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趣谈《测控电路》课设----电路设计问题汇总

已有 2674 次阅读 2016-7-7 11:01 |系统分类:教学心得| 测控电路

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1.OC门是什么鬼?

OC是Open C的缩写,即集电极开路----就是说三极管的C极是断开的状态,未接电源。

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LM339内部集成的三极管就属于OC门,所以这个外接的上拉电阻绝非可有可无,更不是什么反馈电阻,通过它把C极和供电电源相连,无它就无电三极管就不工作,雷锋也得吃饭啊。

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电路中还存在其它问题,比如与蜂鸣器串联的限流电阻实不必要,反而会影响蜂鸣器的歌喉。下面那块电路问题更大了,参考其他同学的吧,不再赘述。

2.有跟随器的颜值就能阻抗匹配吗?

一旦接上后级电路,前级的输出电压就被拉低,说明后级作为负载,拖了前级的后腿。画个示意电路讲解一下:

imageRL可以理解为后级电路的输入阻抗,即前级的负载。去掉RL,前级输出电压V1=(E/R1+R2)•R2,接上负载,输出电压就变成V1=[E/(R1+R2//RL)]•(R2//RL),知道电压为什么被拉低了吧。

怎么解决呢?如果RL远远大于R2,它的分流作用就会忽略不计,或者也可以理解为电阻足够大,相当于断路,相当于没接。

怎么满足这个关系呢?跟随器出场了。

image跟随器放大倍数约为1,连接在前、后级之间。如果随便接个跟随器,起不到阻抗匹配的作用,它会成为另一个拖后腿的。所以对这个接成跟随器的运放要求是:高输入阻抗Rin、低输出阻抗Rout。

跟随器的输入阻抗是前级电路的负载,它大相当于图1中的RL大,即跟随器的接入不会对前级输出造成影响,V2≈V1。

跟随器的输出阻抗与后级电路是什么关系呢?还是看图1,跟随器的输出阻抗相当于前级,后级电路的输入阻抗相当于RL,如果跟随器输出阻抗小,相比而言RL就大,即后级不会拉低跟随器的输出。所以只有高输入阻抗低输出阻抗的跟随器才能起到阻抗匹配的作用。

我也只能解释成这样了,再不懂来面谈吧,我是颜值担当。

3.PNP和NPN不是一个人好吗

电路设计成这样,是脸盲吧。把图中的PNP三极管换成NPN的。如果非要使用PNP,摆正它的位置。

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4.发光二极管:是灯总会发光;学生:那可不一定哦

一般来讲发光二极管的驱动电流为20-40mA,太小处于半饥饿状态,发光很萎靡;太大过劳容易猝死。正向导通电压通常在(1.5-3)V之间,与普通二极管不同哦。

简单示意一下:

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I=(VCC-二极管正向导通电压)/R,根据驱动电流计算R值。

有些同学懒得去找电阻,喜欢用可调电位器来代替,想调多少是多少,我就呵呵了。

电位器多钱?电阻多钱?这点小钱儿不算什么?将来你设计的产品批量上市了,这就不是小钱了。

再者,非线性电位器电阻变化可不是直线X,是对数曲线D或指数曲线Z:

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如果赶上突变点你就知道调起来有多崩溃了,毕竟这里对阻值大小没什么准确度精度要求,但如果放在电桥里,你想调多少是多少?你给我调个零试试,小样儿(只有东北银知道是啥意思吧)。

这还不是问题的关键,看下图:  

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R其实是限流电阻,这么接的话,你一懵懂把电位器调成零,还能限流吗?二极管直接牺牲了。我们设计电路就是要考虑人都有懵懂的状态,所以好的设计都会有误操作保护电路,而不是给误操作提供机会。

还有一个问题,我们来剖析一下:爬楼梯看看上面的公式,假设想让二极管的驱动电流为40mA,VCC=5V,二极管正向导通电压为1.5V,则计算出限流电阻R=87.5Ω,有同学费心费力追求完美去找或凑这个阻值,或用电位器去调出这个值,实在没必要。与这个值接近的E24系列电阻标称值为82Ω和91Ω,电阻精度为±5%,那么82Ω标称值电阻的实际阻值为(82-82*5%)~(82+82*5%)=(77.9~86.1)Ω,91Ω标称值电阻的实际阻值范围为(86.5~95.6)Ω,反算驱动电流分别为(44.9~40.7)mA和(40.5~36.6)mA,所以选这两个标称值的电阻其实都可以。但如果40mA是上限值或额定值,82Ω的电阻就不合适了,而要在91Ω标称值的电阻里筛选或直接选标称值为100Ω的电阻,毕竟这里对电阻的数值和精度要求都很粗糙,而且100Ω电阻远比那两个电阻大众化。电阻值确定后再计算一下发光二极管的实际驱动电流,保证在正常的范围内。

当然同样的道理也可以去算下限,只是下限没那么重要,顶多影响发光二极管的工作热情,而上限要命啊。

5.蜂鸣器:咱俩有缘;学生:那又怎样?

蜂鸣器有有源无源之分,对使用者而言最大的区别就是有源的直流驱动,无源的需要脉冲驱动。无源还分为两种,此处略去50字,因为我们用的是有源蜂鸣器,是不是暗喜,有源,嘻嘻,有缘,嘻嘻,直流。标签上一般会标注出工作电压,嘻嘻。

如何判断蜂鸣器是有源还是无源呢?让他两脚朝天,看看内裤的颜色,黑色有源绿色无源,还真是简单粗暴呢。专业的判别方法要借助万用表,此处略去100字。

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看似差不多的蜂鸣器驱动电路,实则一好一坏,自己分析吧。

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6.三个地傻傻分不清

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大地:出去围着大楼转一圈,在外墙上可以找到大地的标记,表明我们的楼是与大地相连的(有点儿像废话)。这个标记在插座上也可以找到,就是我们常说的保护地。

秋冬身上易带静电,去拉金属门把手,把自己电得吓一大跳,那是你没上过我的课,我会告诉你,先去拍拍墙,既然它是地。以后再被电到别说是我的学生。

仪器地:注意看一下,我画的电路都用的仪器地符号,而不是你用的大地符号,更不是浮地。设计的电路不管分几级分几块,都要共地(仪器地),也就是说大家的电压评价起点是一样的,实际就是你的电源地。这个仪器地如果你最后要把它和大地(保护地)相连,那就可以直接用大地符号。否则?把你电路板的地和大地接一起,嘿,说你呢……

浮地:浮地相对于大地或仪器地一般都是有电压的,它只是一个相对比较点。浮地在隔离电路中经常出现,我们课设的电路使用浮地就显得无知了。

最后强调一下:理论指导实践。一定先理论分析,再实验验证。有的同学烧了一个二极管,不动脑只动手,拔下来再换一个,这是在测试“威武不屈”吗?

这么多基础的电路问题,是不是拉低了《测控电路》的智商呢?这么说不会被拍砖吧,逃走……



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