一、电子电路的设计方法一、电子电路的设计方法1、明确系统设计任务和要求对设计任务分析，了解性能、指标、内容及要求2、方案选择完成功能设计和优化、画出方框图3、单元电路设计、参数计算和器件选择单元电路设计：要注意考虑前后级的关系。各元件参数计算：电路电压、电流、阻抗、功率和标称值。2PPT学习交流器件选择：根据器件自身特性和电路要求选择合适的器件。（如工作频率、功率、工作电压等其他指标，可以参阅器件技术手册）4、电路图的绘制布局合理，排线均匀注意按照信号流向画图图形符号要标准，可以适当加以标注连线尽量为直线，减少交叉3PPT学习交流二、电路的组装、调试与总结1、组装注意器件极性注意信号之间的相互干扰，连线最短做好输入、输出和其他必要的关键点标示布局合理、美观、整齐4PPT学习交流2、调试通电前检查：连接是否错误通电检查：加入正常电压，观察电路情况有无异常单元电路调试：利用信号源或其他实验仪器判断各单元电路的工作状态整机联调：从最前端到末级进行统调，检查各级动态信号工作情况，分析是否满足设计要求。5PPT学习交流3、故障诊断与排除方法信号寻迹法：逐级检查对分法：缩小故障范围分割测试法：切断电路间的相互联系，查找原因电容器旁路法：用于自激或排查干扰的时候对比法：相同电路对比替代法：用已知正常的电路、器件代替怀疑的电路静态测试法：确定单一故障元件动态测试法：观察动态工作状况6PPT学习交流4、课程设计总结报告课程名称、内容摘要设计内容与要求比较和选定设计的系统方案，画出系统方框图单元电路设计、参数计算和器件选择画出完整的电路图，并说明工作原理（用Protel绘图）组装调试内容（主要调试仪器、调试方法技巧、测试数据与分析、故障以及排除方法）总结方案优缺点，指出实用价值并提出改进方案列出器件清单附上关键测试数据、波形等列出参考文献收获、体会7PPT学习交流参考资料下载地址http:/以及王建波的教师课件（课件密码：12345）8PPT学习交流热敏电阻NTC热敏电阻PTC热敏电阻9PPT学习交流光敏电阻一结构与原理光敏电阻利用光电导效应制成。当入射光子使电子由价带跃升到导带时，导带中的电阻和价带中的空穴二者均参与导电，因此电阻显著减小，称为光敏电阻。二光敏电阻有以下优点1.光谱响应相当宽。2.所测的光强范围宽，即可对强光响应，也可对弱光响应。3.无极性之分，使用方便，成本低，寿命长。4.灵敏度高，工作电流大，可达数毫安。10PPT学习交流光敏电阻的符号和连接电路:11PPT学习交流几种电阻说明：碳膜电阻器：稳定性差，噪音大、误差大，用于初始精度和随温度变化的稳定性认为不重要的普通电路金属氧化膜电阻器：优点:体积小、精度高、稳定性好、噪音小、电感量小，适合用于要求高初始精度、低温度系数和低噪声的精密应用场合绕线电阻器：优点:功率大。缺点:有电感，体积大，不宜作阻值较大的电阻水泥型绕线电阻器：优点:功率大。缺点:有电感，体积大，不宜作阻值较大的电阻12PPT学习交流红外发光二极管它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm(0.94m)左右，外形与普通发光二极管LED相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。13PPT学习交流常用的红外发光二极管，其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93m）。管压降约1.4V，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。14PPT学习交流常见的红外发光二极管，其功率分为：小功率（1mW10mW）中功率(20mW50mW)大功率(50mW100mW以上)15PPT学习交流红外接收管红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。16PPT学习交流由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用PC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。图3给出一些成品红外接收头的外形。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz1237.9kHz38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。17PPT学习交流如何增加红外线的控制距离红外发光二极管工作于脉冲状态因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲中空比约为1/41/3；一些电气产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。18PPT学习交流应用用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外按收二极管，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二极管。红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式19PPT学习交流达林顿晶体管DT达林顿晶体管DT（Dar1ingtonTransistor）亦称复合晶体管。它采用复合过接方式，将两只或更多只晶体管的集电极连在一起，而将第一只晶体管的发射极直接耦合到第二只晶体管的基极，依次级连而成，最后引出E、B、C三个电极。20PPT学习交流每只晶体管的放大系数分别这hFE1、hFE2、hFEn。则总放大系数约等于各管放大系数的乘积：hFEhFE1hFE2hFEn因此，达林顿管具有很高的放大系数，值可以达到必千倍，甚至几十万倍。利用它不仅能构成高增益放大器，还能提高驱动能力，获得大电流输出，构成达林顿功率开关管。在光电耦合器中，也有用达林顿管作为接收管的。达林顿管产品大致分成两类，一类是普通型，内部无保护电路，另一类则带有保护电路。下面分别介绍使用万用表检测这两类达林顿管的方法。21PPT学习交流达林顿管的典型应用电路达林顿管的典型应用电路：达林顿管广泛应用于音频功率输出、开关控制、电源调整、继电器驱动、高增益放大等电路中22PPT学习交流快恢复二极管快恢复二极管FRD（FastRecoveryDiode）是近年来问世的新型半导体器件，具有开关特性好，反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。超快恢复二极管SRD（SuperfastRecoveryDiode），则是在快恢复二极管基础上发展而成的，其反向恢复时间trr值已接近于肖特基二极管的指标。它们可广泛用于开关电源、脉宽调制器（PWM）、不间断电源（UPS）、交流电动机变频调速（VVVF）、高频加热等装置中，作高频、大电流的续流二极管或整流管，是极有发展前途的电力、电子半导体器件。23PPT学习交流1性能特点性能特点（1）反向恢复时间反向恢复时间tr的定义是：电流通过零点由正向转换到规定低值的时间间隔。它是衡量高频续流及整流器件性能的重要技术指标。反向恢复电流的波形如图1所示。IF为正向电流，IRM为最大反向恢复电流。Irr为反向恢复电流，通常规定Irr=0.1IRM。当tt0时，正向电流I=IF。当tt0时，由于整流器件上的正向电压突然变成反向电压，因此正向电流迅速降低，在t=t1时刻，I=0。然后整流器件上流过反向电流IR，并且IR逐渐增大；在t=t2时刻达到最大反向恢复电流IRM值。此后受正向电压的作用，反向电流逐渐减小，并在t=t3时刻达到规定值Irr。从t2到t3的反向恢复过程与电容器放电过程有相似之处。24PPT学习交流（2）结构特点结构特点快恢复二极管的内部结构与普通二极管不同，它是在P型、N型硅材料中间增加了基区I，构成P-I-N硅片。由于基区很薄，反向恢复电荷很小，不仅大大减小了trr值，还降低了瞬态正向压降，使管子能承受很高的反向工作电压。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒，正向压降约为0.6V，正向电流是几安培至几千安培，反向峰值电压可达几百到几千伏。超快恢复二极管的反向恢复电荷进一步减小，使其trr可低至几十纳秒。20A以下的快恢复及超快恢复二极管大多采用TO-220封装形式。从内部结构看，可分成单管、对管（亦称双管）两种。对管内部包含两只快恢复二极管，根据两只二极管接法的不同，又有共阴对管、共阳对管之分。图2(a)是C20-04型快恢复二极管（单管）的外形及内部结构。(b)图和(c)图分别是C92-02型（共阴对管）、MUR1680A型（共阳对管）超快恢复二极管的外形与构造。它们均采用TO-220塑料封装，主要技术指标见表1。几十安的快恢复二极管一般采用TO-3P金属壳封装。更大容量（几百安几千安）的管子则采用螺栓型或平板型封装形式。25PPT学习交流26PPT学习交流2常规检测方法常规检测方法在业余条件下，利用万用表能检测快恢复、超快恢复二极管的单向导电性，以及内部有无开路、短路故障，并能测出正向导通压降。若配以兆欧表，还能测量反向击穿电压。27PPT学习交流晶闸管(可控硅)SCR：能在高电压、大电流条件下工作，具有耐压高、容量大、体积小等优点，它是大功率开关型半导体器件，广泛应用在电力、电子线路中。28PPT学习交流分类：分单向可控硅、双向可控硅单向可控硅有阳极A、阴极K、控制极G三个引出脚。双向可控硅有第一阳极A1（T1），第二阳极A2（T2）、控制极G三个引出脚。29PPT学习交流可控硅内部结构和符号可控硅内部结构和符号GA A（阳极）J3J2J1P2N1P1K K（阴极）G G（控制极）N2（a）内部结构示意图K KGGGGA A(b）图形符号UCUANPNPNPK KA AG G30PPT学习交流晶体管或可控硅的封装形式：31PPT学习交流如何鉴别可控硅的三个极如何鉴别可控硅的三个极鉴别可控硅三个极的方法很简单，根据P-N结的原理，只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上，阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上（它们之间有两个P-N结，而且方向相反，因此阳极和控制极正反向都不通）。控制极与阴极之间是一个P-N结，因此它的正向电阻大约在几欧-几百欧的范围，反向电阻比正向电阻要大。可是控制极二极管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻断状态的，可以有比较大的电流通过，因此，有时测得控制极反向电阻比较小，并不能说明控制极特性不好。另外，在测量控制极正反向电阻时，万用表应放在R*10或R*1挡，防止电压过高控制极反向击穿。若测得元件阴阳极正反向已短路，或阳极与控制极短路，或控制极与阴极反向短路，或控制极与阴极断路，说明元件已损坏。32PPT学习交流可控硅导通和关断条件：状态条件说明从关断到导通1、阳极电位高于是阴极电位2、控制极有足够的正向电压和电流两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位2、阳极电流小于维持电流任一条件即可33PPT学习交流可控硅应用：光控电子开关：34PPT学习交流工作原理：220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态1K，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态100K，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。35PPT学习交流喇叭，蜂鸣器，MIC：36PPT学习交流光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。光电耦合器：37PPT学习交流工作原理：在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。38PPT学习交流光电耦合器的应用：1、光电耦合器用于隔离、控制作用高低电平转换.线性控制.2、光电耦合器用于接口电路5、光电耦合器构成逻辑电路39PPT学习交流40PPT学习交流光电耦合器的应用电路：41PPT学习交流42PPT学习交流43PPT学习交流此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！44PPT学习交流