DCDC电路设计
一．题目
设计一个PWM开关稳压电源。
要求：输入电压 1-2 V 升压 5-20V
二．设计方案
方案1：
实验原理
开关稳压电源原理如图
和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了LC滤波电路以及产生固定频率的三角波电压发生器和比较其组成的控制电路。Vi为整流滤波电路输出电压，Vb 为比较器输出电压。Vb>0时，三极管饱和导通，二极管D截止，电感储能，电容充电，。而Vb<0时，三极管截止，滤波电感产生自感电势，二极管导通，于是电感中储存的能量向负载释放。输出电压Vo位Vo=qV1,q为脉冲波形的占空比，故称脉宽调制开关稳压电源。
当Vf>Vref时，比较放大器输出电压Va为负值，Va与固定频率三角波电压Vt 相比较，得到Vb的的方波波型，其占孔比q<50%,使输出电压下降到预定的稳压值。同理，V1下降，Vo也下降，Vf 具体实验电路 三角波发生器电路为 方案2： DC/DC变换器的基本类型 开关电源是进行交流/直流、直流/直流，直流/交流的功率变换的电源，其核心部分就是DC/DC变换器。其工作原理：控制通/断电时间比可以改变的电子开关元件，将直流电能变换为脉冲状交流电能，然后通过储能元件或变压器对脉冲交流电能的幅度按人们的要求做必要的变换，再经平滑滤波器变为直流。 升压型变换器 如图表1，当开关管VT导通时，电流经电感L和开关管入地，电感上的电压降左端为正，右端为负，随着电流的增大，储存于电感中的磁能增大；当开关管截止时，电感上的电压调转极性，左端为负，右端为正，二极管导通，电流对电容C充电。可见，输出电压UO高于输入电压UI。在VT导通，VD截止期，负载上的电流是有电容放电维持的。 在开关管和二极管导通时的电压降远比输入的电压小时，则在VT导通期间ILMAX=ILMIN+UI/L*ton 在VT截止期间 ILMIN=ILMAX－（UO－UI）/L*toff 由以上二式可得 UO=UI(ton-toff)/toff=1/(1-D)*UI 图表 1 a．b两点为输出电压u。 当占空比为0.9时，输出电压为13.2V 当占空比为0.5时，输出电压为15.0V 方案3： 电路原理: 串联反馈式稳压电路调整管工作在线性放大区，当负载电流较大时，调整管的集电极损耗相当大，电源效率低，开关电源克服了上述缺点，调整管工作在饱和导通和截止两种状态，由于管子饱和导通时管压降Vm和截止时管子的漏电流Icq皆很小，管耗主要发生在状态转换时，电源效率可达到80％—90％，且体积小，重量轻。 开关型稳压电路和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了LC滤波电路以及脉宽调制电路（由产生固定频率的三角波发生器和比较器组成），电路输出电压平均值为： V0=Ton/T(VI-VCES)+(-VD)Toff/T≈VITon/T=qVI 上式中，Ton是调整管T的导通时间，Toff是调整管T的截止时间，并忽略电感的支流压降,q=Ton/T为脉冲波形占空比。 在闭环情况下，电路能通过负反馈调节占空比，从而自动调节电压。 电路设计： 该电路需要设计一个三角波发生电路，开关电路，滤波电路，负反馈电路，和一个减法器（比较放大作用）。先做子电路： １．三角波发生电路图示如下：（封装为“三角波”子电路） 该电路参数如下： 周期：T=4(RW1/R2)RW2C=1ms 频率：f=1/T=1KHZ 三角波峰值：V0=(RW1/R2)Vz≈10V 波形图如下： ２．减法器作用对两输入端电压求差，然后放大一倍。输入分别为基准电压VRET 和反馈电压VF，输出电压Va可在一定范围浮动。从而调节占空比，来控制稳压电路输出电压VO，减法器电路如下：（封装为“减法”子电路） 电路参数设置如图，可得： Vout=(R4/R3)(V4-V3) =(R4/R3)(1+2R2/R1)(V2-V1) =４(V2-V1) 当稳压电路的输入电压VI增加导致VO增大，从而VF增大，为了能稳压，电路必须能使方波占空比减小，从下面分析会看到，也就是使Va 减小．所以VF接V1 ,VRET接V2． 子电路设计好了，下面来看完整的串联型开关型稳压电路，具体电路如下图： 外部输入电压有波动，通过稳压电路后可得到稳定的电压输出。通过调节滑动变阻器， 可调节反馈电压大小，从而调节占空比大小，这样便满足输出电压在5~20V可调。 电路调试 首先对电路进行理论计算： VO=qVI 三角波峰值电压Vmax=10V 基准电压Vret=3V 减法器放达倍数为4 变阻器系数a 则：q=[10+4(3-aVo)]/20 所以： Vo=1.1VI/(1+0.2aVI) 当滑动变阻器调到90%时，输出电压５V； 当滑动变阻器调到２%时，输出电压20V； 当滑动变阻器调到２%~90%之间时，输出电压20V～５V之间； 与理论计算值误差内近似相等。 三角波电路产生的波形及经比较器后产生的波形如下： 经过开关电路后波形如下图所示： 故障及实验中遇到问题分析 电路设计过程中遇到的主要问题如下： 1．最初设计时没有用减法器，而是用理想比较器这样，由于比较器输出电压只有Vmax和-Vmax两个值，这样便不能起到脉宽调制的作用．特别是当三角波峰值低于Vmax是，三角波会被淹没，这样后面的比较器失去作用，如果VF>VREF 三级管始终导通，电容电感都不起作用，电路变成了串联反馈式稳压电路．此 时电路仍能起到稳压作用就是这个原因．这是电路设计时常见错误．为了避免这个错误，可用减法器（放大４倍）代替比较器． 2．但设计完电路后经过思考发现，减法器的设计有些复杂，其实只要一个负反馈电路就能实现比较放大作用，放大倍数同样可很容易的调到。 3．在作三角波发生器时，单独作在一张图上时，能产生非常稳定和完美的三角波型， 然而，把三角波发生器集成封装后，连入电路，却发现波形变得不稳定．经过思考，可能是以下两个原因： （１）由于负载接入使波形变得不稳定． （２）软件问题，电路运算量太大，导致错误．因为此时电路运算非常慢，要以毫秒来计时． 究竟是不是这两个原因，或是其他原因，还需要深思． 4．还有一些没有解决的问题，如电容和电感取怎样的值最好． 总结与讨论： １．电路改进建议 （１）滑动变阻器可用一个子电路替代，该子电路由电阻和开关构成，不同的开关可输出不同的反馈电压．从而提高电路的调节效率．如下图 （２）减法器变为反馈的比较放大器，如下图 （３）增加保护电路．当输入电压过大或过小时，保护电路． ２．设计总结 电路设计过程中，要用到的模拟电路知识，需要认真复习．另外波形分析过程中要特别注意细节，思考电路的工作过程，不要被一些假象迷惑． 实验中用到的器件与仪器： １．比较器，电感，电容，电阻，稳压管，三级管． ２．电压表，示波器．波形发生器． 方案4： 具体电路设计 1、降压型 （1）电路形式 （2）、工作波形 （3）原理 U（i）为输入直流电压，U（o）为输出直流电压改变基极驱动电压信号的占空比，也就是改变信号发生器产生的方波信号的占空比，我们就可以控制三极管的导通时间，通过控制导通时间就可以控制电感、电容的充放电时间，这样就可以改变输出电压U（o）的大小。假设在一个周期（T）时间内三极管的导通时间为T（on），截止时间为T（off）。那么，在T（on）期间，二极管VD截止，流过晶体管的电流和流过电感L的电流均增大，而且增量相等。电感上电压降的极型是左端为正，右端为负，可见U（o） （D为方波信号的占空比） 由上式可见，改变占空比，即可改变输出电压U（o）。 2、极性反转型 （1）电路形式 （2）工作波形 （3）原理 当三极管导通时，电感中的电流由小到大，电感L上的电压上正下负，二极管截止，U（i）向L提供电能；当三极管截止时，电感L上的电压调转极性，上负下正，二极管导通，电感L中电流不断减小，电感中磁能向电容转移的同时， 也有一部分电流流向负载。可见，输出电压和输入电压极性相反。假设三极管在一个周期（T）时间内导通时间为T（on）截止时间为T（off），经过分析可知： 由上式可以看出，改变方波信号的占空比就可以控制三极管的导通、截止时间，从而控制输出电压绝对值的大小。 3、放大型 （1）电路形式 （2）工作波形 （3）原理 三极管导通时，电流经电感L 和三极管入地，电感上的电压降是左端为正，右端为负。随着电流的增大，电感中的磁能增大，当三极管截止时，电感上电压调转极性，二极管导通，电流对电容C充电。可见，输出电压U（o）高于输入电压U（i）。假设三极管在一个周期（T）时间内导通时间为T（on）截止时间为T（off），经过分析可知： (D为方波占空比) 由上式可以看出，改变方波信号的占空比就可以控制三极管的导通、截止时间，从而控制输出电压的大小。 电路的调试 1、降压型PWM电路的调试 具体电路如下： 可以在EWB中对所附电路方案4-降压型.ewb进行相关调试，其调试结果如下：（1）相关参数为： 用60V的稳压电源做为输入电源，信号发生器的输出方波其频率为2KHZ幅值为11V，电感为5mH，电容为470uF，电阻为100欧姆。 （2）改变方波的占空比所的输出电压U（o）（单位为V）如下 注：输出电压有小范围波动，上表的结果为近似，如果在电路后再加上滤波电路，那么输出电压降很稳定。 2、极性反转型电路的调试 （1）相关参数 用30V的稳压电源做为输入电源，信号发生器的输出方波其频率为1.5KHZ幅值为11V，电感为20mH，电容为470uF，电阻为100欧姆。 （2）改变方波的占空比所的输出电压U（o）（单位为V）如下 注：输出电压有小范围波动，上表的结果为近似，如果在电路后再加上滤波电路，那么输出电压降很稳定。 3、放大型电路的调试 具体电路如下： 电路中信号发生器输出三角波，与反馈的电压信号来控制运算器的输出电压，运算器的输出电压控制三极管的导通时间，从而控制电容的冲放电。当输出电压变小时，反馈的电压变小使三极管的导通时间变长，使输出电压增大；当输出电压变大时，反馈的电压变大使三极管的导通时间变短，使输出电压增小。由上面的分析可知，电路将输出稳定的电压信号。 （1）相关参数 三角波幅值为10V，频率为1KHz，其它参数见上面的电路图。 （2）调试结果 在上面的参数条件下电路输出稳定20V电压。可对所附电路 方案4—放大型.ewb 结论和讨论 1、结论 所设计的降压型电路和极性反转型电路能输出所要输出的电压值（极性反转型 电路的输出极性反转）范围为5V—20V，放大型电路输出稳定的20V电压，所设计电路均能够达到设计要求。 2、讨论 （1）上面电路中信号发生器的频率要高（1KHz以上），这样才能保证后面的的电容、电感能够充放电。如果频率很低，那么所充的电能太多而不能放出将使方波信号对输出电压大小的影响减弱。笔者就曾在低频率条件下对输出电压进行了测试，结果发现方波信号占空比的改变对输出电压大小的影响极小。（2）在电路原理中推出的理论表达式是在电感中的电流是连续的，电容的电压变化远比输出电压小的假设之下，因此要使理论值与实际值接近就必须使电感的电感量和电容的电容量都应该足够大。与之相比较的是负载电阻，在开关频率，电感的电抗应远大于负载电阻；而电容的电抗应远小于负载电阻。 （3）本实验所选电路的输出电压有小范围的波动，如果在后面再加上滤波电路那么输出将很稳定。 实验中三极管工作在饱和和截止两中状态，因此做为基极控制电压的方波信号的幅值较大，本实验中所用的方波信号的幅值为11V。如果方波信号的幅值太小，那么三极管不能导通，这将使方波信号的控制作用无效；如果方波信号的幅值太大（大于集电极电压），此时三极管不能正常工作。 方案5： 一、具体电路设计： 1 电路原理图： 2 电路波形： 3 电路原理： 升压式开关稳压电源又称并联式开关稳压电源。因为开关晶体管与负载几孚是并联的（中间串一只续流二极管）。 下图为开关稳压电源的原理方框图: 电路原理图如下： 工作波形如下： 其稳压原理如下：假设由于输入电压或负载电流改变而引起输出电压发生变化时，采样电路将此信号送入比较放大器和基准电压比较，产生一个误差信号，进行放大，放大后的误差信号送到脉冲调制回路，改变其脉冲占空比，再将此脉冲送到开关晶体管，使流过电感的电流发生变化，从而维持输出电压的稳定。（1） 0—t1期间： 开关管BG导通，电感二端电压为Ui，此时续流二极管D处于截止状态，电感L 中电流线性上升，可求的方程： i为电感在t=0时的起始电流。T=t1时电感中电流达到最大值，磁场能量也达到最大值 （2） t1—t2：BG截止时间 开关晶体管BG截止，电感俩端的电压极性颠倒，他在导通期间的磁场能量一部分开始向电容释放，另一部分向负载释放。 可求的U0=Ui/（1-δ）其中δ=Ton/T 4 元器件的选择： （1）、电感Lc=Uoδ（1-δ）2/2Iof 选择时L必须满足L≥Lc 。L不能取太大，太大会使电源动态特性变差，且电感体积与重量加大，优点是可减少输出的纹波电压，本实验L=20mH。 （2）、电容选择与纹波电压关系密切，Upp=Io（1-Ui/Uo）/Cf ，所以电容选择要考虑纹波电压，加大C值可减少纹波电压，但体积重量也会随之加大，所以要权衡考虑，一般选用具有良好高频特性的电解电容。随着工作频率加大，可选用小值电容。本电路选用C=100цF。 （3）开关调整管应选取饱和压降Vces和穿透电流Iceo小的功率BJT，为减小管耗，通常要求开关转换时间Ts≤0．01/f。 （4）续流二极管D选择要考虑导通、截止和转换三部分损耗，所以用正向压降小，反向电流小和存储时间短的开关二极管，一般选用肖特基二极管。 (5)三角波发生器频率为1KHZ，电压幅值为11V，占空比为50%。 二、电路调试 华中科技大学电子线路设计实验报告 专业自动化班级 日期2010.4.30 成绩 实验组别19 第次实验 学生姓名（签名）指导教师（签名）设计课题：具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计 一、已知条件 1.+V CC=+12V 2.R L=2kΩ 3.V i=10mV(有效值) 4.R s=50Ω 二、性能指标要求 A V＞30 Ri＞2kΩ Ro＜3kΩ fL＜30Hz fH＞500kHz 电路稳定性好。 三、电路工作原理 电路图： 电路工作原理描述 采用分压式电流负反馈偏置电路，以稳定电路的Q点，原理：利用电阻RB1,RB2的分压固定基极电位VBQ，当满足条件I1>>IBQ时，如果环境温度升高，ICQ↑→VEQ↑→VBE↓→VBQ↓→ICQ↓，结果抑制ICQ变化。 电路设计过程： 选定VBQ ，VBQ=3~5V,或(1/3~1/5)VCC ； 选定ICQ ，并确定RE ； ICQ=0.5~2mA,RE=VEQ/ICQ; 选定I1, I1=（5~10） IBQ ，根据I1和VBQ 计算RB1，RB2； 计算RC ； RC 受到A V 与RO 的限制； 检查，修正参数； 根据对FL ，FH 的要求，选择电容CB 、CC 和CE 测得β=225； 由A V > 30, Ri > 2 k Ω, Ro < 3 k Ω, fL < 30 Hz 由1660 26) 1(200=++≈E be I mV r β,得 IE =3mA 取V EQ =2.4V; R E =V EQ /I CQ 取1.2K Ω; R B2=V BQ /I 1 取37K Ω; R B1=(Vcc-V BQ )/I 1 取30K Ω; ) (21 ) 10~3(be s L B r R f C +>π 取 CB = 22 uF 差分输入中频采样ADC的单端输入驱动电路 电路功能与优势 图1 所示电路采用ADL5535/ ADL5536 单端中频(IF)低噪声50 Ω增益 模块驱动16 位差分输入模数转换器(ADC) AD9268 。该电路包括一个级间带 通滤波器，用于降低噪声和抗混叠。单端IF 增益级后接一个变压器，用于执行 单端至差分转换。对于要求低噪声和低失真的应用，这是最优解决方案。 ADL5535/ADL5536 是高线性度（190 MHz 时，三阶输出截取点OIP3 = +45 dBm）、单端、固定增益放大器，可以用作高性能IF 采样ADC 的驱动器。ADL5535 提供16 dB 的增益，能够轻松地将信号从约400 mV p-p 提升到ADC 所需的2 V p-p 满量程电平。ADL5535 的低噪声系数（190 MHz 时为3.2 dB） 和低失真特性确保ADC 性能不受影响。当需要20 dB 的增益时，可以使用ADL5536。 图1. ADL5535 驱动16 位ADC AD9268（原理示意图，未显示去耦和所有连接） 电路描述 图1 给出了ADL5535/ADL5536 驱动16 位ADC AD9268 的示意图，其 采样速率为122.88 MSPS。ADL5535 具有50 Ω的单端输入和输出阻抗。一个1:1 阻抗变换器（M/A-COM BA-007159-000000，4.5 MHz 至3000 MHz）与端接电阻、串联磁珠一起使用，以向抗混叠滤波器接口提供50 Ω负载。ADL5535 与 AD9268 之间的滤波器接口是一个利用标准滤波器程序设计的六阶巴特沃兹低 通滤波器。它提供以175 MHz 为中心频率的50 MHz 、1 dB 带宽。六阶滤波 器后接一个分流LC（72 nH、8.2 pF）振荡电路，用以进一步降低滤波器的低 光电隔离电子电路图全集 一．MSD1型湿敏原件空气翁度测量仪电路图 二．光电隔离器应用电路图 光电隔离器可以组成多种多样的应用电路。如组成光电隔离电路，长传输线隔离器，TTL电路驱动器，CMOS 电路驱动器，脉冲放大器等。目前，在A／D模拟转换开关，光斩波器，交流、直流固态继电器等方面也有广泛应用。光电隔离器的输入部分为红外发光二极管，可以采用TTL或CMOS数字电路驱动。 在图a，输出电压Vo受TTL电路反相器的控制，当反相器的控制输入信号为低电平时，信号反相使输出为高电平，红外发光二极管截止，光敏三极管不导通，Vo输出为高电平。反之Vo输出为低电平。从而实现TTL电路控制信号的隔离、传输和驱动作用。 图2为CMOS门电路通过光电隔离器为中间传输媒介，驱动电磁继电器的应用实例。当CMOS反相器的输出控制信号为高电平时．其输出信号为低电平，Q晶体管截止，红外发光二极管不导通，光电隔离器中的输出达林顿管截止，继电器控制绕组J处于释放状态。反之继电器的控制绕组J吸合，继电器的触点可完成规定的控制动作，从而实现CMOS门电路对电磁继电器控制电路的隔离和驱动。 选用输出部分为达林顿晶体管的光电隔离器，可以显著提高晶体管的电流放大系数，从而提高光电耦合部分的电流传输比CTR。这样，输入部分的红外发光二极管只需较小的正向导通电流If，就可以输出较大的负载电流，以驱动继电器、电机、灯泡等负载形式。 达林顿晶体管输出形式的光电隔离器，其电流传输比CTR可达5000％，即Ic＝5000×If ，适用于负载较大的应用场合。在采用光电隔离器驱动电磁继电器的控制绕组时，应在控制绕组两侧反向并联二极管D，以抑制吸动时瞬恋反电动势的作用，从而保护继电器产品。 · [图文] 多敏固态控制器光电输入的电路应用原理 · [图文] 线性光藕隔离放大器电路 · [图文] 采用光隔离器的电码实验操作振荡器 · [图文] AD7414/AD7415 数字输出温度传感器 · [图文] 加外部缓冲器的远程测温电路 · [图文] 具有整形作用的光耦隔离电路 · [图文] 带PNP三极管电流放大的光耦隔离电路 · [图文] 普通光耦隔离电路 · [图文] PARCOR方式语音合成电路图 · [图文] ADM方式语音合成电路图 · [图文] 用CMOS逻辑门控制AD590电路图 · [图文] 灵敏度可调节的光电继电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光敏晶体管施密特电路图 · [图文] 光敏晶体管及光照吸合式继电器电路图 · [图文] 光敏晶体管光敏电桥电路图 · [图文] 光敏晶体管电感桥电路图 · [图文] 光敏吸合式继电路图 · [图文] 光控玩具汽车向前停车电路图 · [图文] 光控施密特触发电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控升压电路图 · [图文] 光控换向电路图 · [图文] 光控发光二极管电路图 · [图文] 光控多功能触发器电路图 · [图文] 光控串联晶闸关开关电路图 · [图文] 光控触发脉冲形成电路图 · [图文] 光控常开式交流接触器电路图 · [图文] 光控常闭式交流接触器电路图 · [图文] 光控插座电路图 · [图文] 光控 闪光管电路图 · [图文] 光控555维电器电路图 · [图文] 光可控电路图 · [图文] 光继电路图 智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出 第四章开关信号的输入/输出 1．开关和开关量信号的区别？ 开关是一种有二个可选择的、有固定位置的装置，主要用于向单片机输入电平信号。开关量信号就是通过拨动开关的位置，使单片机得到的一个固定不变的电平信号。在智能仪器中用于向单片机输入控制命令或数据，开关信号可以通过机械式开关、电子式开关、温度开关等方式产生。 2．开关量信号的特点是什么？ 只有开和关、通和断、高电平和低电平两种状态的信号叫开关量信号，在智能仪器的电子电路中，通常用二进制数0和1来表示。 1 智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出 3．开关量信号的作用？ 开关量输入、输出部分是智能仪器与外部设备的联系部 件，智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入号和向外部 设备发送开关量信号，实现对外部设备状态的检测、识别和对 外部执行元器件的驱动和控制。 4．常见电子开关都有哪些？ 常见电子开关有：扳键开关、BCD码拔盘开关、磁性开关、光敏器件开关（光电开关、光纤开关等）、温度超限开关。 5.电子开关的缺点是什么？如何解决该缺点？ 由于外部装置输入的开关量信号的形式一般是电压、电流 和开关的触点，这些信号经常会产生瞬时高压、过电流或接触 抖动等现象。因此为使信号安全可靠，在输入到单片机之前必 须接入信号输人电气接口电路，对外部的输入信号进行滤波、 电平转换和隔离保护等。 2 智能仪器原理与设计------第4章开关量信号的输入输出 外界的开关量信号在一般情况下可直接连入以单片机为核心的智能仪器中。但当外界的开关量信号的电平幅度与单片机I／O端口的信号电平不 相符时（由于这些电平信号功率有限，加上外界还存在各种干扰和影响），应在电平转换后(采用各 种缓冲、放大、隔离和驱动电路等措施），再输入到单片机的I／O端口上。 3 1.双端输入单端输出电路 电路如右图所示，为双端输入、单端输出差分放大电路。由于电路参数不对称，影响了静态工作点和动态参数。 直流分析： 画出其直流通路如右下图所示，图中和是利用戴维宁定理进行变换得出的等效电源和电阻，其表达式分别为： 交流分析： 在差模信号作用时，负载电阻仅取得T1管集电极电位的变化量，所以与双端输出电路相比，其差模放大倍数的数值减小。 如右下图所示为差模信号的等效电路。在差模信号作用时，由于T1管与T2管中电流大小相等方向相反，所以发射极相当于接地。 输出电压 一半。如果输入差模信号极性不变，而输出信号取自T2管的集电极，则输出与输入同相。当输入共模信号时，由于两边电路的输入信号大小相等极性相同。与输出电压相关的T1管一边电路对共模信号的等效电路如下 可见，单端输入电路与双端输入电路的区别在于：差模信号输入的同时，伴随着共模信号输入。 输出电压 静态工作点以及动态参数的分析完全与双端输入、双端输出相同。 3.单端输入、单端输出电路 如右图所示为单端输入、单端输出电路，该电路对静态工作点、差模增益、共模增益、输入 与输出电阻的分析与单端输出电路相同。对输入信号的作用分析与单端输入电路相同。 改进型差分放大电路 在差分放大电路中，增大发射极电阻Re的阻值，可提高共模抑制比。但集成电路中不易制作大阻值电阻；采用大电阻Re要采用高的稳压电源，不合适。如设晶体管发射极静态电流为0.5mA，则Re中电流为1mA。当Re为10kΩ时，电源VEE的值为10.7V。在同样的静态工作电流下，若Re＝100kΩ，VEE的值约为100V。 为了既能采用较低的电源电压，又能采用很大的等效电阻Re，可采用恒流源电路来取代Re。晶体管工作在放大区时，其集电极电流几乎仅决定于基极电流而与管压降无关，当基极电流 差分信号与单端信号概述 差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b.能有效抑制EMI(电磁干扰)，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c. 时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。 1、共模电压和差模电压 我们需要的是整个有意义的“输入信号”，要把两个输入端看作“整体”。就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示，而到了高中或大学就只要用一个“数”v，但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”…… 而共模、差模正是“输入信号”整体的属性，差分输入可以表示为 vi = (vi+, vi-)也可以表示为vi = (vic, vid)。c 表示共模，d 表示差模。两种描述是完全等价的。只不过换了一个认识角度，就像几何学里的坐标变换，同一个点在不同坐标系中的坐标值不同，但始终是同一个点。 运放的共模输入范围：器件（运放、仪放……）保持正常放大功能（保持一定共模抑制比 CMRR）条件下允许的共模信号的范围。 显然，不存在“某一端”上的共模电压的问题。但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。而且这个范围等于共模输入电压范围。 道理很简单：运放正常工作时两输入端是虚短的，单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。对其它放大器，共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。例如对于仪放，差分输入不是 0，实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。 可以通俗的理解为： 两只船静止在水面上，分别站着两个人，A和B。 A和B相互拉着手。当船上下波动时，A才能感觉到B变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位上升或者下降时，A并不能感觉到这个拉力。这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。 于是，我们说A和B只对差模信号响应，而对共模信号不响应。当然，也有一定的共模范围了，太低会沉到水底，这样船都无法再波动了。太高，会使会水溢出而形成水流导致船没法在水面上停留。理论上，A 和B应该只是对差模有响应。 但实际上，由于船上下颠簸，A和B都晕了，明明只有共模，却产生了幻觉：似乎对方相对自己在动。这就说明，A和B内力较弱，共模抑制比不行啊。说笑了啊，不过大致也就是这个意思。 当然,差模电压也不可以太大，否则会导致把A和B拉开。 实验四输入/输出实验（2学时综合性实验） 1．实验目的 (1) 掌握输入输出程序设计的概念和方法。 (2) 了解PC机外围芯片8259的功能。 (3)学习如何在PC机上编写具有输入输出功能的程序，包括8259芯片的使用方法。 2．实验说明 本实验要求自行编写一个显示器输出处理程序，它可以完成内存中保存的一串字符在屏幕显示， 因此本实验既属于输入输出实验，也属于中断实验。 3．实验内容 编写一个显示器输出处理中断程序（名为NEW09），实现DOS 21H中断的9号功能，在屏幕上输出内存缓冲区BUF中以”$”结束的一串字符串。要求：缓冲区的偏移地址采用DX寄存器进行传递。 4．实验准备 (1) 预习输入输出程序设计的特点和方法。 (2) 仔细阅读参考程序，弄清外围芯片接口初始化的意义和方法。 5．实验步骤 (1) 建立源文件，并通过汇编和连接，产生可执行文件。 (2) 运行程序，观察常规字符键及功能键按下时程序的反应， DATAS SEGMENT buf db'li hongbin','$';此处输入数据段代码 DATAS ENDS STACKS SEGMENT ;此处输入堆栈段代码 STACKS ENDS CODES SEGMENT ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS main proc far START: mov al,68h mov ah,35h int 21h push es push bx push ds mov bx,offset buf mov dx,offset new09 mov ax,seg new09 mov ds,ax MOV AX,DATAS MOV DS,AX pop ds pop bx pop es sti mov al,68h mov ah,25h int 21h main endp 本技术新型涉及一种开关量输入电路，属于低压电气技术领域，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量电源、所述外部开关接口、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接，该电路硬件电路结构简单，工作有效可靠，提高了开关量输入电路的抗电磁干扰能力，有利于开关量输入电路的长期稳定运行。 技术要求 1.一种开关量输入电路，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波 电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量 电源S1、所述外部开关接口、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防 反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接。 2.根据权利要求1所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述外部开关量电源S1的一端与所述外部开关接口K1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第3端子相连，所述外部开关接口K1的另一端与所述整流桥电路第一电阻R1的一端相连。 3.根据权利要求2所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述整流桥电路第一电阻R1的另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第1端子相连。 4.根据权利要求3所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述滤波电路的第一电容C1和第二电阻R2并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第 一电容C1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一电容C1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，所述防反向保护电路的第一二极管D1并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一二极管D1的负 极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一二极管D1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连。 实验一原理图输入方式设计数字逻辑电路 一、实验目的： 1、了解基本组合逻辑电路的原理及利用Quartus II 软件进行设计的一般方法。 2、熟悉Quartus II 原理图输入法的设计流程，掌握编辑、编译和仿真的方法。 3、掌握原理图的层次化设计方法。 4、了解Quartus II 软件的编程下载及引脚锁定的方法。 5、了解Quartus II宏功能模块的使用方法。 二、实验的硬件要求： 1、EDA/SOPC实验箱。 2、计算机。 三、实验原理 见附件《Quartus设计的一般步骤》、《元件例化和调用的操作步骤》、《QuartusII基于宏功能模块的设计》 四、实验内容： 1、用原理图方式设计1位二进制半加器半加器。 新建一个工程“HalfAdder”，选择芯片“Cyclone III EP3C16Q240C8”，建立原理图如图1-1，保存为“HalfAdder.BDF”。 图1-1 半加器电路图 编译工程。 建立波形文件，对半加器电路分别进行时序仿真和功能仿真，其波形如下： 图1-2半加器时序仿真波形，注意观察输出延时，以及毛刺的产生原因 图1-3半加器功能仿真波形 2、原理图层次化设计。 新建一工程，取名“FullAdder”；将上面设计的半加器“HalfAdder.BDF”复制到当前工程目录，并生成“符号元件”HalfAdder.BSF。 建立一个原理图文件，取名“FullAdder.BDF”，利用“符号元件”HalfAdder.BSF及其它元件设计全加器电路如下图： 用功能仿真测试全加器的逻辑功能。 图1-5 全加器功能仿真波形 图1-6是输入输出信号与FPGA连接示意图，图中用到了“拨档开关”作为输入，“LED 显示模块”显示输出值。表1-1是本实验连接的FPGA管脚编号。 伪差分： 伪差分信号连接方式减小了噪声，并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下，信号与输入的正端连接，信号的参考地与输入的负端连接。伪差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响，这提高了测量的精度。伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的方面在于，差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是，输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的，而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的，而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点。 全差分与单端输入： 在单端方式工作时；ADC转换的是单输入引脚对地的电压值；在增益为1时，测量的值就是输入的电压值；范围是0V到VREF；当增益增加时，输入的范围要相应的减小； 在差分方式工作时；ADC转换的是AIN+与AIN-两个引脚的差值；在增益为1时，测量的值等于(AIN+)-(AIN-)，范围是-VREF到+VREF；当增益增加时，输入的范围要相应的减小。 注意：在差分方式时所提的负压是指AIN-引脚的电压大于AIN+引脚的电压，实际输入到两个引脚的电压对地都必需是正的；例如:如果AIN+引脚输入的电压为0V，AIN-引脚的输入电压为1/2VREF时，差分的输入电压为(0V-1/2VREF) = -1/2VREF。 ADI公司目前针对10KHz左右采样速率的24位ADC推荐AD719X系列的产品。AD779X属于老产品，老产品噪声较大。 对于单端输入，能测量双极性信号的ADC，内部原理为基准源分压方式，对于TI的MSP430F1161，基准源可提供正负方式。 对于ADuC845的AD输入配置，可以配置为4个全差分输入，或者8个伪差分输入，对于伪差分输入，AINCOM端为参考端。GAIN越大，ADC的有效分辨率越小，采样速率越高，有效分辨率也越小。 上图参数可得出，全差分的每个输入端口电压不能低于0V，也不能高于规定的电压值。 ADI 的工程师说对于单端输入的单电源供电的AD转换器，能采集双极性信号的是，ADC内部原理是通过分压方式，可以参考MAX197的数据手册。 实验三差分放大电路 一、实验目的 1、加深对差动放大器性能及特点的理解 2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图3－1是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放 大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器R P 用来调节T 1、T 2 管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压U O ＝0。 R E 为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。 图3－1 差动放大器实验电路 当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻R E ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。 1、静态工作点的估算 典型电路 E BE EE E R U U I -≈ （认为U B1＝U B2≈0） E C2C1I 2 1 I I == 恒流源电路 E3 BE EE CC 2 1 2 E3C3R U )U (U R R R I I -++≈≈ C3C1C1I 2 1 I I == 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。 双端输出: R E ＝∞，R P 在中心位置时， P be B C i O d β)R (12 r R βR △U △U A +++- == 单端输出 d i C1d1A 21 △U △U A == d i C2d2A 2 1 △U △U A -== A/D差分输入信号 在上一节已经提到过，控制字的第4位和第5位是用于控制PCF8591的模拟输入引脚是单端输入还是差分输入。差分输入是模拟电路常用的一个技巧，这里我们把相关知识做一些简单介绍。 从严格意义上来讲，其实所有的信号都是差分信号，因为所有的电压只能是相对于另外一个电压而言。但是大多数系统，我们都是把系统的GND作为基准点。而对于A/D来说的差分输入，通常情况下是除了GND以外，另外两路幅度相同，极性相反的输入信号，其实理解起来很简单，就如同跷跷板一样。如图17-8所示。 图17-8差分输入原理 差分输入的话，就不是单个输入，而是由2个输入端构成的一组输入。PCF8591一共是4个模拟输入端，可以配置成4种模式，最典型的是4个输入端构造成的两路差分模式，如图17-9所示。 图17-9PCF8591差分输入模式 当控制字的第4位和第5位都是1的时候，那么4路模拟被配置成2路差分模式输入channel0和channel1。我们以channel0为例，其中AIN0是正向输入端，AIN1是反向输入端，它们之间的信号输入是幅度相同，极性相反的信号，通过减法器后，得到的是两个输入通道的差值，如图17-10所示。 图17-10差分输入信号 通常情况下，差分输入的中线是基准电压的一半，我们的基准电压是 2.5V，假如 1.25V作为中线，V+是AIN0的输入波形，V-是AIN1的输入波形，Signal Value就是经过减法器后的波形。很多A/D都采用差分的方式输入，因为差分输入方式比单端输入来说，有更强的抗干扰能力。 单端输入信号时，如果一线上发生干扰变化，比如幅度增大5mv，GND不变，测到的数据会有偏差； 而差分信号输入时，当外界存在干扰信号时，只要布线合理，大都同时被耦合到两条线上，幅度增大5mv会同时增大5mv，而接收端关心的只是两个信号的差值，所以外界的这种共模噪声可以被完全抵消掉。由于两根信号的极性相反，它们对外辐射的电磁场可以相互抵消，有效的抑制释放到外界的电磁能量。 在我们的KST-51开发板上，我们没有做差分信号输入的实验环境，由于这个内容在A/D部分比较重要，所以还是介绍给大家，以供参考。 光耦隔离运放HCPL-7800 在电机电流采样中的应用 摘要：本文介绍了一种专门适用于电机驱动电流检测的光耦隔离运放HCPL-7800的结构和特点，并重点介绍了此隔离运放的应用。 关键词：隔离运放，电流采样 Abstract: This paper introduces the construction and the characteristics of HCPL-7800.This isolation amplifier was designed for current sensing in electronic motor drives. The key is to introduce the application of this isolation amplifier. Keywords: isolation amplifier, current sensing 1. 概述 HCPL-7800隔离运放是专门为电机驱动电流的检测设计的。电机电流通过一个外部采样 电阻得到模拟电压，进入芯片。在隔离侧的另一边得到一个微分的输出电压。这个微分的输出电压正比与电机电流，通过一个光耦放大器转换成单端信号。由于在现代开关逆变器电机驱动中电压的共模干扰一般都有几百伏每微秒，而HCPL-7800能够抗至少10kv/us的共模干扰。正是基于这一点,HCPL-7800隔离运放为在很嘈杂的环境中，电机电流的检测提供了更高的准确性和稳定性，也为各种各样的电机控制提供了平滑控制的可能。它也能被用于在严重的噪声干扰的环境中需要很高的准确性，稳定性和线性的的模拟信号的隔离。HCPL-7800的增益为+/-3%，HCPL-7800（A）适用于比较精确的场合，因为它的增益为+/-1%，它应用了先进的（Σ-Δ）的模数转换技术， 斩波放大器和全微分电路拓扑。它的具体的原理图如图1所示： 图1 HCPL-7800的结构简图 HCPL-7800（A）隔离运放广泛应用于电机的相电流检测，逆变器的电流检测，开关电源的脉冲信号的隔离，一般的电流检测和监测，一般的模拟信号的隔离等方面。跟LEM比较，它更加适用于电机电流的检测，抗共模抑制比的能力较强，同时具有很高的性价比。 2. 典型应用 图2是HCPL-7800对电机电流采样的应用电路，从图中可以看出HCPL-7800（A）的电源 一般都从功率开关器件的门极驱动电路的电源中获得。旁路电容C1,C2尽可能地靠近HCPL-7800的管腿。旁路电容是必要的因为HCPL-7800内部的高速的数字信号的特点，由于输入电路的开关电容的本质，在输入侧也要加上旁路电容C3，输入的旁路电容也形成了滤波器的一部分，用于防止高频噪声。 对于采样电阻的选择也是本电路中的最重要的部分，电流采样电阻应该具有很低的阻抗（可以达到最小限度的功率损耗），很低的电感值（最小的di/dt变化引起的电压尖峰），。对于此电阻的选择，一般是考虑最小的功率损耗和最大的准确性的折中点。小的采样电阻能够减小功率损耗，而大的采样电阻能够用上HCPL-7800的整 个输入范围从而提高电路的准确性。 众所皆知，电源电路设计，乃是在整体电路设计中最基础的必备功夫，因此，在接下来的文章中，将会针对实体电源电路设计的案例做基本的探讨。 电源device电路 ※输出电压可变的基准电源电路 （特征：使用专用IC基准电源电路） 图1是分流基准（shunt regulator）IC构成的基准电源电路，本电路可以利用外置电阻与的设定，使输出电压在范围内变化，输出电压可利用下式求得： ----------------------（1） ：内部的基准电压。 图中的TL431是TI的编号，NEC的编号是μPC1093，新日本无线电的编号是NJM2380，日立的编号是HA17431，东芝的编号是TA76431。 （特征：高精度、电压可变） 类似REF-02C属于高精度、输出电压不可变的基准电源IC，因此设计上必需追加图2的OP增幅IC，利用该IC的gain使输出电压变成可变，它的电压变化范围为，输出电流为。 ※利用单电源制作正负电压同时站立的电源电路 （特征：正负电压同时站立） 虽然电池device的电源单元，通常是由电池构成单电源电路，不过某些情况要求电源电路具备负电源电压。 图3的电源电路可输出由单电源送出的稳定化正、负电源，一般这类型的电源电路是以正电压当作基准再产生负电压，因此负电压的站立较缓慢，不过图3的电源电路正、负电压却可以同时站立，图中的TPS60403 IC可使的电压极性反转。 ※40V最大输出电压的Serial Regulator （特征：可以输出三端子Regulator IC无法提供的高电压） 虽然三端子Regulator IC的输出电压大约是24V，不过若超过该电压时电路设计上必需与IC 以disk lead等组件整合。 图5的Serial Regulator最大可以输出+40V 的电压，图中D2 Zener二极管的输出电压被设定成一半左右，再用R7 VR1 R8 将输出电压分压，使该电压能与VZ2 的电压一致藉此才能决定定数。必需注意的是R7 R8 若太大的话，会引发输出电压噪声上升与波动等问题；反R7 R8之若太小的话，会有发热耗损电力之虞，因此一般以R7 R8 2-5K 比较合适。 ※输出电压为40-80的Serial Regulator （特征：利用disk lead组件输出高电压） 图6是可以输出电压为40-80 的Serial Regulator，由于本电路的输出电压非常高，因此无法使用OP增幅IC。图中的VCEO是利用120V的2SC2240-GR构成误差增幅器。此外本电路还追加TR5 与Cascode增幅器，藉此改善误差增幅器的频率特性。 2SK373-Y是VDS=100V的FET，它可以构成高耐压的定电流电源。除了FET之外还可以使用最大使用电压为100V ，定格电力为300MW ，石冢电子的定电流二极管E-202。 典型差分放大电路 1、典型差分放大电路的静态分析 （1）电路组成 （2）静态工作点的计算 静态时：v s1=v s2=0， 电路完全对称，所以有 I B Rs1+U BE +2I E Re=V EE 又∵ I E =（1+β）I B ∴ I B1=I B2=I B = 通常Rs<<(1+β)Re ，U BE =0.7V （硅管）: I B1=I B2=I B = 因： I C1=I C2=I C =βI B 故： U CE1=U CE2=V CC －I C Rc 静态工作电流取决于V EE 和Re 。同时，在输入信号为零时，输出信号电压也为零（u o= Vc1－VC2=0），即该差放电路有零输入——零输出。 2、差分放大电路的动态分析 （1）差模信号输入时的动态分析 ()e s BE EE R 12R U V β++- 如果两个输入端的信号大小相等、极性相反，即 v s1=- v s2= 或 v s1- v s2= u id u id 称为差模输入信号。 在输入为差模方式时，若一个三极管的集电极电流增大时，则另一个三极管的集电极电流一定减小。在电路理想对称的条件下，有：i c1=- i c2。 Re 上的电流为： i E =i E1+i E2=（I E1+ i e1）+（I E2+ i e2 ） 电路对称时，有I E1= I E2= I E 、i e1=- i e2，使流过Re 上的电流i E =2I E 不变，则发射极的电位也保持不变。差模信号的交流通路如图: 差模信号下不同工作方式的讨论: ① 双端输入—双端输出放大倍数： 当输入信号从两个三极管的基极间加入、输出电压从两个三极管的集电极之间输出时，称之为双端输入—双端输出,其差模电压增益与单管放大电路的电压增益相同，无负载的情况下: be s c s1o1s2s1o2o1id o ud r R R 22u u A +-==--== βv v v v v v 采用差分PulSAR ADC AD7982转换单端信号 关键字：差分PulSAR ADC AD7982 单端信号 电路功能与优势 许多应用都要求通过高分辨率、差分输入ADC来转换单端模拟信号，无论是双极性还是单极性信号。本直流耦合电路可将单端输入信号转换为差分信号，适合驱动PulSAR系列ADC中的18位、1 MSPS器件AD7982。该电路采用单端转差分驱动器ADA4941-1 和超低噪声5.0 V基准电压源ADR435 ，可以接受许多类型的单端输入信号，包括高压至低压范围内的双极性或单极性信号。整个电路均保持直接耦合。如果需要重点考虑电路板空间，可以采用小封装产品，图1所示的所有IC均可提供3 mm × 3 mm LFCSP或3 mm × 5 mm MSOP小型封装。 图1：单端转差分直流耦合驱动器电路（原理示意图） 电路描述 AD7982的差分输入电压范围由REF引脚上的电压设置。当VREF = 5 V时，差分输入电压范围为±VREF = ±5 V。从单端源VIN到ADA4941-1的OUTP的电压增益（或衰减）由R2与R1之比设置。R2与R1之比应等于VREF 与输入电压峰峰值VIN之比。当单端输入电压峰峰值为10 V且VREF = 5 V时，R2与R1之比应为0.5。OUTN上的信号为OUTP 信号的反相。R1的绝对值决定电路的输入阻抗。反馈电容CF根据所需的信号带宽选择，后者约为1/(2πR2CF)。20 Ω电阻与2.7 nF电容构成3 MHz单极点低通噪声滤波器。电阻R3和R4设置AD7982的IN?输入端的共模电压。 此共模电压值等于VOFFSET2 × (1 + R2/R1)，其中VOFFSET2 = VREF × R3/(R3 + R4)。电阻R5和R6设置ADC的IN+输入端的共模电压。此电压等于VOFFSET1 = VREF × R5/(R5 Single-to-differential Conversion in High-frequency Applications Introduction The aim of this application note is to provide the user with different techniques for sin-gle-to-differential conversions in high frequency applications. The first part of this document gives a few techniques to be used in applications where a single-to-differential conversion is needed. The second part of the document applies the same techniques to Atmel broadband data conversion devices, taking into account the configuration of the converters’ input buffers. This document does not give an exhaustive panel of techniques but should help most users find a convenient method to convert a single-ended signal source to a differen- tial signal. High Isolation V oltage (5.3kV RMS ,7.5kV PK ) High BV CEO ( 55Vmin ) TLP521GB, TLP521-2GB, TLP521-4GB, TLP521, TLP521-2, TLP521-4 TLP521XGB, TLP521-2XGB, TLP521-4XGB TLP521X, TLP521-2X, TLP521-4X HIGH DENSITY MOUNTING PHOTOTRANSISTOR OPTICALLY COUPLED ISOLATORS APPROVALS ● UL recognised, File No. E91231 TLP521 2.54 Dimensions in mm 'X'SPECIFICATIONAPPROVALS ● VDE 0884 in 3 available lead form : - - STD - G form 1.2 7.0 6.0 1 2 4 3 - SMD approved to CECC 00802 ● BSI approved - Certificate No. 8001 5.08 4.08 4.0 3.0 7.62 DESCRIPTION 0.5 13° Max The TLP521, TLP521-2, TLP521-4 series of optically coupled isolators consist of infrared light emitting diodes and NPN silicon photo transistors in space efficient dual in line plastic packages. 3.0 TLP521-2 0.5 2.54 3.35 0.26 1 8 2 7 FEATURES ● Options :- 7.0 6.0 3 4 6 5 10mm lead spread - add G after part no. Surface mount - add SM after part no. Tape&reel - add SMT&R after part no. ● High Current Transfer Ratio ( 50% min) ● ● ● All electrical parameters 100% tested ● Custom electrical selections available APPLICATIONS ● Computer terminals 1.2 3.0 TLP521-4 10.16 9.16 0.5 4.0 3.0 3.35 0.5 7.62 0.26 1 2 13° Max 16 15 ● Industrial systems controllers 3 14 ● Measuring instruments ● Signal transmission between systems of different potentials and impedances 2.54 7.0 4 13 5 12 6 11 OPTION SM SURFACE MOUNT OPTION G 7.62 1.2 6.0 7 8 10 9 20.32 19.32 4.0 3.0 7.62 0.6 0.1 1.25 0.75 10.46 9.86 0.26 10.16 0.5 3.35 0.5 0.26 13° Max 7/ 实验一基于QUARTUSII图形输入电路的设计 一、实验目的 1、通过一个简单的3—8译码器的设计,掌握组合逻辑电路的设计方法。 2、初步了解QUARTUSII原理图输入设计的全过程。 3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。 二、实验原理 3-8译码器三输入，八输出。当输入信号按二进制方式的表示值为N时，输出端标号为N 的输出端输出高电平表示有信号产生，而其它则为低电平表示无信号产生。因为三个输入端能产生的组合状态有八种，所以输出端在每种组合中仅有一位为高电平的情况下，能表示所有的输入组合。其真值表如表1-1所示 输入输出 A B C D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 表1-1 三-八译码器真值表 译码器不需要像编码器那样用一个输出端指示输出是否有效。但可以在输入中加入一个输出使能端，用来指示是否将当前的输入进行有效的译码，当使能端指示输入信号无效或不用对当前信号进行译码时，输出端全为高电平，表示无任何信号。本例设计中没有考虑使能输入端，自己设计时可以考虑加入使能输入端时，程序如何设计。 三、实验内容 在本实验中，用三个拨动开关来表示三八译码器的三个输入（A、B、C）；用八个LED来表示三八译码器的八个输出（D0-D7）。通过输入不同的值来观察输入的结果与三八译码器的真 单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差. 单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差. 差分输入时, 是判断两个信号线的电压差. 信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳) 而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差) 差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。 步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析 来源：本站原创作者：佚名日期：2012年12月03日【字体：大中小】 为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建. 为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点，掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法，本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念，讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法，并对几个典型的故障案例进行了分析，指导使用者自行排查间题，完成自动控制系统构建. 一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式 1、脉冲输出模式 雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向)，一种是双脉冲《CW+CCW)，可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.具有恒流源的单端输入——单端输出差分放大器设计
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