精密整流电路

在很多模拟系统中都要用到一些精密整流电路，这个是网上流传的一个，摘下来做个标记。

图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.

图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益

图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2

图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3

图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点.

图5 和 图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计

图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K

图8的电阻匹配关系为R1=R2

图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称.

图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性.

图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡.

精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态.

结论:
虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种.
图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波.

图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了.

图3的优势在于高输入阻抗.

其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高.
两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随器或同相放大器隔离.
各个电路都有其设计特色,希望我们能从其电路的巧妙设计中,吸取有用的.例如单电源全波电路的设计,复合反馈电路的设计,都是很有用的设计思想和方法,如果能把各个图的电路原理分析并且推导每个公式,会有受益的.

最后的结论供大家在电路设计的时候参考.

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练习--国旗自动升级系统 基于AVR mega16

在今年暑假是时候做了这么一个练习题，系统大部分是自己独立完成的

现在介绍如下：

题目：

（一）全国大学生电子设计竞赛基本部分

1．按下上升按键后，国旗匀速上升，同时流畅地演奏国歌；上升到最高端时自动停止上升，国歌停奏；按下下降按键后，国旗匀速下降，降旗的时间不放国歌，下降到最低端时自动停止。

2．能在指定的位置上自动停止。

3．为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。

4．升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等，同时，旗从旗杆的最下端上升到顶端。降旗不演奏国歌，同时，旗从旗杆的最上端下降到底端。

5．数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。

（二）全国大学生电子设计竞赛发挥部分

增设一个开关，由开关控制是否是半旗状态，该状态由一发光二极管显示。

1． 半旗状态（根据《国旗法》）。升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止；降旗时，按下降键，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止，国歌停奏。

2． 不论旗帜是在顶端还是在底端，关断电源之后重新合上电源，旗帜所在的高度数据显示不变。

3． 要求升降旗的速度可调整，旗杆高度不变的情况下，升降旗时间的调整范围是30—120秒钟，步进1秒。此时国歌停奏。

4． 具有无线遥控升、降旗及停止功能。

系统的原理图，PCB板图及代码：

可惜报告被弄丢了

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一些电子设计竞赛题目

收集的部分电子设计竞赛题目 和大家分享

历届国赛题目见www.nuedc.com.cn

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一直在用的AVR下载线

AVR并口下载线，我一直在用的

附 原理图  PCB  

下载软件 

   part1

 part2

 part3   或到 http://www.tlg.com.hk/   服务中心>>下载专区下载

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偶然发现我51入门的学习板

在翻实验室的杂物箱时，偶然发现了自己当时单片机入门时候用的学习板

       这块板子是自己在大二下学期时候焊的，也没有用protel的原理图，只是但是对着书把一块51单片机所需要的基本电路焊上去，如时钟晶振、复位电路、按键输入、7段码led等等，再对应的I/O口引出来，简单中略带点粗糙。

       当时没有仿真器，用的芯片还都是用的AT89C51/52，没有ISP功能，所有程序都是通过把芯片放到编程器上，把程序写入单片机，再把单片机放到实验板上运行，一遍又一遍的烧写、调试。

        在这过程中也积累了一些小小的调试经验：比如对于简单的程序也可以先在keil上通过单步运行后观察寄存器及I/O口的方法来进行初步的调试。有时候通过增加一些输出语句，通过多余的I/O口连接到led的方法来进行程序的调试......

        在此我想对单片机初学者提一点建议吧，如果想学好单片机，到实验室去真刀实枪地进行操练，如果实验室没有这样的机会，自己花点钱，买一些元件。一块实验板，一个电源，做个isp下载线（你不会的话我教你），一台电脑就可以进行单片机编程实验了。不要舍不得花钱，这是对自己将来的投资，说不好参加什么比赛拿奖了的话你的奖金肯定可以把这些钱抵上的。再说现在的单片机都比较先进了，都支持ISP下载，有些还有JTAG接口，就不用像以前那样要花很多钱买编程器了。虽然现在有比如PROTEUS的仿真软件，但是仿真再好终究不能代替硬件电路，比如PROTEUS中51的I/O口可以高电平点亮LED，但是实际的电路确实不可以的。

       有什么问题的话希望多交流...

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空调控制系统设计

         这是我们短学期的任务，硬件都已经做好了，我们做的工作主要还是编程。因为51接触地比较多，所以我花了三四天时间就把任务完成了，并且也和小组同学进行了测试，修改了好多小错误。

    任务

本次单片机综合练习的任务是设计并制作一个空调控制器。

基本任务是利用AT89C51单片机、ADC0809模数转换器等芯片设计并制作一个具有制冷、制热、通风和自动运行的手控型空调控制器。

....详见任务书

   硬件原理图 

    C51程序    

   最后的报告  

    相关资料

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热转印制PCB板方法

刚刚整理的热转印制PCB板的方法，共大家参考。

这种方法主要优点有一下几方面。

1.      节约转印纸，特别是在做的电路板很小的时候，并且很好得解决了打印机抓转印纸不好抓的问题。（9月份国赛的时候学的）

2.      即使你转印质量不好也可以通过“水洗”的办法提高转印质量。（网上看的）

pdf文件详细图解制板过程  因为上传文件只能1M，并且图片较多，所以请分卷解压

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以前的手记03

07.08.03

1.用了JTAG之后就可以用单步运行及设置短点来观察程序的运行情况

2.不要以为断了VCC和GND芯片就不工作了，一些输出脚的高低电平可能会影响另一些输出脚的电平。（曾经发生过这样的错误：我把TP2272的VCC和GND断开，D0接高，D1接低，发现接了上拉电阻的D2-D3的被拉低了）

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学会用软件的“Help”

        看看以前的手记，觉得有好多是记录软件的细节的东西，比如AVR-GCC的库的用法啊，这个语句怎么用啊，现在想想这些是何必呢，AVR Studio里Help的Use guide里面什么都有，并且非常详细。

         回头想想曾经被视为“宝贝”的《AVR单片机入门》、《AVR-GCC手册》现在看来并不是什么好资料，因为介绍硬件电路看芯片的datasheet就可以了，而软件编程嘛，则编译软件自带的Use guide就可以解决了，而那些书大多都是内容翻译罢了。

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以前的部分手记01

07.7.20

   Mega8 的同步通信 

这几天在调试自己做的mega8 试验板，感觉还不错，内部资源用起来还是挺顺的，但是被同步串口通信给卡住了，经示波器检查，（经过几次经验的积累，我已经很习惯得使用示波器了来检查信号输出是不是正常的了） 发现TXD有信号输出，但是XCK就是不输出clock信号，通过改寄存器的设置发现，TXD输出的信号是正常的，并且无论DDRD4 写的是输入还是输出模式，TXD都一直在发送数据，我想是不是模式设错了， 设成了异步模式？后来发现“写”的无论是同步模式还是异步模式，输出的结果还是一样的，通过AVR stdio的仿真，发现MUSEL是1（同步模式的），经过再三检查datasheet， 通过一遍又一遍的看pdf 仔细检查了各个寄存器，还是没有看出问题，最后在和小强检查时才发现是因为UCSRC和UBRRH共用，写的时候最高位要设置的原因。

心得：

1.       看datasheet的时候不要错过任何一个细节。不要觉得没有用就不看了。

2.       仿真的也不一定是完全正确的。看到的也不一定是真实的，即使是读写寄存器的值的时候，看仿真输出是你要的结果，在电路板上跑起来的时候就不一定是你要的了。

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