第二章 模拟电路子系统的设计
电子设计中的模拟电子电路设计
总结词
功率放大器用于将小信号放大至足够大的功率，以驱动负载。
详细描述
功率放大器设计需要考虑输出功率、效率、线性度等性能指标，同时还需要考虑散热和稳定性问题。
04
CHAPTER
模拟电子电路设计中的常见问题与解决方案
总结词
Hale Waihona Puke 元器件噪声抑制是模拟电子电路设计中常见的问题，它会影响电路的性能和稳定性。
THANKS
感谢您的观看。
软件调试
根据调试结果，对电路设计进行优化改进，提高电路性能和稳定性。
优化改进
03
CHAPTER
模拟电子电路设计中的关键技术
运算放大器是模拟电子电路中的重要组成部分，用于实现信号的放大、减缩、差分输入等功能。
运算放大器设计需要考虑带宽、精度、噪声、功耗等多个因素，同时还需要根据实际应用需求选择合适的反馈电路和偏置电路。
总结词
详细描述
05
CHAPTER
案例分析
音频信号处理电路设计是模拟电子电路设计中常见的一类，主要用于处理音频信号，如放大、滤波、均衡等。
总结词
音频信号处理电路设计通常包括前置放大器、滤波器、功率放大器等部分。前置放大器用于放大微弱的音频信号，滤波器用于提取或抑制特定频率的信号，功率放大器则用于放大音频信号以驱动扬声器或其他负载。
详细描述
总结词
滤波器用于对信号进行过滤和选择，实现信号的提取和抑制。
总结词
滤波器设计需要根据实际需求选择合适的滤波器类型和阶数，同时需要考虑阻带衰减、通带平坦度、过渡带等性能指标。
详细描述
总结词
信号发生器用于产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
详细描述
信号发生器设计需要根据实际需求选择合适的波形和频率，同时需要考虑信号的稳定性和精度。
模拟电路子系统的设计
模拟电路子系统的设计模拟电路子系统设计是指通过使用模拟电路来实现一定功能的设计过程。
模拟电路是指以连续的方式来处理电信号的电路，主要应用于信号处理、传感器、功率放大等领域。
下面将从设计目标、组成要素、设计流程和实例应用等方面进行讨论。
一、设计目标：1.功能性：根据系统需求明确设计目标，包括电路的输入输出特性、频率响应、增益、输入输出阻抗等。
2.稳定性：电路应具有较好的稳定性，即对于温度、电源电压变化等条件的变化能够保持一定的输出特性。
3.抗干扰性：电路应具有一定的抗干扰能力，即能有效抵御来自外部信号源的电磁干扰。
4.低功耗：设计电路时要尽可能减小功耗，提高电路的能效比。
二、组成要素：1.放大器：常见的放大器包括运放放大器、差分放大器等，用于增大电压、电流或功率等。
2.滤波器：用于滤除特定频率范围的信号，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
3.可变增益控制：用于调节放大倍数的电路元件，如可变电阻、可变电容等。
4.信号处理：包括信号采集、采样、转换等过程，实现信号的准确传输和处理。
5.电源管理：包括稳压、滤波等电路，用于保证电路的工作电压和电源稳定性。
三、设计流程：1.明确需求：明确电路的设计需求，包括输入输出特性、频率响应、功耗等。
2.选取合适的元件：根据需求选取适合的放大器、滤波器、控制元件等，注意元件的参数选择和匹配。
3.进行电路原理图设计：根据选取的元件，在电路设计软件中进行原理图设计，连接各个元件，并进行必要的仿真分析以确保电路的性能。
4.PCB设计：在原理图设计完成后，进行PCB布局设计，考虑电路元件的布局合理性、信号线的长度匹配、功耗和热量分布等。
5.电路调试和优化：完成PCB制造后，对电路进行调试和优化，包括调整放大倍数、调整滤波器的截止频率等，以满足设计需求。
四、实例应用：1.音频放大系统：用于放大音频信号，包括音频输入、放大器、低通滤波器以及计算机等输出设备。
2.温度传感器：通过采集环境温度变化，转换为电压信号并进行放大以用于测量和控制。
模拟电子系统设计2讲课文档
现在十五页，总共五十六页。
设计举例：
设计任务：
采用数字锁相环在技规术定产条生件一下个与，可传变感行器频校同准频曲同步线的与锯拟齿合波直电压。已
VCO，强制VCO朝着减小相位/频率误差的方向改变其频率， 使输入基准信号和VCO输出信号之间的任何频率或相位差逐
渐减小直至为0，这时我们就称环路已被锁定。
环路锁定后，鉴相器的两个输入信号的频率相等，即：
fo=Nfi
现在十四页，总共五十六页。
(3)捕捉带与同步带
若环路原本处于失锁状态，由于环路的调节作用，最终进入锁定状态， 这一过程，称环路捕捉过程，环路能捕捉的最大起始频差范围称捕捉 带或捕捉范围
否满足电路设计指标的要求；高频工作时，要求fT = (5～10) f, f为工 作频率。
现在十页，总共五十六页。
③集成电路的选择：
由于集成电路可以实现很多单元电路甚至整机电路的功能，所以选用 集成电路来设计单元电路和总体电路既方便又灵潘，它不仅使系统体 积缩小，而且性能可靠，便于调试及运用。集成电路有模拟集成电路 和数字集成电路之分。选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设 计方案，而且还要满足功耗、电压、速度、价格等多方面的要求。
现在八页，总共五十六页。
①阻容元器件的选择：
不同的电路对电阻和电容的性能要求也不同，有些电路对电容的漏电 要求很严；还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高。例如， 滤波电路中常用大容量（100～3000m F）铝电解电容，为滤掉高频 通常还需并联小容量（0.0l～0.lm F）瓷片电容。设计时要根据电路 的要求选择性能和参数合适的阻容元器件，并要注意功耗、容量、频 率和耐压范围是否满足要求。
模拟电子线路课程设计
模拟电子线路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解模拟电子线路的基本概念，掌握常用电子元器件的原理与功能；2. 学会分析简单的模拟电子电路，了解其工作原理与性能特点；3. 掌握模拟电子线路的设计方法，能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够正确搭建和调试模拟电子线路；2. 培养学生运用电路仿真软件进行模拟电子线路设计与分析的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，能够共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养良好的学习态度；2. 培养学生勇于创新、敢于实践的精神，增强自信心；3. 培养学生关注社会发展，认识到电子技术在生活中的应用和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新设计能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的电子技术基础，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但理论知识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，鼓励学生自主探究和团队合作，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 电子元器件原理与功能，包括电阻、电容、二极管、三极管等；- 模拟电子电路基本原理，如放大器、滤波器、振荡器等；- 电路分析方法，如等效电路、交流分析、直流分析等。
对应教材章节：第一章至第四章。
2. 实践操作：- 电路搭建与调试，以教材中的典型电路为例，进行实际操作；- 电路仿真软件应用，如Multisim、Proteus等，进行电路设计与分析；- 课程设计任务，分组进行模拟电子线路设计与展示。
对应教材章节：第五章、第六章。
3. 研讨与拓展：- 结合教材内容，进行课堂讨论，深入理解电路原理；- 分析实际应用案例，了解模拟电子线路在现代科技领域的应用；- 鼓励学生进行创新设计，提高学生的综合运用能力。
模拟电路子系统的设计
仪表放大器
滤波电路
2.4.2 D/A转换器
基本原理
电阻分压器和跟随器：
UO=A·Ui（0≤A≤1）
DAC和运算放大器：
UO=-Dn·Ui（0≤Dn≤1）
基本原理（续）
D/A内部构造框图
将n为二进制数字量转换成模拟量输出框图如下：
基准 电压源
N位二 进制数
数码寄 存器
N位模 拟开关
电阻译 码网络
应用
接口设计
D/A转换芯片旳选择原则：考虑芯片旳性能、 构造及应用特征。 在性能上必须满足D/A转换旳技术要求；在构 造和应用特征上应满足接口以便、外围电路简 朴、价格低廉等要求。
接口技术
1） D/A转换芯片旳性能指标 静态指标； 动态指标：建立时间、尖峰等 环境指标：增益温度参数
2） D/A转换芯片旳构造特征（原理） 数字输入：涉及接受数码制，数据格式以及逻辑电平等 数字输出：例，电流输出型、电压输出型等等 锁存特征及转换控制 参照源:参照源配制，输入数字码与模拟输出电压旳极性
状态只有“0”和“1”。数字信号能够根据需要再经 D/A变换成模拟电信号，再由电信号转换成物理量。
数字系统旳优点：抗干扰强、便于处理、可采用高 度集成旳数字器件，便于利用计算机技术等。 但不论模拟系统还是数字系统都要用模拟电子电路。
电子系统设计—模拟ppt
常见的EDA工具介绍
Synopsys
02
Synopsys也是一款知名的EDA工具，它支持各种不同的设计流程，可以完成从电路图设计到版图生成的整个流程。
Mentor Graphics
03
Mentor Graphics是一家知名的EDA公司，其EDA工具在电子系统设计中广泛应用，包括PCB设计、IC设计等领域。
模拟电路的特点
模拟电路的特点是具有高精度、高稳定性和高可靠性，能够准确地模拟各种物理现象和过程。它广泛应用于通信、音频、视频、医疗等领域。
模拟电路的基本概念
静态分析
静态分析是指在电路处于直流状态下的分析，主要考虑电路的直流工作点和偏置条件，通过计算和分析电路的输入输出关系，确定电路的性能。
动态分析
数字电路的基本概念
数字电路的定义
数字电路可以根据其组成元件、逻辑功能和触发方式进行分类，包括TTL、CMOS、D触发器等。
数字电路的分类
数字电路具有高可靠性、高稳定性、低功耗和低成本等特点。
数字电路的特点
逻辑功能分析
01
分析数字电路的逻辑功能，确定输入与输出之间的关系，常用的方法包括真值表和逻辑表达式。
混合信号电路的定义
模拟信号是连续的电压或电流信号，而数字信号是离散的电压或电流信号。
模拟信号和数字信号的区别
混合信号电路具有高集成度、高速度、高精度和高稳定性等特点。
混合信号电路的特点
混合信号电路的基本概念
模拟电路分析主要基于电路的基本原理和器件的物理特性，通过求解电路的微分方程或传递函数来分析电路的性能。
数字电路的分析方法
时序分析
02
分析数字电路的时序关系，确定触发器的翻转时刻和输出状态，常用的方法包括时序图和状态图。
模拟电子技术课程设计全篇
七、撰写课程设计报告
6. 完成整个任务要求的总电路图、电路的仿真结 果（截图）。 7. 绘制的电路安装图 8. 实物与检测仪器的连接，在检测仪器上显示的 结果照片。 9. 总结及建议
附录： 元件清单 参考书目及参考文
举例一
一、设计一个串联型晶体管稳压电源
技术要求 1. 稳压电源输出稳定直流电压10V； 2. 最大负载电流300mA； 3. 输入的电网电压范围变化为±10%，输出亦满足上
模拟电子技术课程设计
课程设计的基础知识
电子技术基础课程设计包括 1.设计任务要求 2.电子电路设计 3.仿真测试 4.画安装图 5.电子器件组装、调试 6.撰写课程设计报告等教学环节。
电子电路的设计方法
设计一个电子电路系统时，首先必须明确系 统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后 对方案中的各部分进行单元的设计、参数计算 和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出 一个符合设计要求的完整的系统电路图。
3、串联型稳压电路的设计 （1）串联型稳压电路的框图
调整
＋
＋
比较放大
取样
UI
UO
基准电压
－
－
选择集成运放（或者三极管）作比较 (误差) 放大。以稳压二极管电压作为基准电压。
方法一：三极管作比较 (误差)放大
UO
(U Z
U BE2 )
R1 R2 R3 R2
R3
UO min
(U Z
U
BE2
UZ
R3
-
通过改变采样电阻中电位器R2的滑动端位置进行调节。
UO =
R1 + R2 + R3 R″2 + R3
UZ
UOmax =
电子电路设计模拟电路设计方法
电子电路设计模拟电路设计方法电子电路设计是现代电子技术领域的重要组成部分，其在各种电子设备和系统中起着至关重要的作用。
而模拟电路设计则是电子电路设计中的一项重要技术，其能够模拟和处理连续变量信号，广泛应用于各种电子系统中。
本文将介绍电子电路设计中的模拟电路设计方法。
一、模拟电路设计所需基础知识在进行模拟电路设计之前，我们需要具备一定的基础知识。
首先，我们需要了解电路的基本元件，例如电阻、电容和电感等。
其次，我们需要掌握电路分析的基本方法，包括基尔霍夫定律、电压分压原理等。
此外，还需要具备掌握信号与系统的基本知识，包括频域分析、滤波器设计等。
二、模拟电路设计方法1. 设计目标和规范在进行模拟电路设计之前，我们首先需要明确设计目标和规范。
例如，我们需要确定电路的功能、性能指标、工作条件等。
这些设计目标和规范将指导我们进行后续的电路设计过程。
2. 电路拓扑设计电路拓扑设计是模拟电路设计的重要环节，它决定了电路的基本结构和连接方式。
在进行电路拓扑设计时，我们需要根据设计目标选择合适的电路拓扑结构，例如放大电路、滤波电路等。
此外，还需要考虑电路的稳定性、可靠性和可调性等因素。
3. 元件选择和参数计算在进行元件选择和参数计算时，我们需要根据设计规范和电路拓扑来选择合适的元件，并计算其参数值。
例如，在设计放大电路时，我们需要选择适当的放大器管型和工作点，并计算电阻、电容等元件的数值。
4. 电路仿真与优化在进行模拟电路设计时，我们通常使用电路仿真软件进行仿真与优化。
通过仿真软件，我们可以模拟电路的工作过程，验证电路的性能指标，并对电路进行优化。
例如，我们可以通过调整元件参数和拓扑结构来改善电路的性能。
5. PCB设计PCB设计是模拟电路设计的重要环节。
在进行PCB设计时，我们需要将电路图转化为PCB布局图，并将元件进行布局、连线和焊接。
通过合理的PCB设计，可以提高电路的可靠性、抗干扰能力和成本效益。
三、模拟电路设计案例以下是一个简单的模拟电路设计案例，以放大电路为例。
模拟电路课程设计指导书
模拟电路课程设计指导书第一篇：模拟电路课程设计指导书《模拟电路课程设计》指导书一、模拟电路课程设计的基本任务《模拟电路课程设计》是在“电子技术基础”课程之后，集中安排的重要实践性教学环节。
学生运用所学的知识，动脑又动手，在教师指导下，结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验，培养和提高分析、解决实际电路问题的能力。
它是高等学校电子工程类专业的学生必须进行的一种综合性训练。
从课程设计的任务出发，应当通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：（1）巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。
（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
（3）通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（4）掌握常用的仪器、设备的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标的测试方法，提高学生的动手能力和从事电子电路实验的基本技能。
（5）了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
（6）培养严肃、认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。
课程设计的任务一般是让学生设计、组装并调试一个简单的电子电路装置。
需要学生综合运用“电子技术基础”课程的知识，通过调查研究、查阅资料、方案论证与选定；设计和选取电路及元器件；组装和调试电路，测试指标及分析讨论，完成设计任务。
二、课程设计的教学方法模拟电路课程设计作为集中实践性教学环节，应着重提高学生的自学能力，独立分析、解决问题的能力和动手进行电路实验的能力。
为了培养学生自学能力，对于课上已学过的基本知识，教师不必重复讲解。
Multisim电路系统设计与仿真第二章
NC
无连接（no connection）
图2-24 ERC检查的规则设置
2.2 电气规则检查
下面我们以图2-25所示的电路为例来进行ERC检查，ERC的基本设置和规则设置分别如图2-23 和图2-24所示，点击“OK”按钮，将弹出图2-26所示的错误列表，同时电路中将添加错误标记， 如图2-25（b）所示。
“Multi-Page”命令，可出现命名的小窗口，并输入设计中第二个页面的名字，点击“OK”按 钮后，在图2-27中设计工具栏的“Hierarchy”页中可以看到，软件在第一个新建的页面名字的
后面自动添加了“#1”，而第二个页面是在电路文件名称后面加“#power”。
2.3 大规模电路设计
在第一个页面中建立陷波器电路，在第二个页面中建立电源电路。 在电源电路中选择Place/Connectors/Off-Page Connector菜单项，在工作区内放置两个跨页连接
2.1 扩展元件
尽管Multisim包含了大量种类的元件，但不可避免会遇到缺少用户所需仿真元件的问 题。在通常情况下有三种解决问题的方法：一是用性能参数相近的器件代替，但这样仿 真结果可能会有差别；二是用户通过网站购买所需的元件模型，但需要注 意的是购得的仅仅是该元件的PSpice模型，元件图形和引脚等信息还需进行进一步的修 改才可使用；对于缺乏条件的用户，也可在Multisim中自己创建元件或对现有元件模型进 行修改。创建一个全新的元件模型非常复杂，需要事先获得元件的详细资料，且需输入 很多细节，因此用户应尽量对已存在的模板进行修改，以较少创建新元件的工作量及避 免操作错误。
图2-23 ERC检查的基本设置
2.2 电气规则检查
ERC Rules页：该页用于修改ERC检测的规则，如图2-24所示，其中图形中的符号所代表的引脚 类型如表2-1所列，图中各种颜色代表错误的等级不同，如绿色表示正常，黄色表示报警，红 色表示有错等等。图2-24中圈框的部分就表示开路集电极与开路基极相连将报告错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
任务：将系统的总要求分解为不同的子功能，再根据不同的子 任务 功能确定出可完成各个子功能的模块（即单元电路），并为各个模 块确定具体的技术指标。 设计步骤： 设计步骤 1）系统指标可行性分析：包括指标合理性、难易程度、先进 性、主客观条件、元器件的货源情况、可否按时完成、成本和市场 前景。 2）信号处理的流程分析。 3）拟定信号处理流程中所设定的处理环节和处理要求，设置 可完成各种相对独立的功能模块，用框图完成
2.1 模拟电路设计的特点
（1）器件模型的精度有限。 （2）计算方法简化。 （3）模拟电路的种类较多。 （4）电路的技术指标众多。 （5）模拟器件种类繁多。 （6）分布参数和干扰对模拟电路的影响较大。 （7）要求设计者具有较高的综合素质。
模拟电路设计的注意点
（1） 注意技术指标的精度及稳定性，考虑元器件的 温度特性，电源电压波动，负载变化及干扰的因素的影 响。 （2） 重视级间阻抗匹配问题。（反射） （3） 元器件的选择应注意参数的分散性及温度的影 响。（发散与收敛、温漂） （4） 调试中应遵循先单元后系统，先静态后动态， 先粗调后细调。（调零、温度补偿等）
宽带运算放大器
设计宽带放大电路，要求带 宽>40MHz、输出电压范围 Vp-p>6V、输出负载为 600Ω、电压增益为2。一 般在设计时要选择电压摆 率是计算平均值的两倍以 上，才不会有明显的失真， 因此在本设计中选用 AD811(电压摆率为 2500V/us、增益带宽积 130Mhz)，设计电路如图所 示。
参考源电路
转换接口中常用的几种参考电源电路
输出设计
目前大多数D/A转换器输出的模拟量均为电流量，需通过放大 器才能转换成模拟电压输出。
V
O
=-A V
R
（0≤A＜1）
常用D/A转换芯片
常用D/A转换芯片
常用D/A转换芯片
常用D/A转换芯片
D/A转换常用电路
数控波形发生器（图为两路异步D/A转换器上极性电压发生器）
（4）拟订模块指标
需要反复比较核算，合理分配衰减值、放大倍数、和 频率特性指标，根据电路结构提出阻抗匹配要求，考虑 整流线性度的保证措施，系统误差的分配等。
2.3 模拟电路设计的原则和步骤
1.分析技术指标的可行性 2.确定指标中的关键指标和设计难点 3.分析各个指标间的相互关系 4.选择合适的器件 5.在设计时留有适当的余量（降额设计） 6.反复凑试、反复核算、反复修改（仿真验证） 7.反复实验、反复调整
模拟电子系统的设计阶段（ 模拟电子系统的设计阶段（续）
4）拟订框图中模块的指标。 5）确定单元电路的技术指标。 6）系统设计的优化。
2.电路级设计 2.电路级设计
任务： 任务：根据系统级设计时所制定的各个子模块的指标， 选定合理的电路结构、电路参数和器件，使之达到指标 的要求，实现各个子模块的功能。
运算放大器
3种放大器原理图和参数关系
集成运放的性能参数
增益带宽积：CBW= Avd f H Avd 为中频开环差模增益； f H 为上限截止频率。 CBW对于单点放大电路是一个常数 摆率 S R = d vo
dt
max
·
若输入正弦电压 Vi = Vim sin ω t,则
SR
uA741增益带宽特性曲线
Avd Avc
（dB)
一般针对微弱信号，如仪表放大器 最大差模输入电压和最大共模输入电压 在实际应用中，最大差模输入电压受输入级的发射结反向 击穿电压限制，在任何情况下不能超过此值，否则会烧坏器件。 最大共模电压超过时，放大器不能正常工作。 简单的说最大共模电压即为运放正端或负端的最大输入电 压。
常用运算放大器 （1）通用型运放
仪表放大器
滤波电路
D/A转换器 2.4.2 D/A转换器
基本原理
电阻分压器和跟随器： 电阻分压器和跟随器： UO=A·Ui（0≤A≤1）
DAC和运算放大器： DAC和运算放大器： 和运算放大器 Dn≤1） Dn UO=-Dn·Ui（0≤Dn
基本原理（ 基本原理（续）
D/A内部结构框图 D/A内部结构框图
模拟电路设计方法
模拟电路设计方法： 模拟电路设计方法： (1)人工设计 人工设计：电路结构的确定、元器件参数 (1)人工设计 的选取、电路的各项指标的计算等各个设计关 节均由设计人员完成。 (2)计算机辅助设计 CAD） 计算机辅助设计（ (2)计算机辅助设计（CAD）：电路的各项指 标的计算由计算机完成。
调零电路
运放的调零电路
运放应用
电 压 并 联 负 反 馈
运放应用（ 运放应用（续）
运放应用（ 运放应用（续）
电 压 串 联 负 反 馈
通用运算放大器
通用的集成运放是那些兼顾各方面性能的放大器， 通用的集成运放 在音频处理领域使用较为广泛。增益带宽积<1MHz、 输入失调电压在几个mV、输入失调电流在几百nA左右、 电压摆率<10V/us的放大器都可归为通用放大器。 对所处理的信号没有很高的要求时，只要通用运放 符合设计要求，就不应该采用更高速或更精密的放大器， 因为某方面性能的提高必然导致另一方面的性能下降， 通用放大器在各方面性能均有所均衡。
2.4 常用单元电路
单元电路是组成模拟电子系统的“细胞” 单元电路是组成模拟电子系统的“细胞” 常用的单元电路包括: （1）集成运算放大器 （2）模数转换器 （3）数模转换器
2.4.1 运算放大器及其应用
运算放大器是一种能模拟数学运算的放大器。要准 运算放大器 确模拟数学运算，需具备“理想”特性。 理想放大器具有以下特性： 理想放大器具有以下特性： （1）输入端“零子”，输出端“任意子” （2）只放大差模信号，无限大的共模抑制（CMRR） （3）没有温漂、时漂，能处理任何微弱信号 按电路形式分反相，同相和差动放大电路。 按数学运算分加法/减法器，微分器和积分器。 按输入信号的性质可分为直流放大器和交流放大器。
注意民用品、工业品、军用品的命名。
（2）高输入阻抗运放
大于1012Ω，工作速度较高
（3）低失调低漂移运放
输入失调电压及其温漂、输入失调电流小，又称高精 度运放。
（4）斩波稳零集成运放
注意事项
（1）无特殊要求，应尽量选用通用型运放。 （2）充分了解运放性能指标。 （3）弱信号放大时，需要选用失调、噪声系数小的 （4）做直流放大时，要调零。 在规定消振引脚加电容消振，为消除电源内阻引起的寄 生振荡，在电源端对地就近接去耦电容，考虑去耦电容 的电感效应，在两端常接瓷片电容。
D/A转换电路 D/A转换电路
D/A转换器的失调误差和增益误差校正电路
动态参数
建立时间： 建立时间：描述D/A转换速率快慢的一个重要参数。 输入数字量变化，到输出稳定的时间ts 满量程变化时的建立时间
D/A转换器的建立时间 D/A转换器的建立时间
动态参数（ 动态参数（续）
尖峰： 尖峰：输入数码发生变化时产生的瞬时误差。
系统设计
1）可行性分析 该仪表被测量电压范围、输入阻抗和误差要求均属 于常规性指标，易达到。电压表应用放大和整流技术， 所用器件可选范围很宽，因此设计可行。 2）信号处理流程分析 衰减（使输入较大电压值的被测信号具有合适幅度） →放大（使被测信号的幅度满足后续整流电路的要求） →整流（将正弦信号转支流以驱动表头） →由表头指 示测量结果
=
d vo d t max
= ωVom =2 πfVom
若将Ua741接成电压跟随电路， 并输入 Vi =2V，f=100kHz的正弦信号， 则输出有明显失真，为使输出不失真， 则最大输入信号应小于0.8V。
输出波形失真图
集成运放的性能参数
共模抑制比CMRR：表示了集成运放对共模信号的抑制能力。
CMRR=20㏒
系统设计（ 系统设计（续）
3）拟定框图
电压表须有衰减、放大、整流和表头驱动电路
被测信号 衰减 放大 整流 表头
电 源
系统设计（ 系统设计（续）
T1衰减器用于调节输入档，T2公共衰减器
量程和开关
被测信 号
衰减 T1
阻抗 变换
放大 A1
衰减 T2
阻抗 变换
放大 A2
整流
表 头
电
源
系统设计（ 系统设计（续）
2.2 模拟系统设计简介
定义： 定义：
将需要处理的物理量转化为电信号，以电信号的 电压、电流、频率、相位等参数模拟被处理的物理 量，用电子技术对电信号的处理，达到对物理量的 处理，这种处理方式叫模拟方式。 以模拟处理方式为主，应用电子技术完成信号 处理的系统称为模拟电子系统。
模拟电子系统的设计阶段
数字系统
数字系统是将被处理的物理量首先转换成模拟的电 数字系统 信号，在对电信号处理之前先经过A/D转换，将模拟信 号转换成数字信号。 状态只有“0”和“1”。数字信号可以根据需要再经 D/A变换成模拟电信号，再由电信号转换成物理量。 数字系统的优点： 数字系统的优点：抗干扰强、便于处理、可采用高 、 度集成的数字器件，便于利用计算机技术等。 但不论模拟系统还是数字系统都要用模拟电子电路。
将n为二进制数字量转换成模拟量输出框图如下：
基准 电压源
N位二 进制数
数码寄 存器
N位模 拟开关
电阻译 码网络
求和放 大器
模拟电 压输出
DAC结构框图
D/A转换器的主要参数 D/A转换器的主要参数
静态参数
其它参数
精度： 精度：不考虑其他D/A转换误差时，分辨率即为转换精度 划分为：绝对误差和相对误差。 失调误差： 失调误差：数字输入全为0码时，模拟输出值与理论输出值之偏差 增益误差： 增益误差：实际转换的增益与理论增益之间的偏差值。 温度系数： 温度系数：在规定的温度范围内，温度每变化1度，增益、零点、 精度等参数的变化量。 馈送误差： 馈送误差：杂散信号通过D/A耦合到输出端造成的误差。 线性误差： 线性误差：模拟输出偏离理想输出的最大值。