1、项目六项目六 组装倒车报警电路组装倒车报警电路任务任务1 学习差动放大器学习差动放大器任务任务2 认识集成功放电路认识集成功放电路任务任务3 分析集成运放电路及应用分析集成运放电路及应用操作指导操作指导看一看看一看：倒车报警电路 实实物物示示意意图图组组成成框框图图集成电路集成电路当车辆倒车时会发当车辆倒车时会发出出“请注意，倒请注意，倒车！车！”的语音提示。的语音提示。电路由三部分组成电路由三部分组成 语音集成电路：HFC5209是一只软封装的、能发出“请注意，倒车！”的 语音集成电路。功放集成电路：LM386将语音信号放大并推动扬声器发出警示声音。电源及稳压电路：将汽车电瓶电压转换为该电路
2、所需的电压。元器件选择元器件选择表表6-1 元器件明细表元器件明细表序号分类名称型号规格数量1VD1VD4二极管1N400742IC1语音集成块HFC520913IC2功放集成块LM386N14BL扬声器8 0.25W15R1电阻39016R2电阻330K17R3电阻1K18R4电阻10K19C1电容51pF110C2电容0.022uF111C3电容10uF/16V112C4电容10uF/16V113C5、C6电容100uF/16V2任务1 学习差动放大器 直流信号：直流信号：缓慢变化的信号或直流量可统称为直流信号，直流放大器：直流放大器：用来放大直流信号的放大电路称为直流放大器 直流放大器是
3、集成电路的基本组成单元，它不能使用阻容耦合，应采用直接耦合方式一、直接耦合放大器存在两个特殊问题一、直接耦合放大器存在两个特殊问题1前后级静态工作点的相互影响2零点漂移1.前后级静态工作点的相互影响 举例：举例：图图6-2a）发射极加接电阻）发射极加接电阻 b）发射极加接稳压二极管）发射极加接稳压二极管 c）NPN和和PNP管配合使用管配合使用图图6-3 解决方法解决方法不能不能保证保证两级两级都正都正常放常放大大 解决办法解决办法2零点漂移零点漂移（1）定义：）定义：直流放大器输入端对地短路处于静态时，输出电压会出现不规则的变化，这种现象称为零点漂移，简称零漂。（即输入信号为零时，而输出信号
4、不为零）（2）解决零漂的方法：）解决零漂的方法：采用直流稳压电源；选用稳定性能好的硅晶体管作放大管；采用单级或级间负反馈来稳定工作点；用热敏元件来补偿放大管受温度影响所引起的零漂；采用差动放大电路抑制零漂。差动放大电路差动放大电路(又叫差分电路又叫差分电路)能有效抑制由于电源波动和温度变化能有效抑制由于电源波动和温度变化所引起的零漂。所引起的零漂。二、差动放大电路二、差动放大电路（1）电路结构）电路结构图6-4 基本差分电路它由两个完全它由两个完全相同的单管放相同的单管放大电路组成，大电路组成，对应元件的参对应元件的参数基本一致数基本一致反相反相输入输入端端同同相相输输入入端端（2）抑制零漂原
5、理）抑制零漂原理当温度变化或电源电压波动时，左右两个晶体管的输出电压 、都要发生变化，但由于电路对称，两管的输出变化量相同，即 ，所以 。两管的零漂在输出端相互抵消，从而有效地抑制了零漂。1）差模信号与差模输入：定义：定义：输入信号ui被两个电阻R分压为大小相等、极性相反的一对输入信号，分别加到两管的基极，这种信号称为差差模信号模信号，这种输入方式为差模输入差模输入。差动放大电路对输入信号的放大倍数差动放大电路对输入信号的放大倍数 ：当：当：时，时，0ou1ou2ou21oouuuDAuuuAAA21uiuiuiiiuiuiooiouDAuAuAuuuAuAuuuuuA)21(21221121
6、 2）共模输入：）共模输入：大小相等、极性相同的输入信号称为共模信号共模信号，这种输入方式称为共模输入共模输入。当电路完全对称时共模电压放大倍数为：3）共模抑制比（）共模抑制比（KCMR）：）：定义：定义：通常把差模放大倍数AuD与共模放大倍数AuC的比值称为共模抑制比，用KCMR表示。公式：公式：（3）典型差动放大电路）典型差动放大电路021iooiouCuuuuuAuCuDCMRAAK抑制比越大，差动放大器的性能越好 RP、Re和和VEE作用如下：作用如下：1）RP：调节RP使电路达到对称。2）Re：其作用是引入共模负反馈，稳定静态工作点，有效地抑制零漂。3）负电源VEE：可补偿Re上的直
7、流压降，从而使放大电路既可选用较大的Re值，又有合适的静态工作点。通常负电源VEE与正电源VCC的电压相等。学习要点：学习要点：1直流放大器存在的两个特殊问题：一是前后级静态工作点相互影响，二是有零点漂移现象。2零点漂移的概念及产生原因。温度的变化和电源电压的波动是产生零漂的主要原因。3采用差动放大电路是解决零点漂移最常用的方法。4差动放大电路的构成，差模输入、共模输入、共模抑制比的概念。_差动放大器的几种输入、输出方式a）双端输入、双端输出 b）双端输入、单端输出 c）单端输入、双端输出 d）单端输入、单端输出图6-6 差动放大器的四种连接方式任务2 认识集成功放电路一、集成电路分类、外型及
8、引脚排列顺序一、集成电路分类、外型及引脚排列顺序 1集成电路分类集成电路分类 膜集成电路 按制造工艺分 半导体集成电路：较为常见。混合集成电路 数字集成电路 按用途分 模拟集成电路 接口集成电路 专用集成电路 小规模集成电路（SSI）：内部元件100个以下 中规模集成电路（MSI）：内部元件1001000个 按集成规模分 大规模集成电路（LSI）：内部元件100010000个 超大规模集成电路（VLSI）：内部元件10000个以上 2认识集成电路外型及脚号常见常见半导半导体集体集成电成电路的路的封装封装形式形式及引及引脚的脚的排列排列方法方法 3.集成电路结构特点1）器件功能的多样化：2）为使
9、用者提供更多的灵活使用空间：3）在制造工艺上，大容量的电容、电感、变压器以及特殊的电阻等不易在内部制作，需要外接。二、典型集成功放电路二、典型集成功放电路1.集成功率放大器集成功率放大器LM386LM386的外的外形和形和引脚引脚排列排列LM386内部内部电路电路原理原理图图 2.集成功率放大器集成功率放大器LA4100 a）引引脚脚排排列列及及功功能能b）内部内部框图框图学习要点学习要点 ：1集成电路的引脚顺序识别。2集成功率放大电路内部结构主要包括差分输入级、中间放大级和OTL输出级。半导体音乐集成电路 1、认识软封装集成电路内部通常采用CMOS工艺制造，属于大规模集成电路。使用时只需外加
10、几个元件即可达到预想的效果手机、计算机、电话机、汽车语音等的发音源 2.几种常见的树脂软封装语音、音乐集成电路的应用a）HFC5209倒车语音集成电路b）HFC1500叮咚、鸟叫、蟋蟀、电话铃音乐集成电路c）HFC1531音乐闪光集成电路d）HFC1534音乐四闪光集成电路任务3 分析集成运放电路及应用一、认识集成运放一、认识集成运放 1.集成运放集成运放A741（国产型号（国产型号CF741）的引脚排）的引脚排列、功能及应用时的基本外围元件连接图。列、功能及应用时的基本外围元件连接图。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:21-Fe
11、b-2008Sheet of File:D:MyDesign.ddbDrawn By:86754321CF741空引脚正电源输出调零负电源同相输入反相输入调零123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Feb-2008Sheet of File:E:MyDesign.ddbDrawn By:正电源输出负电源同相输入反相输入CF74112345678Rp+VCCVo-VeeVi-Vi+a）引引脚脚排排列列及及功功能能 b）外围元件连接图 2.集成运算放大器内部结构集成运算放大器内部结构各组成部分作用各组成部分作用:高阻抗输入级：高阻抗输
12、入级：一般由差动放大电路组成，主要目的是力求获得较低的零漂和较高的共模抑制比。它有两个输入端，其中一端为同相输入端，另一端为反相输入端。中间放大级：中间放大级：由高增益的电压放大电路组成。低阻抗输出级：低阻抗输出级：由晶体管射极输出器互补电路组成。偏置电路：偏置电路：为集成运放各级提供合适而稳定的静态工作点。3.集成运放电路的图形符号集成运放电路的图形符号a）新符号 b）旧符号 4.集成运放的主要性能参数集成运放的主要性能参数 1）开环差模电压放大倍数）开环差模电压放大倍数AuO 未引入反馈时集成运放的放大倍数，称开环差模电压放大倍数。2）输入失调电压）输入失调电压UIO 集成运放输入级的差动
13、放大电路不可能完全对称，欲使输出电压为零，必然要在输入端另加补偿电压，这个电压的数值便为输入失调电压，它反映了运放的失调程度。这个数值越小，输入级对称性越好。3）输入失调电流）输入失调电流IIO 由于工艺上的误差，输入信号为零时，运放两输入端的基极静态电流不相等，其差值称为输入失调电流。这个数值越小，输入级对称性越好。4）共模抑制比）共模抑制比KCMR 电路开环状态下，差模放大倍数AuD与共模放大倍数AuC之比，即KCMR=AuD/AuC 5）输出峰）输出峰-峰电压峰电压UOPP 又称输出电压动态范围，指运放处于空载时，在一定电源电压下输出的最大不失真电压的峰-峰值。二、分析集成运放应用电路二
14、、分析集成运放应用电路 1.理想集成运放电路 1）开环差模电压放大倍数AuO=；2）输入电阻 ri=；3）输出电阻 ro=0；4）共模抑制比KCMR=。1）理想运放的两输入端电位差趋于零，即 （可认为 ）2）理想运放的输入电流趋于零，即 （可认为 ）理想运放的条件是：理想运放的条件是：两个重要推论：两个重要推论：0uu uu0ii0ii 2.集成运放电路的应用集成运放电路的应用（1）反相放大电路（反相比例放大器）反相放大电路（反相比例放大器）根据 ，可知又因 ，所以 ，该点为虚地。则 而 所以 分析分析uo与与ui的关系的关系0ii0u uu0uffoRiu111Ruiiiiiififfiou
15、RRRRuu11ifouRRu11RRuuAfiouf结结论论输出电压与输入电压相位相反电压放大倍数为Rf与R1的比值特例：特例：若若RfR1，则，则Au-1，电路构成了反相电压跟随器电路构成了反相电压跟随器（2）同相放大电路（同相比例放大器）同相放大电路（同相比例放大器）由 u+u-而且 则 u+u-=ui 而 则有 uO与与ui的关系的关系123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Mar-2008Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:RRuNPiR1iFuIf12oiI+_+0ii
16、11RiRiuffo1111RuRuRuiiIfifififiouRRuRRRRRRuRRuu11111111ifouRRu)1(111RRAfuf结结论论特例特例:若若RfO，R1，则则Auf1，此电路构成了，此电路构成了电压跟随器。电压跟随器。输出电压与输入电压相位相同（3）加法运算电路）加法运算电路 若R1=R2=R3=R，求uo与各输入量的关系。因为 而 所以 当R1R2R3R时，则 若 RfR1R2R3R则 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Mar-2008Sheet of File:D:wengaoMyDesig
17、n.ddbDrawn By:RRuNPRiFuI3RRi1i2i3uuI1I2o123f4+_+0u0uuffoRiu 3213322113211iiiiiifuuuRRuRuRuiiii321iiifouuuRRu321iiiouuuu结论结论（4）减法运算电路）减法运算电路 当ui1、ui2单独作用时，电路如图6-21所示。图6-21 单独作用示意图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Mar-2008Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:RRuRu I1Rf123oNP+_+
18、123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Mar-2008Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:u RRRRfuI2o123NP+_+a）uI1单独作用b）uI2单独作用 分析uO与各输入量之间的关系。（利用叠加原理求输出电压的代数和）ui1单独作用时为一反相比例运算放大电路，则 Ui2单独作用时 当R1R2且RfR时，上式为 当RfR3R1R2时，11ifOuRRu2323iuRRRu23231111iffouRRRRRuRRu11232311ififooouRRuRRRRRuuu1
19、21iifouuRRu12iiouuu结结论论学习要点：1一般集成运放有以下引脚：同相输入端、反相输入端、输出端、正负电源端，有的还有外接调零端及相位补偿端等。实际使用时要先查阅手册，根据引脚功能进行接线。2理想运放的参数及两个推论是分析电路在线性工作时的重要根据。反相比例、同相比例、求和、求差电路较为常用，要了解其工作原理及分析方法。操作指导操作指导 1.认识倒车报警电路结构及工作过程认识倒车报警电路结构及工作过程a）原理图 b）印制板参考图工作过程：工作过程：接通电源则语音集成电路HFC5209 的2脚触发端，与5脚接一起处于常触发状态而工作，4脚为语音信号输出端，其输出的语音信号经C3送
20、至音频功放电路LM386N的同相输入端3脚，由其5脚输出经耦合电容后送扬声器，从而使其发出“请注意，倒车”和“滴嘟，倒车”两种语音。2.安装电路安装电路焊接时应注意：焊接时应注意：1）LM386N放置后要认真检查引脚对应位置，无误后再焊接。2）HFC5209为MOS集成电路，并且是侧立于印制板的端面。焊接时先将其平放桌面，再将印制板直立并垂直放好再焊接，为防止电烙铁漏电损坏元件，应拔掉电烙铁电源插头，利用余热焊接，或者电烙铁应装有地线。3.调试与检测电路调试与检测电路（1）调试电路VCC=12V，正常时扬声器发出清晰宏亮的嘀嘟、倒车报警声。测出两集成电路引脚电压，将数据填入表6-2中。表6-2集成电路的引脚电压（2）常见故障及排除1）无报警声：2）语速过快或过慢：特别提示：LM386N的5脚为中点，其电位应是电源电压的1/2。脚号器件12345678IC1IC2 4.训练与思考训练与思考1）该倒车报警电路应如何接入汽车电路中？2）制作或识读集成功放电路图。图6-24是一个由集成电路构成的立体声功放原理图和印制板图。a）印制板参考图b）原理图）原理图
