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這是一個關(guān)于模擬集成電路ppt課件,包括了集成電路,集成電路發(fā)明人,集成電路分類,集成電路優(yōu)點及前景,知識拓展,DC/DC變換器集成電路LT1073-12的工作原理及應(yīng)用,變壓器耦合精密隔離放大器3656的工作原理及應(yīng)用,精密低漂移4~20ma變送器XTR101的工作原理及應(yīng)用,電力線載波通信集成電路LM1893的工作原理及應(yīng)用,脈寬調(diào)制(PWM)集成電路SG3525的工作原理及典型應(yīng)用,V/F轉(zhuǎn)換器件的工作原理及應(yīng)用(AD650),雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器MC14433的工作原理及應(yīng)用,AD7705/7706 16位Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器原理及其應(yīng)用,X5045/43的工作原理及應(yīng)用和驅(qū)動程序的設(shè)計,MAX7219串行LED顯示的工作原理、典型應(yīng)用及驅(qū)動程序的設(shè)計,時鐘電路MC146818的工作原理及應(yīng)用等內(nèi)容,第二章 模擬類集成電路一.特點 1 應(yīng)用電路簡單,外圍元件少 2 輸入電壓寬(1~30V) 3 靜態(tài)電流。ā95μA)二.應(yīng)用領(lǐng)域 一切需要小體積直流電源的場合。三.應(yīng)用說明LT1073是一種多用途微功耗DC/DC變換IC,僅需少量的外圍元器件就可以組成應(yīng)用電路,LT1073可以組成升壓或降壓DC/DC變換電路,但應(yīng)用得比較廣的是升壓電路。LT1073的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-1,它由212mV的基準電壓源、比較器A1、誤差放大器A2、振蕩器OSC(19KHz)、驅(qū)動器等組成。誤差放大器A2的應(yīng)用: 在電池供電的儀表中,利用誤差放大器可檢測電池電壓的變化情況,如圖2-3所示,歡迎點擊下載模擬集成電路ppt課件哦。
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第二章 模擬類集成電路一.特點 1 應(yīng)用電路簡單,外圍元件少 2 輸入電壓寬(1~30V) 3 靜態(tài)電流小(≤95μA)二.應(yīng)用領(lǐng)域 一切需要小體積直流電源的場合。三.應(yīng)用說明LT1073是一種多用途微功耗DC/DC變換IC,僅需少量的外圍元器件就可以組成應(yīng)用電路,LT1073可以組成升壓或降壓DC/DC變換電路,但應(yīng)用得比較廣的是升壓電路。LT1073的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-1,它由212mV的基準電壓源、比較器A1、誤差放大器A2、振蕩器OSC(19KHz)、驅(qū)動器等組成。 誤差放大器A2的應(yīng)用: 在電池供電的儀表中,利用誤差放大器可檢測電池電壓的變化情況,如圖2-3所示。因為誤差放大器A2是集電極開路輸出的,因此需要接上拉電阻R3,外接電阻R1和R2組成分壓器完成對電池電壓的取樣工作,其分壓值與片內(nèi)的212 mV基準電壓進行比較,由Ao端輸出電池電壓低的信號Vo。 當(dāng)SET端的電壓大于212mV時,Ao端輸出高電平,否則輸出低電平,此信號經(jīng)邏輯電路即可判斷出電池E的輸出電壓的具體情況。設(shè)VLB為池電壓低的閾值,在輸出電壓的轉(zhuǎn)折點處有: 整理得: 由上式即可確定R1和R2的參數(shù)。 四.典型應(yīng)用 1.管腳排列的應(yīng)用及定義見圖2-4。 圖2-6的電路是LT1073的另一應(yīng)用電路。本電路的輸入電壓為5V,輸出也是+12V,C1是輸入濾波電容,其余同圖5。由于電源電壓較高,儲能電感和濾波電容的值均較大,當(dāng)電源電壓降到4.5V時輸出電流仍可達130mA。 由于輸入電壓大于2V,應(yīng)在1腳至電源加限流電阻R1。此處取值50Ω(同時注意功率)。以防止開關(guān)管過流而損壞。第三節(jié) 變壓器耦合精密隔離放大器3656 的工作原理及應(yīng)用 線性隔離放大器一般有兩種:變壓器隔離線性放大器和光電隔離線性放大器,其目的是隔離被放大的模擬信號。這里介紹變壓器隔離線性放大器的3656工作原理、特點及應(yīng)其用。 一 特點 1.內(nèi)設(shè)隔離電源,隔離測試電壓大于8000V 2.漏電流小于0.5μA(120V/60Hz) 3.具有三端口隔離特性(輸入、輸出和電源相互隔離,不共地) 4.隔離抑制比,125dB 二 應(yīng)用領(lǐng)域 1.醫(yī)療器械 2.工業(yè)控制 3.信號變換及微弱信號放大 三 應(yīng)用說明 1. 工作原理 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理見圖2-7。 圖2-7是3656的工作原理方框圖。其中輸入運放和輸出運放已接成單位增益同相緩沖器的最簡單形式。如果需要也可接成具有增益的放大電路。 3656采用一個具有多個繞組的小型變壓器進行信號和電源的隔離,由外接+15V供電的脈沖發(fā)生器作為放大器的電源,工作頻率為750KHz。脈沖發(fā)生器將+15V直流電源變成交流信號后通過繞組W1加到變壓器的鐵心上。來自次級繞組W2、W3、W4、W5的電壓經(jīng)D1、D2、D3和D4整流和濾波后為輸入和輸出級提供兩路正、負隔離電源。 輸入級電源:+V和-V,輸入級電源由W2、W3、D1、D3和濾波電容C1,C2組成,電容已封在放大器內(nèi)。 輸出級電源:V+和V-,輸出級電源由W3、W5、D2、D4和外接濾波電容C3,C4(0.47uF)組成。 輸入信號經(jīng)調(diào)制后,由W6和W7藕合到兩個相匹配的解調(diào)器D1和D2,兩個解調(diào)器的特性完全一致,其輸出阻抗為100KΩ。一個解調(diào)器D1在輸入級,另一個解調(diào)器D2在輸出級。兩個解調(diào)器在10和11腳上輸出相同的電壓(相對于各自的公共端3和7)。 在輸入級,放大器A1,調(diào)制器M和解調(diào)器D1三者接成負反饋回路。6腳上的電壓等于7腳上的輸入信號電壓。因此11腳對17腳的電壓等于10腳對3腳的電壓,由于A2也接成單位增益,因此有15腳上的電壓等于11腳上的電壓,最終使15腳上的輸出電壓等于7腳上的輸入電壓。而15腳和7腳之間是隔離的,無電流流過的,從而達到了輸入和輸出信號之間完全隔離的目的。 根據(jù)不同應(yīng)用電路的要求,3656內(nèi)部的A1和A2可以接成增益大于1的放大器,也可以通過外部隔離電源分別為A1和A2供電而不用內(nèi)部的電源。 3656在設(shè)計應(yīng)用中的注意事項: 1)兩個解調(diào)器的輸出阻抗為100K,使用時應(yīng)注意阻抗的匹配,解調(diào)器的負載阻抗應(yīng)不小于2M。 2)解調(diào)器的輸出電壓不應(yīng)超過5V,否則易產(chǎn)生失真。 內(nèi)部隔離電源的負載電流不應(yīng)超過5mA,超過時應(yīng)外接電容補償,建議電容值應(yīng)大于0.1uF/mA。 2.管腳排列及定義見圖2-8。 1 +V電源 11 輸出級解調(diào)器輸出端 2 調(diào)制器輸入端 12 V-電源 3 輸入級公共端 13 A2正相輸入端 4 –V電源 14 A2反相輸入端 5 平衡調(diào)節(jié)端 15 A2輸出端 6 A1反相輸入端 16 V+電源 7 A1正相輸入端 17 輸出級公共端 8 平衡調(diào)節(jié)端 18 空 9 A1輸出端 19 供電電源正極端 10 輸入級解調(diào)器輸出端 20 供電電源負極端 3.典型應(yīng)用 V/I轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖2-9。虛線框為放大器部分,工作電源獨立,其作用是保證Vi=VA,T和24V源保證電路能提20mA電流。由于放大器接成跟隨器,所以有VA=Vi=1~5V。 圖 2-10是應(yīng)用3656設(shè)計的1~5V/4~20mA隔離轉(zhuǎn)換器。本電路由24V電源供電,通過7815輸出15V電壓為3656供電。1~5V信號電壓經(jīng)100KΩ平衡電阻接到A1的同相輸入端7腳,A1經(jīng)調(diào)制器M,輸入解調(diào)器D1與A1的反相輸入端相連,組成單位增益電路。輸出級A2的輸出端接三極管基極,集電極接24V電源,發(fā)射極經(jīng)100KΩ平衡電阻反饋至A2的反相輸入端14,輸出解調(diào)器D2的輸出信號送A2的同相端13,三極管的發(fā)射極同時經(jīng)250Ω精密電阻接輸出級公共端17,這樣,由A2、三極管、250Ω采樣電阻和RL構(gòu)成了精密的V/I變換電路,當(dāng)輸入1~5V電壓信號時,通過250Ω電阻就轉(zhuǎn)換成4~20mA的三極管發(fā)射極電流。其中來自24V電源的集電極電流IOUT將通過RL流回24V電源負端,實現(xiàn)了電流輸出功能。為保證轉(zhuǎn)換精度,三極管應(yīng)有足夠大的β。第三節(jié) 精密低漂移4~20ma變送器XTR101 的工作原理及應(yīng)用一.特點 1.儀表放大器輸入級 失調(diào)電壓低:≤30uV 電壓漂移低:≤ 0.75μV/℃ 非線性誤差小:≤0.01% 2.兩線制工作(信號和電源由兩根線傳輸) 3.電源電壓范圍寬:11.6~40V 4.工作溫度范圍:-40℃~+85℃ 二.應(yīng)用領(lǐng)域 1.工業(yè)過程控制 2.電阻電橋輸入 3.熱電偶輸入 4.熱電阻輸入 三.應(yīng)用說明 1.工作原理 XTR101的簡化工作原理圖如圖2-11 。 A1和A2為儀用放大器,A3和Q1組成可控電流源。由虛地的概念得知,當(dāng)傳感器的信號e1和e2分別加在3腳和4腳上時,5腳與3腳等電位,6腳與4腳等電位。故5腳和6腳兩端即量程調(diào)節(jié)電阻RS兩端的電壓即為eIN=e2-e1,RS上的電流IS=eIN/RS,內(nèi)部電路在設(shè)計時已保證:在Is=0時,Io=2mA。同時加上流出10腳和 11腳各1mA的基準參考電流,使流出變送器的輸出電流IL總計為4mA,這正是Ⅲ型儀表的標準低端輸出。 當(dāng)來自傳感器的信號電壓eIN加到3腳和4腳時,則有電流IS = eIN /Rs 流過Q,在Q和A3等元件的控制下輸出電流IL線性增加。為使在傳感器的最大輸出量程時變送器能給出20mA的標準滿量程電流信號,由公式 3.管腳排列及定義 XTR101的管腳排列見圖2-13。大部分引腳前面已做了介紹,在此說明未介紹的部分。12腳和9腳是外接NPN型三極管的B和E,三極管的C通過一個電阻(約750Ω)接8腳,其目的是減輕XTR101的輸出,一般不用。13腳是帶寬控制,一般不用。 4.典型應(yīng)用 典型應(yīng)用電路見圖2-14。此應(yīng)用電路是用鉑電阻Pt100作為溫度傳感器的溫度變送器。 由于鉑電阻是正溫度系數(shù)的傳感器,因此將其接在XTR101的4腳,零輸入信號的平衡電阻R1接在XTR101的3腳。10腳和11腳是1mA的恒流輸出,適當(dāng)?shù)倪x擇R1即可保證e2≥e1。RS是量程電阻。 電路參數(shù)的計算:例: 用XTR101設(shè)計一個溫度變送器。溫度的測量范圍為+25℃~+150℃,傳感器選用Pt100,輸出電流為4~20mA。 由電路原理圖知,在此,我們需要計算電阻R1,RS和R2的阻值。 由鉑電阻的特性得:Pt100在0℃時為100Ω,在266℃時為200Ω,則其溫 度靈敏度為(簡單計算): 第四節(jié) 電力線載波通信集成電路LM1893 的工作原理及應(yīng)用 一.LM1893的主要功能及特點 LM1893是國半公司生產(chǎn)的用于電力線載波通信的集成電路?赏瓿纱袛(shù)據(jù)的半雙工通信,又有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的全部功能?刂破髋c少量的外圍元器件即可構(gòu)成完整的電力線載波通信收發(fā)系統(tǒng),并具有靈敏度高,抗干擾能力強的優(yōu)點。 LM1893具有下列主要特點: 1.采用抗噪聲的FSK調(diào)制技術(shù) 2.?dāng)?shù)據(jù)傳輸高達4.8KB 3.采用正弦波驅(qū)動以減少射頻干擾 4.載波頻率可在50KHz~300KHz之間選擇 5.與TTL、CMOS電平兼容 6.適合現(xiàn)有各種電力線路 二.LM1893的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 LM1893的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2-15。 LM1893由發(fā)送部分和接收部分構(gòu)成,數(shù)據(jù)的發(fā)送部分由FSK調(diào)制器,電流控制振蕩器,正弦波形成器,輸出放大器和自動電平控制電路(ALC)構(gòu)成。接收部分由限幅放大器、鎖相環(huán)信號解調(diào)器、低通濾波器、直流消除電路及噪聲濾波電路等構(gòu)成。電路的工作狀態(tài)由發(fā)送/接收端T/R信號控制。當(dāng)T/R為高電平時,電路處于發(fā)送狀態(tài),要發(fā)送的數(shù)據(jù)首先送入FSK調(diào)制器,產(chǎn)生開關(guān)控制電流,驅(qū)動電流控制振蕩器使其產(chǎn)生±2.2%頻偏的三角波,之后,經(jīng)正弦波形成電路,形成已調(diào)制的正弦波信號,經(jīng)輸出放大器放大后輸出到線路耦合電路送到電力線上。由于電力線路上特別是低壓電力線路上的負載情況比較復(fù)雜,由此引起信號電壓的幅度超出額定電平時,由ALC電路控制放大器的輸出幅度,使其保持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。當(dāng)T/R為低電平時,發(fā)送電路禁止工作,接收電路正常工作。經(jīng)線路耦合電路送來的已調(diào)制的載波信號送入芯片,經(jīng)限幅放大后,經(jīng)鎖相環(huán)電路解調(diào)出數(shù)據(jù)信號,再經(jīng)濾波,比較整形,再濾波后輸出解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號。 三.引腳功能及技術(shù)參數(shù) LM1893為雙列直插式結(jié)構(gòu)(DIP),有18個引腳,見圖2-16。 各引腳功能如下 1,2:電流控制振蕩器外接電容,此電容決定振蕩器的振蕩頻率; 3:鎖相環(huán)外接電容; 4:鎖相環(huán)外接電阻; 此兩元件決定鎖相環(huán)的鎖相頻率,捕捉范圍; 5:發(fā)送/接收控制,為1時發(fā)送,為0時接收; 6:外接保持電容,為直流消除電路提供合適電壓,典型值為2.2V; 7:ALC穩(wěn)定控制,控制ALC電路的動態(tài)特性; 8:外接提升三極管射極,用于提高發(fā)射功率,也可不接; 9:外接提升三極管管基極,用于提高發(fā)射功率,也可不接; 10:載波I/O口,載波信號的收發(fā)端; 11:5.6V電壓輸出,用于TTL電平轉(zhuǎn)換; 12:數(shù)據(jù)輸出,解調(diào)后的數(shù)據(jù)輸出端; 13:接積分電容,用于消除脈沖干擾; 14:地; 15:電源; 16:限幅放大器濾波電容,抑制線路工頻干擾; 17:數(shù)據(jù)輸入,被發(fā)送數(shù)據(jù)輸入端; 18:載波頻率調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)電流控制振蕩器的控制電流,從而調(diào)節(jié)載波頻率。 四.LM1893的應(yīng)用 LM1893含有數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)的全部功能,只需外接少量元器件,并設(shè)計出控制單元和線路耦合變壓器,即可構(gòu)成電力線載波通信系統(tǒng),典型應(yīng)用如圖2-17。 第五節(jié) 脈寬調(diào)制(PWM)集成電路SG3525 的工作原理及典型應(yīng)用 SG3525是功能比較完美的PWM類集成電路,主要用于開關(guān)電源,亦可用于小型直流電機的調(diào)速系統(tǒng)中。共有三個類型: SG1525:軍品級(-55~+125℃) SG2525:工業(yè)級(-40~+85℃) SG3525:民品級(0~70℃)一.主要特點 1.外圍電路簡單,使用方便 2.保護功能齊全 3.具有軟啟動特性 4.死區(qū)可調(diào)二.應(yīng)用領(lǐng)域 主要應(yīng)用于開關(guān)電源電路,也可用于隨動系統(tǒng)直流電機調(diào)速電路中。 三.工作原理及管腳意義 SG3525的功能框圖 2-18,管腳排列及定義見圖 2-19。 1腳,為誤差放大器的反向輸入 2腳,為誤差放大器的同相輸入; 3 腳,同步端,主要用于多個SG3525聯(lián) 用的同步; 4 腳,振蕩信號輸出; 5 腳,接定時電容CT; 6 腳,接定時電阻RT,CT和RT決定輸出 信號的頻率; 7 腳,CT放電回路,在5、7之間可接一個 電阻,決定死區(qū)的大小,也可直接 接通,即無死區(qū);見圖2-20。 無死區(qū)時: RT = 2~150K CT = 0.001~0.1μF 有死區(qū)時: R=0~500Ω 設(shè)置死區(qū)其目的是防止輸出級兩個輸出管同時導(dǎo)通. 1.驅(qū)動MOS管推挽 電路,見圖 2-21。 3. 驅(qū)動雙極型管推挽電 路,見圖2-23 。 5.并聯(lián)使用,見圖2-25。第三章 A/D類集成電路第一節(jié) V/F轉(zhuǎn)換器件的工作原理及應(yīng)用(AD650) (此種芯片不是新品,但很典型,因此作一介紹) 目前A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,在各種儀器、儀表及控制中均能見到。但在某些要求數(shù)據(jù)遠距離傳輸,精度要求高,資金有限的場合,采用一般的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)就有許多不便,這時可使用V/F轉(zhuǎn)換器件來代替A/D器件。 V/F器件的功能是把電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號。有良好的精度、線性和積分輸入特點。此外它的應(yīng)用電路簡單,外圍元件性能要求不高,對環(huán)境適應(yīng)能力強,價格便宜。因此在一些非快速A/D轉(zhuǎn)換中,V/F器件比較受歡迎。 此類器件常用的有LM131,LM231,LM331,VFC32,AD650,AD651等,在此介紹AD650。 三.功能框圖及引腳排列 A/D650的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳定義見圖 3-1。 第二節(jié) 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器MC14433 的工作原理及應(yīng)用 MC14433是一片早期推出的A/D芯片,現(xiàn)在很多資料都是介紹其與單片機的配合使用,在此主要介紹其獨立應(yīng)用。(用其設(shè)計數(shù)字電壓表) 第三節(jié) AD7705/7706 16位Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器 原理及其應(yīng)用 二.功能框圖和引腳排列 引腳排列如圖3-16所示,功能框圖見圖3-17,AD7706部分引腳(6,7,8,11)與AD7705不同,已標注在圖中括號內(nèi)。三.應(yīng)用說明 AD7705/7706是完整的16位A/D轉(zhuǎn)換器。外接晶體振蕩器、精密基準源和少量去耦電容,即可連續(xù)進行A/D轉(zhuǎn)換。下面對器件的幾個重要部分和特性作簡要說明。 第三章 具有微處理器接口類集成電路 第二節(jié) MAX7219串行LED顯示的工作原理、典型應(yīng)用 及驅(qū)動程序的設(shè)計
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