 可得交流波形。例中电位器W来调节运放的反馈深度, 控制输出幅度。输出端的输出含有直流成分输出正弦 波时,变化的幅度为05V,如果用电容耦合,隔离直 流,输出电压为-2.5+2.5之间。由此可见,本实例 中通过电位器W来改变输出幅度,而通过选择
9、4060的不 同频率输出来改变末级波形的频率。 65 波形发生器电路原理说明波形发生器电路原理说明 G G:存储数据设计:存储数据设计 存储器的数据设计与D/A转换精度以及输出波形形状有 关。设输出波形为一标准正弦波,在1024个字节中平 均划波形为4个区,若规定0电位为07fh,则正弦波的 最高点为0ffh,最低点为000h,其他关键点依此类推 。由于1k(000h-3ffh)空间只能存储一个波形,一个字 节数据最多有256种状态,所以8位数字量的步长为 1/256,误差为0.4,可通过更多位数的D/A来提高输 出精度。但一般8位D/A即可满足要求。根据步长和起 始点的数值,可得波形地址单元
10、表. 66 整机的安装和调试 安装电路时,最好由前到后按照信号流程来走。有条件 的,可以制板;需手工焊接的则也要有电路板的走线概 念。该电路信号流程、条理和思路都非常清晰,便于查 证错误所在。验证电路板时,最好选定ram为方波, 4.1 反馈的基本概念 4.2 负反馈对放大器性能的影响 4.3 振荡的基本概念与原理 本章小结 第四章 负反馈放大电路 4.1.1 什么是反馈 4.1 反馈的基本概念 反:在放大路中,从出端把出信号的部分或全 部通一定的方式回送到入端的程称反。 反 路:用于反向 信号的路称反 路或反 网。 反放大路:凡有反 的放大路称反放 大路。 入信号:入信号与反信号叠加得到 入
11、信 号。 4.1 反馈的基本概念 反放大器与基本放大器的区: (1)输入信号是信号源和反馈信号叠加后的净输入信号。 (2)出信号在送到 的同,要取出部分或全 部再回送到原放大器的入端。 (3)引入反馈后,使信号既有正向传输也有反向传输,电 路形成闭合环路。 4.1 反馈的基本概念 1正反和反 正反:反信号起到增强入信号的作用。 反:反信号起到削弱入信号的作用。 采用瞬极性法判断是正反 是反。 瞬极性法:先在放大器入端定入信号地的极 性“+”或“”,再依次按相关点的相位化情况推出各点信 号地的交流瞬极性,再根据反到入端的反信号 地的瞬极性判断,若使原入信号减弱是反,使原 入信号增强是正反。 4.
12、1 反馈的基本概念 4.1.2 反的基本型 4.1 反馈的基本概念 例 4-1 判断所示路的反是正反 是反。 解 假定两放 大器入端信号极性 上正下,即基极 地的极性“+”, 集极倒相后地极 性“”,即集极 出“+”,通反 至的 地极性 “+”, 入量 减小,可判断反 反。 例 4-2 判断所示路中有无反存在,如有,属 于何种反? 4.1 反馈的基本概念 解 反馈元件 Re 并联了旁路 C 电容,为交流信号提供了 通路,消除了交流反馈的条件,所以放大器只有直流反馈。 用瞬极性法判断如下: VB 某一刻上升。 4.1 反馈的基本概念 故为负反馈。 2电压反馈与电流反馈 4.1 反馈的基本概念 反
13、:反信号取自出 ,并与出 成 正比。 流反:反网的出信号与出流成正比。 判断方法:想把出端短路,如果反信号消失, 反。如反信号依然存在, 流反。 4.1 反馈的基本概念 3串反与并反 4.1 反馈的基本概念 串联反馈:放大器的净输入电压是由信号源电压与反馈 电压串联得到的。 并反:放大器的 入 是由信号源 与反 并得到的。 判断方法:把输入端短路,如果反馈电压为零,则为并 联反馈;如果反馈电压仍存在,则为串联反馈。 4.1 反馈的基本概念 4反放大器的四种基本型 并 反 流串 反 流并 反 4.1 反馈的基本概念 串 反 4.1 反馈的基本概念 4.1 反馈的基本概念 例 4-3 判断示路的反
14、 型。 解 判断思路: 分析路中是否存在反; 如果路中确有反,判断其性是正反 是 反; 从出回路分析反信号取自于出 是出 流,以判断是 反 是流反。 从入回路分析反信号与原入信号是串是 并,以判断它是串反 是并反。 4.1 反馈的基本概念 具体分析: 通 Re 的不有出信号,而且也有入信号。因而 它能将出信号的一部分取出来送 入回路,从而影响原 入信号。由此,Re 是 路的反元件,路存在着反。 信号源瞬极性上正下,加到三极管射极 亦上正下,三极管的射极 就是反信号 ,它使 加到射的 入信号 比原入信号 小,故是反 。 根据以上分析,引入的流串 反。 4.1 反馈的基本概念 将 阻短路, 出回路
15、并不因 短路而使反 流消失,因此,从入端看,反属流反。 如将入端短接,反 依然存在,故串反 。 例 4-4 (a)另一反放大路,(b)所 示它的交流通路,指出反 型。 4.1 反馈的基本概念 解 从出端,反信号取自出 , 反 。 4.1 反馈的基本概念 从入端,Rf 与入路并,并反。 路是一个 并 反 路。 作业题: 1、画出反馈放大器四种基本类型的电路图。 2、比较四种负反馈电路的特点。 4.2.1 降低放大器的放大倍数,提高放大信号 的定性 4.2 负反馈对放大器性能的影响 开环放大倍数:在未接入反馈之前,电路未形成闭合回 路时的放大倍数。这时, 反馈系数:接入负反馈后,将反馈信号 Xf
16、与输出信号 Xo 之比,定义为反馈系数 F。 引入反后,放大器的 放大倍数降低了,且降 低原放大倍数的 。 当 AF 1 , 。明 放大倍数与反 系数有关,由于反 一般都必是由性元件构成, 性能定,因此 放大倍数定。 4.2 负反馈对放大器性能的影响 表示净输入信号,它是输入信号与反馈信号的差值。 闭环放大倍数:引入负反馈后,环路闭合后输出信号与 环路输入信号之比。 4.2.2 减小非线性失真 原理:在反放大路中,净输入信号 是输入信号 vi与失真输出信号的反馈量 vf 相减的结果,净输入信号 的波 形与原输出失真信号的畸变方向相反。从而使放大器的输出信 号波形得以改善。如图所示。 4.2 负
17、反馈对放大器性能的影响 放大器引入反后,在中频区,放大器的放大倍数下 降多,在高、低频区,放大倍数下降得少,结果是放大器的 幅频特性变得平坦,上限频率由 fH 移至 fHf,下限频率由 fL 移至 fLf 。如图所示。 4.2.3 展宽频带 4.2 负反馈对放大器性能的影响 (1)串 反使放大器入阻增大,并 反 使放大器入阻降低。 (2) 反使放大器的出阻降低,流反 使放大器的出阻增大。 4.2.4 对输入电阻和输出电阻的影响 4.2 负反馈对放大器性能的影响 4.3.1 自激振荡原理和振荡平衡条件 4.3 振荡的基本概念与原理 1自激振荡的原理: (1)开关拨 1,放大器输入端与信号源 vi
18、 接通,在 LC 回路产生信号电压,经 L2 耦合加到负载上RL,称为“他激”状 态。 (2)开关突然 2,LC 回路的 通 L1和 L2 互感 耦合,从 L1 上得感 vf 。如果定感的同名端的 匝数比,使感 vf 与入信号同相位、同幅度,反 信号 vf 即可取代入信号 vi 。 4.3 振荡的基本概念与原理 自激状态:无需外加信号而靠振荡器内部反馈作用维持 振荡的工作状态。 自激振荡器:依靠反馈维持振荡的振荡器称为反馈式自 激振荡器。 自激振器包括两个基本 :放大器和反网。 2自激振的概念 4.3 振荡的基本概念与原理 方框图如图所示。 4.3 振荡的基本概念与原理 3自激振的条件 (1)
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