全国大学生电子设计大赛赛.docx

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全国大学生电子设计大赛赛

2012年全国大学生电子设计大赛赛

模拟电子技术

一、运算放大器

运算放大器主要用于信号的放大与处理，在分析与设计运算放大器电路时应该注意器件本身重要的三个基本特性：

虚短、虚断、虚地。

运算放大器基本应用电路：

（1）同相放大器

（2）反相放大器

（3）差动放大器

（4）反相求和放大器

（5）积分电路

（6）I-V转换电路

（7）仪表放大器

（8）半波精密整流电路

（9）全波精密整流电路

（10）桥式放大器

（11）功率提升电路

4.滤波器

（1）高通滤波器

（2）低通滤波器

（3）带通滤波器

二、电源电路

（1）固定输出电压集成稳压器

典型器件：

78XX与79XX

主要用于给运算放大器供电；

图3.2.578/79正负输出电压的电路

输出电压类型有限，最为常用的为5V/6V/9V/12V/15V/24V；

（2）电压输出可调的集成稳压器

典型器件：

LM317与LM337

（3）LDO稳压器

典型器件：

LM1117-adj、LM1117-5、LM1117-3.3；

特点：

输入与输出电压的差值较小

（4）升压稳压器

特点：

将较低的电源电压提高并有效驱动负载；典型器件有MC34063\TL494；

另外一类方法为：

产生一个与输入电压成比例的方波或正弦波、再利用变压器升压；

（5）电压反转稳压器

特点：

将正电压转换为较低的负向电压，特别适合用在数字、模拟混合系统中；

（6）电源模块

在赛前应该为大赛准备一些合适的电源模块：

单电源输出（简易型，采用Ф2.5或Ф3.5的插座）；

多路电源输出：

±12V与±5V，输出电流应该保证在1A以上，最好为3A以上；

DC-DC电源模块：

自制可调较大电流的电路模块：

例如采用LM317配合扩流环节实现；

三、三极管电路

三极管做电压放大器不合适，尤其在电子大赛这样时间非常紧张的特殊环节；

一般用来作为电流扩大，例如OCL互补推挽输出电路

也可以采用集成功率放大器，典型器件为：

LM386、TDA2003

桥式电机驱动电路

步进电机的驱动：

采用L298

LED与继电器的驱动：

四、信号产生电路（略）

五、比较器

用来比较两个信号的大小并产生一个二值电平，教材上推荐用运放实现，但最好选用专卖店集成比较器，常见类型有LM311/LM393/LM339，其内部分别集成有1/2/4个比较器。

建议采用+5V给比较器供电，以使输出电平能够直接给数字系统使用。

六、压频转换电路

典型器件：

LM331；

七、功率放大器

尽量以集成功放为主，但如果题目的要求比较高，可以使用高性能集成运放+扩流单元进行处理，

功率放大器主要考虑的是信号失真的问题以及器件的安全性问题，系统如果出现严重故障损坏某些器件后必须先排查故障原因后再行更换、上电。

八、电路的PCB布线及元器件散热

遵循的原则为：

输入输出信号应妥善接地，大小信号间应该尽量远离。

引线尽可能粗，

对功率器件一定要安装合适的散热片，避免器件过热而损坏；

数字电子技术

一般在大赛中不作为核心（主控）逻辑单元；而主要采用个别单元电路；

一、模拟开关

基本型号有：

CD4066CD4051，能够传递模拟信号与数字信号，选择性地接入或断开

二、锁存器

常见类型有74HC273\274\373\374\573，能够锁存8位的数字信号；

三、数据缓冲器

常见类型有74HC244、74HC245，

四、译码器

分为二进制译码器（74LS138和74LS139较为常见），与显示译码器（CD4511与74LS47较为常见，两者分别驱动共阴与共阳型数码管，在单片机端口资源比较紧张的情况下尽量采用显示译码器后再连接数码管。

五、驱动单元

为了提高数字系统有效驱动较大功率负载，如蜂鸣器、继电器一般都使用了驱动单元，基本类型

（1）三极管简单驱动：

高电平有效选择NPN型三极管；低电平有效选择PNP型三极管；

（2）门电路驱动：

7406与7407为两个基本类型，使用时需要使用上拉电阻；

（3）较大功率的专用芯片驱动：

SN75452（两路驱动输出）、ULN2003（7路输出）、ULN2803（8路输出）；后面两种类型特别适合用在数码管的驱动；

六、时钟发生器

一般采用非门+石英晶体的结构产生固定频率的时钟脉冲，如果需要更低的频率可以进行分频处理，如果需要更高的频率可以再选用锁相环进行倍频处理。

更高精度时应选择有源晶振，一般就4个管脚，输出的精度很高。

如果对精度要求不是特别高的时候，可以采用555电路产生合适的方波，此外还有CD4047也属于一款较好的时钟发生电路，它的主要特点是可以产生互补方波输出。

七、移位寄存器

常被用来作为数据的“串入并出”与“并入串出”转换，典型器件包括74HC164\74HC165\74HC595三大类。

——注意：

不同逻辑电平之间应该有合适的电平转换电路，否则在大赛电路中就应当尽量采用+5V供电；

电路仿真

软件推荐采用multisim8.0及以上或者proteus两类，后者与单片机结合得更为紧密一些。