二.安装结构
名称
集成稳压器 集成稳压器 开关电源
整流桥 肖特基二极管
电解电容 电解电容 电解电容 CBB电容
电感 磁珠 散热片 保险管座 保险管
电源模块
型号
7812 7912 LM2576 DF06 1N5819 1000μF 2200μF 2200μF 0.1μF 101
13.6573A
i1=0 i2=i0-i1=i0 V1=V2=0 Vo=R×i0
i0=0 Vo=R×i0=0V i0=100uA Vo=R×i0=5V
R=50K T = 0℃ i0 = 273uA Vo=13.65V
T = 100℃ i0 = 373uA Vo=18.65V
VCC
i(uA)
AD592
373
i2
273
i1
电流表
0
1uA/℃ T=0℃ T=100℃
i1=273uA i2=373uA
T(℃)
100
i2-i1=100uA
2. 变送器特性分析
V0 (V)
5
0
T=0℃ vo=0V T=100℃ vo=5V
T(℃)
100
5V/100 ℃ = 0.05V/℃
3. 电流→电压转换电路方案
解得：Rf /R1=49
3.反相加法电路实现的平移方案
⑴ 运算放大器实现的反相放大电路
Rf
Vi R1 V2 i1 i2 i V1
R
V0 (V)
0.273 0.373 Vi(V)
V0
- 13.65V
- 18.65V
i1=0 i2=i - i1= i V1=V2=0 i=Vi/R1
i0=0 Vo= -Rf×i = -Vi×Rf/R1
Buck型
~14V
整流滤 波电路
2575-12 Buck型
2575-12 Buck-Boost
型
+12V -12V
⑶ 电源电路方案选择 • 集成线性稳压电路 纹波、噪声小 效率低 实现电路相对简单，成本低
• 集成开关稳压电路 效率高 纹波、噪声大 实现电路相对复杂，成本较高
交流供电电压低，输出功率较小。从实现电路 简单，低成本的角度考虑应选择集成线性稳压电路 的实现方案。也可以部分选择开关稳压电路。
— 温度稳定性好、噪声小
·多种保护措施
— 过流、断路、过热保护
·无需其他外围元件
— 使用方便、无需调整
规格齐全
固定正压 固定负压 可调正压 可调负压
78xx 78Mxx 78Lxx
79xx 79Mxx 79Lxx
LM117
LM137
2. 开关稳压电路 ⑴ 特点 ·调整管工作在开关状态 — 功耗小、发热量小 — 效率高 适用于高压差、大功率的场合
知识需求：传感器，非电测量，模拟电子技术， 数字电子技术，计算机原理， 接口技术，程序设计，自动控制， 通信等
设计实现：教师指导、自行设计 基本元器件焊接组装 专用、通用仪器设备进行调试
设计要求： 温度测控范围：0℃~100℃ 控制精度：±2℃
二、设计任务分解
小型温度测控系统组成框图
非电量 传感
2. 混合集成稳压电源原理图
D N G ~9VA~9VA ~9VB~9VB ~14VA~14VA~14VB~14VB A D N G ~9VB~9VB~9VA~9VA ~14VA~14VA~14VB~14VB A 源 电 压 稳 流 直 DDD DDDD VVV VVVV 222 NNN NNNN 5555 111 GGG ++++ GGGG -12V-12V-12V +++ AAA DDDD DDDD VVV DDD VVVV 222 NNNN NNN 5555 111 GGGG GGG ++++-12V-12V-12V +++ DDDD AAA
T = 0℃ Vi=0.273V Vo= -0×50=0V
T = 100℃ Vi=0.373V Vo= -0.1×50= -5V
D D V V 2 N N 5 1 G G + -12V + AMP1 D A D V D V 2 N N 5 1 G G -12V + + AMP1 A D 器 送 变 AD592- AD592+ AD592- AD592+
四.安装结构
变送器设计与实现
一.基本要求
测量温度： 0℃ ~ 100℃
输出电压： 0 ~ 5V
测量误差： 满刻度1%（0.05V或1 ℃ ）
负载阻抗： >1 MΩ
限制条件： 0V ≤输出电压≤5V
安装：
独立电路板结构
二.传感器 --- AD592
1. 激励形式 • 有源 • 直流 • 电压
2. 输出形式 • 模拟量 • 电流 • 非平衡输出
⑴ 电阻取样电路
VCC
Vi(V)
0.373 i
0.273
0.200
+
vi
0.100
- R=1K
0
T = 0℃ i = 273uA T = 100℃ i = 373uA
T(℃)
100
Vi=0.273V Vi=0.373V
⑵ 运算放大器电流→电压转换电路
R
V0 (V)
i0 V2 i1 i2 V1
18.65V V0
第二阶段
电子工程设计训练-2（第6学期60学时） 培养目标：系统电路设计、相关程序设 计、系统联调能力培养。
第三阶段
电子工程设计训练-3（第6学期60学时） 培养目标：在系统功能扩充基础上进行 的发挥、创新能力培养。
b
稳压电源设计与实现
一.基本要求 交流输入： ~9V ~14V×2
直流输出： +5V/1A
±12V/0.5A
安装：
独立电路板结构
二.电路方案选择
1. 线性稳压电路 ⑴ 特点
·利用晶体管进行电压调整 — 动态响应特性好 — 纹波、噪声小
·电压调整晶体管工作在放大区 — 功耗大、发热量大 — 效率低 适用于低压差、小功率的场合
⑵ 集成线性稳压电路（三端稳压器）
·采用带隙（能隙）基准电压电路
ΔVi = 0.1V Vo= -ΔVi×Rf/R1= -5V Rf/R1= 50
T = 0℃ Vi=0.273V Vo= -13.65V T = 100℃ Vi=0.373V Vo= -18.65V
⑵ 运算放大器平移电路方案
R2 Vs
Rf
Vi
R1 is V2 i1 i2
i V1
V0 (V)
0.1 0.273 0.373
·输入和/或输出电流不连续 — 纹波、噪声大 精密的模拟电路不适用
·采用储能元件维持输出电压稳定 — 动态响应特性差
·电路复杂、外围元件多、对元件要求高
⑵ 开关稳压电路基本类型及其特点 ·串联（Buck）型 — Vo < Vi（降压），输入电流不连续 ·并联（Boost）型 — Vo > Vi（升压），输出电流不连续 ·电感储能（Buck-Boost ）型 — 输出电压不限并反向，输入输出电流均 不连续 ·Cuk型 — 输出电压同上，输入输出电流均连续 各种开关电源电路均从以上4种基本型电路引
执行元件
非电量 控制
信号处理
人机交互
控制驱动
模数转换
数据处理
数模转换
稳压电源
b
设计内容特点： 完整的电子系统 ·整体功能、指标由若干单元电路实现。 ·需要考虑各单元电路之间的接口匹配问题 ·电路调试、故障诊断更加复杂
方案实现特点： 多个电路模块单独装配，通过互连组成完整的
电路系统
三、课程安排
第一阶段 电子工程设计训练-1（第5学期60学时） 培养目标：基本技能（工程图绘制、印 刷电路板设计、电路板焊接等）和单元 电路设计、组装、调试能力培养。
五.放大与平移电路设计
1.运算放大器电流→电压转换电路的平移方案
⑴ AD592的恒流补偿电路
+V
i(uA)
273uA 恒流源
AD592
i2 373
i 273
200
i1 100
-V
T = 0℃ T = 100℃
0
i1 = 273uA i1 = 373uA
i2 = 273uA i2 = 273uA
T(℃)
3. 特性 • 灵敏度 1uV/℃ （0℃--273uV） • 线性度
三.传感器信号处理电路主要任务
1. 滤波 消除、抑制干扰
2. 变换 • I（电流）→ V（电压）
3. 标准化 • 平移 使输出信号过 0 • 放大 弱电压转换为 0~5V 或 4~20mA
四.电流/电压转换电路设计
1. AD592 特性分析
三. 集成线性稳压电源的工作原理
1.全波整流电路基本工作原理 交流负50半Hz周低压交流
负载为电阻 容的脉 动直流输出
FUSE1
T1
B1 +
50H交z高流压正交半流周
2200u/16V D 2 5 1 N + -12 + G 2 C H u 0 0 1 1N5819 1 100u/16V100u/16V L 46 1 CC D 2433 T B V F U2 1 O -12V + N O 5 DD NN GG 21 D N G 3 23 VinVin ULM7812CTLM7912CTULM7912CT 1 VIN ULM2576-5 12 2200u/25V2200u/25V 1 1000u/16V 35 CC 1 C + 12 BB + FUSE3FUSE2 FUSE1 21 TT V 0 2 2 ~