单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电子技术与单片机应用实践,电子技术与单片机应用实践,1,项目一：典型,交流信号运算放大电路,行业背景,在,许多工业控制系统中，常常需要检测交流电压、电流信号。例如，用于控制电动机的变频器，就需要实时检测交流输入电流值，用于数据显示，系统过流保护等。,现,准备设计一台变频器，,380VAC,输入，额定功率为,75KW,。变频器电路设计中，需要设计交流输入电流检测电路，选用的电流传感器为,LEM,公司的,HAS200-S,，如图所示。,HAS200-S,检测电流范围为,0,600A,，输出电压与检测电流成线性关系：,200A,对应输出电压,4V,。,变频器,的主控芯片选用的是TI公司的一款DSP芯片，其AD输入范围是05V DC。而电流传感器的输出具有负值，无法与主控芯片的AD口直接相连，否则可能会造成DSP芯片的损坏。所以，需要对电流传感器的输出电压进行信号处理后才能输送给DSP芯片。,项目一：典型交流信号运算放大电路 行业背景 在,2,项目一：典型,交流信号运算放大电路,任务描述,输入,交流信号为峰峰值,2*42(11.31V),的正弦信号（信号中含有负值），频率为,50HZ,，要求经过信号处理后，使信号均为正值，需要将原信号抬高一定电压。,AD,口输入范围,0-5V DC,，取抬高电压值为,2.5V,。可以将信号缩放一定比例，根据电路实际情况与实际电阻型号的阻值，选择比例系数为,=30K/160K,倍，运放之后，即峰峰值为,2.12,的正弦波），同时将信号抬高,2.5V,，最终抵达,AD,口的信号范围是,（,-2.12/2+2.5,，,2.12/2+2.5,）,V,，即：（,1.44,3.56,）,V,如下图所,示,:,信号调理示意图,项目一：典型交流信号运算放大电路 任务描述 输,3,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,（一）运算放大器概述,运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。,虚断,是指运放的输入阻抗很大，近似开路，即,同相输入端和反相输入端端口的电流为0,，即I+=I-=0，任意条件下均成立。,虚短,是指运放的正负输入端之间的电压差等于零，就像一根短路线一样。只有形成,负反馈,之后，,输出为有限大,（不饱和）时，满足虚短，即,同相输入端（标着V+的那根线）和反相输入端（标着V-的那根线）电压相等,，即V+=V-,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备,4,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,经典的运算放大电路,-,同相放大电路,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备经典的运算放,5,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,经典的运算放大电路,-,反相放大电路,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备经典的运算放,6,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,经典的运算放大电路,-,加法器电路,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备经典的运算放,7,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,经典的运算放大电路,-,差分放大电路,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备经典的运算放,8,项目一：典型,交流信号运算放大电路,基础知识储备,（二）基准电压,项目一：典型交流信号运算放大电路 基础知识储备（二）基准电,9,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路原理图设计,项目一：典型交流信号运算放大电路 电路原理图设计,10,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路原理图设计,VT5=,-,(VIN1 VIN2)R7/R9,+2.5,VT6=(VIN1 VIN2)(R7/R9),(R6/R10,)+2.5,项目一：典型交流信号运算放大电路 电路原理图设计VT5=,11,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路原理图设计,项目一：典型交流信号运算放大电路 电路原理图设计,12,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路功能测试,输入信号波形为11.31V/50Hz的正弦波形，信号缩放30/160倍，叠加2.5V直流电压，也就是抬高2.5V，输出信号波形为2.12V/50Hz。如下图所示CH1为输入信号，CH2是输出波形，可以看到，输出电压与输入电压相比，输出电压幅值缩小为输入信号的3/16，波形相位相同且抬高了2.5V。,项目一：典型交流信号运算放大电路 电路功能测试输入信号波形,13,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路,调试分析一,输出波形异常,：,VT6,输出方波等,T5,波形正常，,T6,输出方波：,很有可能是后级运放工作在比较器的状态。,项目一：典型交流信号运算放大电路电路调试分析一输出波形异常,14,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路,调试分析二,输入信号正极接到,SIN2,信号地接到,SIN1,即信号同相输入,分析：同相输入电压调整,l,交换2个信号输入端，即,S-IN,2为输入信号正极，,S-IN,1为信号地。T5点输出波形与输入信号波形相位相同，S-OUT输出端波形与输入信号波形相位相反,。,项目一：典型交流信号运算放大电路电路调试分析二输入信号正极,15,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路,调试分析三,RC,滤波参数测试,分析：一阶的低通滤波器。它的截止频率由右式决定：,当信号频率低于这个截止频率时，信号得以通过；当信号频率高于这个截止频率时，信号输出将被大幅衰减。电路板上的RC滤波，R为1000，C为1NF=1/1000000000F,由上述计算公式可得，截止频率f0为159235.7HZ,即当输入信号的频率高于这个截止频率时，RC输出信号衰减为滤波前的0.707倍。,项目一：典型交流信号运算放大电路电路调试分析三RC滤波参数,16,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路,调试分析四,电源指示灯不亮，电路板不工作,分析：可能是电源电路某部分断路引起的，可能先测试电路板上电源电路某部分的各个点来发现问题,项目一：典型交流信号运算放大电路电路调试分析四电源指示灯不,17,项目一：典型,交流信号运算放大电路,电路,调试分析五,在现有电路典型交流信号运算放大电路上搭载同相放大器、反相放大器电路、跟随器电路、差分放大不抬高电路，并观察现象,项目一：典型交流信号运算放大电路电路调试分析五在现有电路典,18,Thanks,！,每一个人都可以站在大地，分享这个世界，并触摸天空,!,Thanks！每一个人都可以站在大地，分享这个世界，并触摸天,19,