ufun模拟部分更新啦，做题送ufun板子，拼速度和知识（ufun内容第四期）

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以往相关内容：

UFUN学习板概览
UFUN学习板原理图（1）
ufun学习板原理图（2）

本次网友zjd01还留下了3个互动作业，大家不妨试试，整对了有板子拿，吼吼，下面是他的原话

这里给大家留下三个作业作为互动内容。

1、利用拉普拉斯变换推算出交流通道即AD_SIG1通道的系统传递函数，根据传递函数绘制幅频、相频曲线，由曲线确定系统的相位、增益裕量，进而确定系统是否稳定。

2、利用拉普拉斯变换推算出直流通道即AD_SIG2通道的系统传递函数，根据传递函数绘制幅频、相频曲线，由曲线确定系统的相位、增益裕量，进而确定系统是否稳定。

3、这是一个很特殊的作业，这篇文中有一个错误，细心的你是否在某个点有过疑虑呢？细心挖掘一下吧？


       完成前两个作业的同学请把推导过程回复留言给公众号~我们将拿出几块ufun学习板赠送给完成作业最快而且正确的同学！还在等什么？麻利儿的，课本翻起吧？
另外，会的坛友们别忘记跟帖回复哈，让更多eeworld网友拿下ufun小板子

以下是干货原文。
看不清楚原理图的小伙伴来这里下载原理图吧
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密码：c29s

    模拟电路是UFUN的特色。很多同学为学习和理解模拟电路而发愁，那些书本上的理论和公式似乎总跟应用差很远。加上一些人对模拟器件离散参数的夸大，让本就接触模拟应用很少的学生或工程师在接触模拟的时候总有一种“非常难学、非常难掌握”的潜意识，这对我们深入理解和学习模拟电路形成一种意识上的障碍。

    为打消同学们的这种误解，ufun特别加入了模拟电路部分。下图是ufun的模拟电路部分：                       

ufun模拟电路分为两组，分别接到ARM的两个ADC通道上。这两个通道可以用于两类不同的信号采集和滤波。为减小数字信号回路对模拟信号的干扰，模拟器件和电路在PCB布局布线的时候，区域上与数字电路是隔离开设计的。而且模拟地（AGND）与数字地（GND）也是分开的，最终通过磁珠或0欧电阻相连。后面我们在讲PCB设计的时候会再重新讲解相关内容。


上面一组电路形式上比较复杂，分为两段：前面是一个低成本高性能的带通滤波器，后面是一个固定10倍增益的运放。在ACIN与AGND之间加入一个传感器（传感器工作中心电阻在10K左右，可以有最佳输出……还记得电源的最大输出功率吗？负载与电源内阻相等的时候有最大输出功率），经过两个运放和一堆阻容形成的电路，就可以得到我们关心的频率成分。



这里要给同学们留一个作业作为互动内容。我们大学课程《信号与线性系统》里有根据拉普拉斯变换来计算网络传递函数的部分，你能推导出这部分电路的传递函数吗？你能根据传递函数绘制出该电路的幅频、相频曲线吗？你能根据幅频、相频曲线评估出这个电路是否稳定可靠吗？

另外，电路中有些奇怪的地方，有两处2.2uF电容并联的应用，你知道这是为什么吗？这个问题暂时也留作悬念吧，后期我们再公布答案。如果你知道的话，不妨留言回复给我~~

下面一组电路形式上略简单，主要由两部分组成。前面是传感器接入和紧接的“双T型陷波器”，也就是带阻滤波器。后面是一组非常常见而经典的运放电路。在DCIN与AGND之间加入一个传感器（中心电阻10K最佳），可以在ARM的ADC端获得DC信号值。

“双T型陷波器”是非常经典实用的电路，可以非常简单高效的滤除特定频率的干扰。关于“双T型陷波器”的电路原理分析在网上比较容易找到，也可以通过拉普拉斯变换推导一下传递函数以加深理解。我们这里引入这个电路是用于滤除50Hz的工频干扰。


运放部分比较简单一些，利用课程里介绍的虚短和虚断原理，可以计算出运放增益。为便于理解，可以先不考虑电容C35。这样的话，输出幅度是输入的2倍（R39/R44）反向关系（中间还要算入U12运放正端的中心电平）。增加电容C35之后，当信号频率升高，C35阻抗减小，则与R39并联后整体阻抗减小，这样增益也会变小，所以该电路实际是有一个低通的滤波效果。这个低通滤波是一个几阶的低通滤波呢？你能画出它的相频和幅频特性曲线吗？


因为《模拟电路》和《信号与线性系统》是非常重要的课程，在实际应用中有着非常重要的作用。熟练掌握之后，可以通过调整一两个电阻电容的参数或位置，就能极大的提升系统的稳定性和性能。如果直接给大家做出推导，而不是大家自己去推导和理解，可能大家收获不大。所以，这里给大家留下三个作业作为互动内容。
1、利用拉普拉斯变换推算出交流通道即AD_SIG1通道的系统传递函数，根据传递函数绘制幅频、相频曲线，由曲线确定系统的相位、增益裕量，进而确定系统是否稳定。
       2、利用拉普拉斯变换推算出直流通道即AD_SIG2通道的系统传递函数，根据传递函数绘制幅频、相频曲线，由曲线确定系统的相位、增益裕量，进而确定系统是否稳定。
       3、这是一个很特殊的作业，这篇文中有一个错误，细心的你是否在某个点有过疑虑呢？细心挖掘一下吧？
       完成前两个作业的同学请把推导过程回复留言给公众号吧~我们将拿出几块ufun学习板赠送给完成作业最快而且正确的同学！还在等什么？麻利儿的，课本翻起吧？
       如果实在不能搞定，把内容转给你们身边的学霸和学神试试吧~
       正确案答公布，敬请关注后续讲解~



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DavidZH

不会啊

天天1

完全没印象了，后悔当初学艺不精对于拉普拉斯变换现在就知道这个名字

dianhang

嗨呀 都记不得了

suoma

自动控制原理第一节的内容

johnrey

看的满头大汗，看似简单的板子，学问可真深啊！！

shinykongcn

信号与系统，挂科的过，我就看看板子吧，之前一直没有模拟部分的资料出来，就没申请，现在看看，模拟部分，还是很有实用价值的。。。

我是黄威1

一脸茫然的看着！

nmg

天天1 发表于 2016-7-18 19:13
完全没印象了，后悔当初学艺不精对于拉普拉斯变换现在就知道这个名字

想用，随时捡起来就好了

nmg

suoma 发表于 2016-7-18 21:42
自动控制原理第一节的内容

看来知道，快给我们讲解一下

nmg

johnrey 发表于 2016-7-18 22:05
看的满头大汗，看似简单的板子，学问可真深啊！！

别就评价，快来破译

quner

双T滤波器频率是不是有问题？

白丁

赞一个

nmg

白丁 发表于 2016-7-19 19:13
赞一个

等白版的剖析了

freeelectron

1、AD_SIG1为啥不是两级放大？
2、一下子对模拟部分产生了敬仰

boming

没学过模拟电路，以前学过三极管放大电路和二极管单向导通。电容、电感、电阻电路和虑波。运放没学，一点不懂。下载了资料看模拟，头大了，高数没学。坐等高手解题。

耳东的刀1

活动很给力啊