光电电路课程设计指导书第二版_1[1]
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光电电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握光电电路的基本原理和应用,包括光电效应、光电流、光敏电阻等概念。
学生应该能够理解光电效应的产生条件和特点,掌握光电流的产生和控制方法,了解光敏电阻的原理和应用。
此外,学生还应该掌握基本的实验技能,能够进行光电电路的实验操作和数据分析。
通过本节课的学习,学生应该能够培养对光电电路的兴趣和好奇心,提高科学思维和创新能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光电效应、光电流、光敏电阻等光电电路的基本概念和原理。
首先,我们会介绍光电效应的产生条件和特点,通过示例和实验观察,让学生了解光电效应的现象和机制。
接着,我们会讲解光电流的产生和控制方法,包括光电管和光电二极管的工作原理和特性。
最后,我们会介绍光敏电阻的原理和应用,探讨光敏电阻在传感器和光通信等方面的应用。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法相结合的方式。
首先,我们会通过讲授法,清晰地讲解光电电路的基本原理和概念。
其次,我们会通过讨论法,引导学生进行思考和讨论,培养他们的科学思维和创新能力。
同时,我们还会采用实验法,让学生亲自动手进行光电电路的实验操作和数据分析,增强他们的实践能力。
最后,我们会通过案例分析法,结合实际应用案例,让学生了解光电电路在工程和科技领域的应用。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面,我们将使用《光电电路》这本书作为主要教材,同时还会提供相关的参考书籍和学术文章供学生深入阅读。
多媒体资料方面,我们将制作PPT和教学视频,通过图文并茂的方式展示光电电路的原理和应用。
实验设备方面,我们将准备光电管、光电二极管、光敏电阻等实验器材,让学生能够进行实际的实验操作和观察。
通过这些教学资源的准备,我们将丰富学生的学习体验,提高他们的学习效果。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的方式,以全面客观地评价学生的学习成果。
光电技术课程设计指导手册(光电子技术科学专业适用)理学院日期:2007年9月目录一、光电技术课程设计目的与要求 (2)二、光电技术课程设计时间安排 (2)三、光电技术课程设计学生守则及管理办法 (2)四、光电技术课程设计报告要求及撰写规范 (3)五、光电技术课程设计答辩 (4)六、光电技术课程设计成绩评定办法 (4)附件1:参考题目 (6)附件2《光电技术》课程设计大纲 (8)一、光电技术课程设计目的与要求光电技术是一门综合性设计的实践教学环节项目,旨在提高学生应用所学光电子技术方面的专业知识构建能解决实际工程问题的小型光电测量系统或模块,运用理论知识计算或分析所构建的系统或模块的参数范围,根据参数范围设计系统方案,并且达到结构合理、性能稳定、成本低廉的目的。
把光电技术专业基础知识和实践有效结合起来,加强学生的动手能力、分析和解决问题的能力,培养学生初步的工程设计能力。
光电技术课程设计的主要内容是光电检测,光机电一体化技术与应用,光谱检测与分析,LED照明技术与应用等实践环节。
要求学生掌握相关的原理,构建基本的光学结构,搭建实验平台,完成相应的电路或软件,获取有意义的实验数据。
通过理论分析,器件采购,系统搭建,数据分析等环节,熟悉完整的工程项目开发过程,提升自身实践能力。
二、光电技术课程设计时间安排(一)分析问题,研究解决方案,把整体方案分解成若干个功能相对独立,接口定义清楚的功能单元或任务单元(时间预计:10学时)(二)根据问题的性质,结合平时学过的理论知识,对各个功能模块或任务单元进行分析计算,确定实现目标,根据目标要求再进行具体设计,如编制程序,设计电路等。
(时间预计:26学时)要求:2-3人为一组,独立完成1个问题。
三、光电技术课程设计学生守则及管理办法1、学生在课程设计期间应遵守学校作息制度;请假需经指导教师同意,并按学校规定办理请假手续,否则以旷课论处,每天早、晚签到,其它时间由指导教师随机点名一次。
光电技术第二版课程设计一、设计背景随着现代科技的不断发展,光电技术的应用越来越广泛。
因此,加强对光电技术方面的学习和研究,对于提高人们的科学素质和技能非常重要。
针对这一现状,本次课程设计旨在通过深入学习光电技术的理论和实践知识,提高学生的光电技术水平和实践能力,并通过实践课程的开展,加深学生对光电技术的理解和应用,为将来的科学研究和工业生产提供人才支撑。
二、设计目标本次课程设计的主要目标如下:1.掌握光电技术的基础理论知识和相关实验技能;2.加深对光电器件性能和工作原理的理解;3.学习如何使用光电仪器测量光电参数;4.实际应用光电技术解决实际问题。
三、设计内容本次课程设计分为两个主要部分:1. 理论学习本部分的主要内容包括:1.光电物理概念;2.光电器件的种类、性能和工作原理;3.光电技术的应用领域;4.光电技术的未来发展方向。
2. 实践操作本部分主要内容包括:1.光电器件的基本测量;2.不同光电器件的性能比较实验;3.光电器件的应用实验;4.自主设计解决实际光电问题的实验。
四、设计方法本次课程设计采用“理论学习+实践操作”相结合的方法,通过课堂讲解、案例分析、实验操作等方式,对光电技术的基本理论和实践技能进行深入学习。
五、教学资源1.教材:《光电技术与应用》第二版,作者:刘明莲,出版社:科学出版社。
2.实验设备:光源、探头、多功能测试仪、万用表、示波器、数字频率计、光谱分析仪等。
六、课程考核本次课程的考核采用综合评价的方式,主要包括学习笔记、实验操作、作业和期末考试。
学生必须参加所有课程环节,并通过期末考试才能获得该课程的学分。
七、总结通过本次课程设计的学习,不仅可以掌握光电技术的基本理论和实践操作技能,同时也能了解到光电技术的应用前景和未来发展趋势。
希望本次课程的学习对学生们能够有所帮助,为将来的科研和实践活动打下坚实的基础。
电路实验教程第二版课程设计1. 前言电路原理是电子工程学科的一门重要基础课程,对于培养电子工程领域的工程师具有重要的作用。
随着信息化时代的到来,电子技术的发展也越来越迅速,实验教学的内容和方法也需要不断更新与改进。
教材和实验课程内容的更新是保证电子工程学科的发展和人才培养的重要保障。
本实验课程设计是针对电路实验教程第二版的一次优化和改进,目的是提高学生自主学习与实验的能力,并通过实验课程深入了解电路基本原理及其应用。
2. 教学目标2.1 知识目标1.了解基础电路理论的基本概念、基本定律和基本方法,具备独立思考和分析问题的能力。
2.掌握电路元件的基本参数及其特性,能够将其应用于实际电路设计中。
3.熟悉常用电路的特点、工作原理和应用,能够利用所学知识建立简单的电路模型。
2.2 能力目标1.独立完成电路实验,包括仪器的连接和基本操作等。
2.能够使用计算机软件对电路进行仿真及数据处理,理解分析电路的各种现象。
3.能够根据所学知识进行电路设计和参数计算,具备一定的实际应用能力。
2.3 态度目标1.培养良好的实验态度,注重实验方法的规范性和精确性,认真做好实验记录。
2.培养实验探究精神,探索电路工作过程中的本质规律并深入分析,不断提高对电路原理的认识和理解。
3. 教学内容3.1 实验内容1.电路基本定律实验:欧姆定律、基尔霍夫定律、电压分压及电流分流定律。
2.二极管应用实验:二极管的特性及其应用电路。
3.功率放大器实验:单管放大电路和双管放大电路。
4.数字逻辑电路实验:门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3.2 教学方法1.理论讲解结合实例分析,帮助学生理解和掌握电路基本原理。
2.独立完成电路实验,锻炼实验操作能力和实验技能。
3.计算机仿真实验,提高学生对电路仿真方法的掌握。
4.课堂讨论和分析,促进学生思维能力和创造能力的培养。
4. 课程评估4.1 实验报告学生在每次实验结束后,需要提交实验报告,实验报告需要包含实验目的、实验原理、操作过程、数据处理和分析以及实验感想等内容。
光电子技术基础课程设计指导书西安理工大学2010年12月目录第1章光敏电阻及其应用电路分析与设计 (1)第2章光电池及其应用电路分析 (7)第3章热释电传感器及其应用 (13)第4章光电耦合器及其应用电路 (24)第1章光敏电阻及其应用电路分析与设计1.1 光敏电阻的功能与结构光敏电阻是根据光电导效应制成的光电探测器件,所谓光电导效应就是光电材料受到光辐射后,材料的电导率发生变化。
它可以这样理解:材料的电导率、电阻与该材料内部电子受到的束缚力有关,束缚力越大,电子越难自由运动,电导率越小,电阻越大;当电子吸收外来的一定能量的光子后,根据能量守恒原则,动能增加,材料对电子的束缚力减弱,电导率减小,电阻减小。
从而等到结论:光敏电阻的阻值会随着光照强弱的变化而变化。
光照强,光敏电阻的阻值就小;光照弱,光敏电阻的阻值就大。
暗电阻光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻,亮电阻光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻。
光敏电阻在应用时,通常采用的电路形式如图1-1所示。
R p为光敏电阻,R L为负载电阻,V b为偏置电压,V L为光敏电阻两端电压。
图1-1 光敏电阻基本应用电路光敏电阻在使用时呈现一定的电路特性:光敏电阻的两极加上一定电压后,当光照射在光电导体时,由光照产生的光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动,在电路中产生电流。
光敏电阻的电路特性(电阻、转换效率等)和光电导体长度有关。
通常将光敏电阻的光敏面作成蛇形,电极作成梳状,如图1-2所示;这样既可保证有较大的受光表面,也可以减小电极之间距离,从而既可减小极间电子渡越时间,也有利于提高灵敏度。
图1-2 光敏电阻的电路符号及蛇形结构1.2 光敏电阻的特性光敏电阻的材料和结构不同,会使光敏电阻呈现不同的特性。
在不同的应用场合下,就应选用不同特性的光敏电阻。
光敏电阻的选择通常应考虑光电材料的光谱特性、光电电路的转换效率和响应时间等因素。
1.2.1 光谱特性光敏电阻的光电导效应不是在任意的光照下都能呈现,只有光子能量大于材料的间接能隙(原子的能级之差)时,光敏电阻才能呈现光电导效应。
电气照明第二版课程设计
一、项目背景
电气照明是现代化社会的基本设施之一,对于提高人们的生活和工作质量起着非常重要的作用。
在本次课程设计中,我们将使用最新的技术和工具来设计一套高效、节能、舒适的照明系统。
二、设计要求
1.照明系统应该满足人们对于照明的基本需求,包括足够的亮度、适宜
的色温、良好的视觉舒适度等。
2.照明系统应该具有高效节能的特点,能够满足环保要求。
3.照明系统应该具有良好的智能控制能力,能够根据不同的需要实现自
动化的调节和控制。
4.照明系统应该具有较强的可靠性和安全性,能够保障用户的安全和使
用体验。
三、设计方案
1. 照明设备的选择
为了满足照明系统的高效节能要求,我们选择了LED灯具作为主体光源。
LED 灯具具有能够更好地控制光照强度、色温、发光均匀性等特点,同时具有高效、长寿命等优点。
2. 照明控制系统
为了实现智能化的控制,我们采用基于感应的控制系统,包括光电、红外热释电和超声波感应设备。
当照明系统检测到有人进入房间或离开时,可以自动调节照明系统的光照强度和色温,以达到更高效的节能和舒适度要求。
1。
光电导太赫兹天线及其研究进展导言:近年来, 太赫兹波的研究在世界范围内受到了极大的关注, 开发电磁波谱中这个尚未得到广泛应用的最后一个波段的技术变得越来越重要。
太赫兹辐射源是限制太赫兹波在各个领域实际应用的决定性因素之一。
如何才能有效地产生大功率, 高能量, 高效率且能在室温下运转的宽频带太赫兹辐射源是当前太赫兹研究需要重点解决的现实问题。
光电导天线(Photoconductive Antenna,简称PCA)是目前产生脉冲太赫兹辐射源最常用的方法, 以其良好的性能、广阔的应用前景成为一个热门研究课题。
论文采用时域有限差分(FDTD)法,基于Matlab软件对光电导天线产生太赫兹波的辐射过程和电磁场的空间分布进行了模拟计算;用时域有限差分(FDTD)法计算太赫兹波通过金属狭缝的增强特性。
首先对光电导天线产生太赫兹波的系统结构和组成进行了分析, 指出了影响太赫兹波辐射功率的主要因素;用“电流瞬冲” 模型揭示了光电导天线辐射太赫兹波的微观机制, 推导了其辐射场强和功率的计算公式;并结合量子力学和统计物理的理论, 用Drude 模型计算了太赫兹波和物质作用时的复介电常数和复折射率。
其次, 从天线辐射计算中的角度, 介绍了电磁波时域有限差分法(FDTD)的基本理论,并对计算时需要考虑的相关问题进行了分析讨论。
第三, 对光电导天线辐射太赫兹波进行了建模和程序设计, 对模拟结果以伪彩色图直观地显示了天线辐射特性的方向图;并结合模拟结果对光电导天线的特性参数进行了计算。
最后, 在理论分析和模拟计算的基础上, 对天线的电极结构和电极材料提出了提高辐射功率的改进方法;并提出在光电导装置上增加纳米宽度的金属狭缝对太赫兹电场有增强作用,并用FDTD亚网格技术计算了不同金属狭缝宽度的电磁场和能量的增强效果。
本论文的工作取得了一定的研究成果。
该工作对提高光电导天线辐射太赫兹波的功率和天线的设计具有一定的借鉴意义太赫兹频段及THz Gap1.太赫兹频段:0.1~10THz 内的电磁波2.两侧的微波和红外段得到广泛研究和应用3•太赫兹空白(THz Gap):信号源、探测器以及传输太赫兹频段的特点优点:1•宽带特性及高分辨率:通信、雷达及成像等2•光谱分辨特性:指纹谱性、射电天文及化学分子识别等3•穿透性与低能安全性:烟雾和浮尘成像,医学成像及无损检测等缺点:1•极性分子吸收严重:水蒸气及大气吸收、无法穿透金属等2•技术尚不成熟:物理机理、器件设计方法及加工手段等太赫兹领域研究现状世界各国都对太赫兹领域投入巨大的资金支持开展研究1.美国:DARPA、NASA、DOE等开展太赫兹辐射源、材料、检测、器件等,DARPA开展多个引用国防的太赫兹电子器件的研究计划2•欧洲:在射电天文及星载领域投入大量资金资助太赫兹技术发展3.日本:实施科技强国计划,太赫兹技术列首位重大关键技术4•中国:2005年香山会议”倡导发展太赫兹科学与技术。
光电检测技术与系统第二版课程设计概述本课程设计旨在通过实践项目,深入了解光电检测技术和系统,并应用所学知识解决实际问题。
本设计将涵盖以下主题:•光电检测的概念和原理•光电检测中常用的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析•光电检测系统的设计和实现本设计将分为两个部分:•第一部分:理论研究和实验演示。
•第二部分:实际项目研究和应用案例。
第一部分第一部分分为两个模块:第一模块(理论研究)本模块的目标是深入了解光电检测技术和系统的理论。
学生将学习以下重点内容:•光电检测的基本概念和原理•光电检测中常见的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法第二模块(实验演示)本模块的目标是让学生通过实验演示深入了解光电检测技术和系统的使用。
学生将学习以下内容:•如何选择和使用适当的光电检测传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已学习的理论知识和实验演示,制作一份光电检测技术的课程报告,该报告的目标是让学生在光电检测技术和系统方面的理解更加深刻。
第二部分第二部分分为两个模块:第一模块(实际项目研究)本模块的目标是让学生通过研究具体的实际项目,深入了解光电检测技术和系统在实际应用中的使用。
学生将研究以下内容:•光电检测技术在现实生活中的应用案例•光电检测技术在现实生活中面临的挑战和问题•光电检测技术的未来发展趋势第二模块(应用案例)本模块的目标是让学生通过应用案例研究,了解光电检测技术和系统在实际情况中的应用。
学生将学习以下内容:•光电检测技术在实际应用中的优势和不足•光电检测技术在不同行业中的应用案例•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已经学到的知识和调查结果,制作一份光电检测技术的应用案例报告,该报告的目标是让学生对光电检测技术在实际应用中有更为深刻的了解。
总结通过本课程设计,学生将学到光电检测技术和系统的基本概念和原理,掌握光电检测中常见的器件和传感器,学会光电检测信号的处理和分析方法,了解光电检测系统的设计和实现方法。
光电电路设计指导书光学与电子科技学院2009年10月目录一、课程设计的目的和意义 (1)二、课程设计的内容及安排 (1)1、课程设计内容: (1)2、课程设计的安排和要求: (1)三、设计方案、设计要求及指标: (2)1、方案1: (2)2、方案2: (4)3、方案3 (5)四、基础知识: (7)1、基本原理及概念 (7)2、常用元器件介绍: (11)五、常用电路介绍: (19)1、方波发生电路: (20)2、光发射驱动电路: (22)3、光电转换电路: (25)4、信号放大电路: (27)5、带通滤波电路: (29)6、整流电路: (31)7、锁相电路: (31)8、计数电路 (32)9、译码电路 (33)10、电源电路 (34)六、电路板设计要点: (36)1、电路板设计步骤 (36)2、绘制电路原理图: (37)3、设计印刷电路板: (38)七、设计报告格式及要求 (41)一、课程设计的目的和意义光电电路设计是光信息科学与技术、光电信息工程专业学生在经过《电子技术》、《电路与电子技术实验》、《光电检测技术》等课程的学习后所进行的综合性设计课程,是该专业重要的实验教学环节。
通过该课程设计学习,能使学生了解光电电路设计及制作的一般过程,学会正确使用基本的光电子、电子器件,掌握使用电脑辅助软件进行电路设计的技能,进一步熟悉仪器的操作,使学生能把所学的理论知识和实际运用结合起来,不仅能巩固己学的理论知识、提高动手能力,而且还能培养独立思考、分析问题、解决问题的能力,从而进一步开拓学生的创造力,为下一步更高层次的设计课程以及毕业设计打好扎实的基础。
二、课程设计的内容及安排1、课程设计内容:设计一套光电发射电路和光电接收电路,以电路为主(模电、数电),结合一些光电子器件的应用。
2、课程设计的安排和要求:该课程设计分三阶段进行:(1)理论教学阶段:该阶段约占总学时的10%。
该阶段通过课堂讲解,使同学了解设计的一般过程以及设计的一些方法,同时对一些典型的光电子电路进行介绍,以开拓学生的思维。
该阶段要求学生明确本设计的要求,确定设计的总体方案图,并起草具体的线路图。
(2)用电脑辅助软件进行电路设计:该阶段约占总学时的25%。
该阶段要求学生熟练掌握电路设计辅助软件(protel)的使用,并能应用该软件设计本设计题目的电子线路图和印刷电路图。
(3)制作与调试:该阶段约占总学时65%。
该阶段为本课程设计的实施和验证阶段,其中包括电子器件的安装、焊接、调试、记录实验数据并进行进一步的改进。
该阶段要求同学掌握光电子、电子器件的安装和焊接,能熟练操作仪器,学会在实践过程中分析问题、解决问题。
(4)总结:该阶段要求同学总结本次课程设计的经验、整理实验数据并写出书面报告。
三、设计方案、设计要求及指标:(一)、光电传感检测电路专题:1、方案1:(1)工作原理:该方案的系统框图如图1所示。
方波发生器产生一定频率的方波,其中一路送给驱动电路驱动发光器件(LED、LD等)发出同频率的光信号,另一路给同步相关电路(锁相)提供参考信号;光电转换电路接收光发射电路发送来的光信号,将光信号转换成电信号送给放大滤波电路;放大滤波电路将送来较小的电信号进行放大并初步滤除噪声后送给锁相电路;锁相电路起到提高信噪比的作用,它将噪声和干扰信号滤除,只选取与参考信号同频且相位固定的信号并转挽成直流信号送出。
图1 方案1系统方框图(2)设计要求:`参考图1系统框图,设计一套光发射和光接收电路,制作成实物,并上交相应的设计报告。
电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。
(3)设计指标:驱动频率:3KHz放大倍数:100倍放大器带宽::20KHz锁相信噪比改善:10002、方案2:图2 方案2系统方框图(1)工作原理:该方案的系统框图如图2所示。
方波发生器产生一定频率的方波送给驱动电路驱动发光器件(LED、LD等)发出同频率的光信号;光电转换电路接收光发射电路发送来的光信号,将光信号转换成电信号送给放大电路进行放大并送给带通滤波电路;带通滤波器滤除噪声和干扰信号并将有用信号送给整流电路,整流电路将送来的交流信号转换成直流信号送出。
(2)设计要求:参考图2系统框图,设计一套光发射和光接收电路,制作成实物,并上交相应的设计报告。
电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。
(3)设计指标:驱动频率:10KHz放大倍数:250倍放大器带宽::3KHz(二)、光电测速、计数电路专题:1、方案1:图3 直流电机测速系统框图(1)工作原理:直流电机测速系统框图如图3所示。
由发光电路驱动光电二极管发光,在发光电路和光电接收电路之间放置直流电机驱动叶片,当叶片转到透光处时,光电接收电路接收到信号,经过放大后,将开关电路打开,允许方波发生器产生一定频率的方波信号通过,送入到计数电路中。
反之,当叶片转到不透光处,开关电路关闭,方波信号无法通过,计数器不计数。
计数器的计数值送入译码器中,通过译码后,驱动数码显示器显示,从而实现对电机转速的测量。
(2)设计要求:参考图3系统框图,设计一套系统,包括光电发射和光电接收电路,方波发生电路、计数电路和译码电路。
并为电机制作一个均匀交替透光的叶片。
并将设计具体化,制作成电路板,进行调试,实现所要求的功能。
最终能够进行实物演示,进行验收,并上交相应的设计报告。
电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。
(3)设计指标:方波频率:1KHz放大倍数:100倍计数范围:0---992、方案2:(1)、工作原理:图4 房间人数计数器方框图房间人数计数器方案框图如图4所示,在房间的入口处安装一对光电检测装置。
将光源A安装在入口的一侧,将光敏电阻B安装在入口的另一侧,保证光源A的光线能够照射到光敏电阻B上。
当无人进入房间时,此时光敏电阻B可以接收到光信号,后续的信号采集电路中的电桥处于平衡状态,输出为低电平;当有人进入房间时,会将光路遮挡,使得光敏电阻接收不到光信号,从而阻值发生变化,使得电桥不平衡,输出电压,经过放大整形电路后,成为一个脉冲,送入到计数电路,累计加1,计数器中的值通过译码驱动电路和显示电路,将该计数值显示在数码管上。
本计数器可以记录某一时间段内进入房间的总人数。
此装置可以安装在诸如电影放映厅、大楼和办公室的人口处。
(2)、设计要求:参考图4中系统框图,设计一套系统,包括光电发射、光电接收电路、放大整形电路、计数电路和译码电路。
做一个模拟的入口处,将发光单元和接收光单元固定在入口两侧。
并将设计具体化,制作成电路板,进行调试,实现所要求的功能。
最终能够进行实物演示,进行验收,并上交相应的设计报告。
电路原理图和印刷电路图需用电脑辅助设计软件完成。
(3)、设计指标:放大倍数:100倍计数范围:0---99四、基础知识:1、基本原理及概念⑴频率:交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数,常用f或v表示,单位为赫兹(Hz)。
⑵周期:交变电流完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期,常用T表示。
周期的单位是秒(s),也常用毫秒(ms)或微秒(us)做单位。
如下图所示为一个正弦波的周期T。
图5 周期示意图⑶占空比:在一串理想的脉冲序列中(如方波),正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。
即高电平所占周期时间与整个周期时间的比值,如下图所示。
图6 占空比示意图⑷增益:反映了放大电路在输入信号控制下,将供电电源能量转换为信号能量的能力。
在放大电路中可分为电压增益、电流增益、互阻增益、互导增益等。
表示相应电路参数的放大倍数,以相应的输出值同相应的输入值的比值的常用对数表示,单位为分贝(dB)。
如下图所示,电压增益Av=20lg(V out/Vin)。
图7 增益示意图⑸ 频率响应:实际的放大电路中,总是存在一些电抗性元件,如电容、电感、电子器件的极间电容以及接线电容与接线电感等。
因此,放大电路的输出和输入之间的关系必然和信号频率有关。
放大电路的频率响应是指,在输入正弦信号情况下,输出随频率连续变化的稳态响应。
若考虑电抗性元件的作用和信号角频率变量,则放大电路的电压增益可表达为()()()o V i V j A j V j ωωω= 或 ()()V V A A ωϕω=∠ 式中,ω为信号的角频率,()V A ω表示电压增益的模与角频率之间的关系,称为幅频响应;而()ϕω表示放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率之间的关系,称为相频响应,二者综合起来可全面表征放大电路的频率响应。
如下图所示,为单管共射放大电路的频率响应。
图8 频率响应示意图⑹ 带宽:一般把幅频响应的高、低两个半功率点间的频率差定义为放大电路的带宽。
半功率点是指在输入信号幅值保持不变条件下,增益下降3dB 的频率点,其输出功率约等于最高功率的一半。
f /Hz2×10 2×10 2×10图9 某音响系统放大电路的幅频响应及其带宽⑺ 锁相:锁相环(PLL: Phase-locked loops)是一种利用反馈控制原理实现的频率及相位的同步技术,其作用是将电路输出的时钟与其外部的参考时钟保持同步。
当参考时钟的频率或相位发生改变时,锁相环会检测到这种变化,并且通过其内部的反馈系统来调节输出频率,直到两者重新同步,这种同步又称为“锁相”。
2、常用元器件介绍:常用器件主要有电阻、电容、电位器、三极管、二极管、集成电路、发光器件、光电器件、电源器件等,下面对这些器件进行必要的介绍:⑴电阻:导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。
①电阻的阻值标法通常有色环法,数字法和数码法。
如下图所示:图10 直插式色环电阻图11 色环的识别方法图12 贴片电阻图13 可变电阻②电阻的分类a.按阻值特性固定电阻、可调电阻不能调节的,我们称之为固定电阻,而可以调节的,我们称之为可调电阻.常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器。
b.按制造材料碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻,捷比信电阻,薄膜电阻等.c.按安装方式插件电阻、贴片电阻d.按功能分负载电阻,采样电阻,分流电阻,保护电阻等③电阻的主要参数a.标称阻值:标称在电阻器上的电阻值称为标称值.单位: Ω, kΩ,MΩ。
标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的. 不是所有阻值的电阻器都存在.b.允许误差:电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差.误差代码:F 、G 、J、K… (常见的误差范围是:0.01%,0.05%,0.1%,0.5%,0.25%,1%,2%,5% 等)c.额定功率:指在规定的环境温度下,假设周围空气不流通,在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下,电阻器上允许的消耗功率.常见的有1/16W 、1/8W 、1/4W 、1/2W 、1W 、2W 、5W 、10W。