《電子學(xué)習(xí)資料》word版

1、一、放大電路分析基礎(chǔ)1、放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)將微弱的電信號(hào)通過(guò)放大電路(也稱放大器)放大到具有足夠大的功率去推動(dòng)負(fù)載，這就是放大。放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換；即在輸入信號(hào)作用下，通過(guò)放大電路將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載所獲得的能量，使負(fù)載從電源獲得的能量大于信號(hào)源所提供的能量。（衡量放大電路性能的優(yōu)劣）任何放大電路均可看成為二端口網(wǎng)絡(luò)。1、放大倍數(shù)（直接衡量放大電路放大能力的重要指標(biāo)）電壓放大倍數(shù)：輸出電壓 與輸入電壓 之比 ， 即 A電流放大倍數(shù)： 輸出電流 與輸入電流 之比， 即 2、輸入電阻輸入電阻 是從放大電路輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻，定義為輸入電壓有效值 和輸入電流有效值

2、 之比，即越大，表明放大電路所得到的輸入電壓 越接近信號(hào)源電壓 ；即信號(hào)源內(nèi)阻上的電壓越小，信號(hào)電壓損失越小。3、輸出電阻輸出電阻 就是負(fù)載開(kāi)路時(shí)從放大電路輸出端看進(jìn)去的交流等效內(nèi)阻。輸出電阻 越小，負(fù)載電阻 變化時(shí)，輸出電壓 的變化越小，稱為放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。4、通頻帶（衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力） 由于電容、電感及半導(dǎo)體器件PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。圖為某放大電路放大倍數(shù)的數(shù)值與信號(hào)頻率的關(guān)系曲線，稱為幅頻特性曲線，圖中 為中頻放大倍數(shù)的數(shù)值。之間形成的頻帶稱為放大電路的通頻帶通頻帶越寬，表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)

3、的適應(yīng)能力越強(qiáng)。5、非線性失真系數(shù)輸出波形中的諧波成分總量與基波成分之比稱為非線性失真系數(shù) 。設(shè)基波幅值為 、諧波幅值 則6、最大不失真輸出電壓當(dāng)輸入電壓再增大就會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時(shí)的輸出電壓。7、最大輸出功率與效率在輸出信號(hào)不失真的情況下，負(fù)載上能夠獲得的最大功率。此時(shí)，輸出電壓達(dá)到最大不失真輸出電壓。直流電源能量的利用率稱為效率 ，設(shè)電源消耗的功率為 則效率 等于最大輸出功率 與 之比，即 2、放大電路的組成及工作原理一、組成原則(1)電源極性必須使放大管處于放大狀態(tài)，即e結(jié)正偏，c結(jié)反偏。(2)輸入回路應(yīng)使交流信號(hào)電壓能加到管子上，使產(chǎn)生交流電流(3)輸出回路應(yīng)使輸出電流 盡可能

4、多地流到負(fù)載上，減少其他分流；(4)為了保證放大電路不失真地放大信號(hào)，必須在沒(méi)有外加信號(hào)時(shí)使放大管有一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，稱之為合理的設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性？為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？輸出電壓必然失真！設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置得不合適，會(huì)對(duì)放大電路的性能造成影響。若Q點(diǎn)偏高，當(dāng)ib按正弦規(guī)律變化時(shí)，Q'進(jìn)入飽和區(qū)，造成ic和uce的波形與ib（或ui）的波形不一致，輸出電壓uo（即uce）的負(fù)半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為飽和失真；若Q點(diǎn)偏低，則Q"進(jìn)

5、入截止區(qū)，輸出電壓uo的正半周出現(xiàn)平頂畸變，稱為截止失真。飽和失真和截止失真統(tǒng)稱為非線性失真。二、基本共射放大電路VBB、Rb：使UBE Uon，且有合適的IB。VCC：使UCEUon，同時(shí)作為負(fù)載的能源。Rc：將iC轉(zhuǎn)換成uCE(uo) 。C1 C2 ：隔直耦合電容動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)： 基本共射放大電路的工作原理三、工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的分析方法1、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性靜態(tài)工作點(diǎn)不但決定了電路是否會(huì)產(chǎn)生失真，而且還影響著電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。晶體管在不同環(huán)境溫度下的輸出特性曲線實(shí)際上，電源電壓的波動(dòng)、元件的老化以及溫度變化所引起晶體管參數(shù)的變化，都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，從而使動(dòng)態(tài)參數(shù)

6、不穩(wěn)定，有時(shí)電路甚至無(wú)法正常工作。在引起Q點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最為主要的。二、典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路1、固定分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的形式Rb1 Rb2為固定分壓偏置電阻，Re為射極電阻，Ce為旁路電容，在交流通路中可視為短路2、Q點(diǎn)穩(wěn)定原理電路中，B點(diǎn)的電流方程為I2=I1+IBQ為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常情況下，參數(shù)的選取應(yīng)滿足I1>>IBQ因此，I1I2I2，因而B(niǎo)點(diǎn)電位公式表明基極電位幾乎決定于 與 對(duì) 的分壓，而與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)，即當(dāng)溫度變化時(shí)， 基本不變。 2、多級(jí)放大電路各極之間通過(guò)耦合電容及下級(jí)輸入電阻連接。優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，可以單獨(dú)調(diào)整到

7、合適位置；且不存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。缺點(diǎn)：不能放大變化緩慢的信號(hào)和直流分量變化的信號(hào)；且由于需要大容量的耦合電容，因此不能在集成電路中采用。中頻段：電壓放大倍數(shù)近似為常數(shù)。低頻段：耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗增大，以致不可視為短路，因而造成電壓放大倍數(shù)減小。高頻段：晶體管的結(jié)電容以及電路中的分布電容等的容抗減小，以致不可視為開(kāi)路，也會(huì)使電壓放大倍數(shù)降低。除了電壓放大倍數(shù)會(huì)隨頻率而改變外，在低頻和高頻段，輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的相位移也要隨頻率而改變。所以在整個(gè)頻率范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)和相位移都將是頻率的函數(shù)。電壓放大倍數(shù)與頻率的函數(shù)關(guān)系稱為幅頻特性，相位移與頻率的函數(shù)關(guān)系稱為相頻特性，二者統(tǒng)稱為頻率

8、特性或頻率響應(yīng)。放大電路呈現(xiàn)帶通特性。圖中fH和fL為電壓放大倍數(shù)下降到中頻段電壓放大倍數(shù)的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率，分別稱為上限頻率和下限頻率，其差值稱為通頻帶。一般情況下，放大電路的輸入信號(hào)都是非正弦信號(hào)，其中包含有許多不同頻率的諧波成分。由于放大電路對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)放大倍數(shù)不同，相位移也不一樣，所以當(dāng)輸入信號(hào)為包含多種諧波分量的非正弦信號(hào)時(shí)，若諧波頻率超出通頻帶，輸出信號(hào)uo波形將產(chǎn)生失真。這種失真與放大電路的頻率特性有關(guān)，故稱為頻率失真。2.1多級(jí)放大電路概述多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)2.2耦合形式 多級(jí)放大電路的連接，產(chǎn)生了單元電路間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題，即耦合問(wèn)題。放大電路的級(jí)間耦合必

9、須要保證信號(hào)的傳輸，且保證各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正確。直接耦合，耦合電路采用直接連接或電阻連接，不采用電抗性元件。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號(hào)，因而緩慢變化的漂移信號(hào)也可以通過(guò)直接耦合放大電路。電抗性元件耦合級(jí)間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合，只能傳輸交流信號(hào)，漂移信號(hào)和低頻信號(hào)不能通過(guò)。根據(jù)輸入信號(hào)的性質(zhì)，就可決定級(jí)間耦合電路的形式。 (a)阻容耦合 (b)直接耦合 (c)變壓器耦合直接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響，應(yīng)認(rèn)真加以解決。零點(diǎn)漂移 三極管的工作點(diǎn)隨時(shí)間而逐漸偏離原有靜態(tài)值的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是溫度的影響，所以有時(shí)也用溫度漂移或時(shí)間漂移來(lái)表示。工作點(diǎn)參數(shù)的

10、變化往往由相應(yīng)的指標(biāo)來(lái)衡量。一般將在一定時(shí)間內(nèi)，或一定溫度變化范圍內(nèi)的輸出級(jí)工作點(diǎn)的變化值除以放大倍數(shù)，即將輸出級(jí)的漂移值歸算到輸入級(jí)來(lái)表示的。例如 mV/°C 或 mV/min 。2.3直接耦合放大電路1、直接耦合放大電路的構(gòu)成直接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響，這是構(gòu)成直接耦合多級(jí)放大電路時(shí)必須要加以解決的問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：能放大變化很緩慢的信號(hào)和直流分量變化的信號(hào)；且由于沒(méi)有耦合電容，故非常適宜于大規(guī)模集成。缺點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；且存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。零點(diǎn)漂移：放大電路在無(wú)輸入信號(hào)的情況下，輸出電壓uo卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則波動(dòng)的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，其中最主要的

11、是溫度影響。直接耦合放大電路：用于傳輸?shù)皖l信號(hào)和集成電路。集成電路中的放大電路都采用直接耦合方式。為了有效地抑制零漂，其輸入級(jí)均采用差動(dòng)放大電路。如果將基本放大電路去掉耦合電容，前后級(jí)直接連接，如圖于是 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2VB2（ VC1 ）這樣，集電極電位就要逐級(jí)提高，為此后面的放大級(jí)要加入較大的發(fā)射極電阻，從而無(wú)法設(shè)置正確的工作點(diǎn)。這種方式只適用于級(jí)數(shù)較少的電路。2、NPN+PNP組合電平移動(dòng)直接耦合放大電路 級(jí)間采用NPN管和PNP管搭配的方式，如圖07.03所示。由于NPN管集電極電位高于基極電位，PNP管集電極電位低于基極電位，它們的組合使用可避免集電極電位

12、的逐級(jí)升高。3、電流源電平移動(dòng)放大電路在模擬集成電路中常采用一種電流源電平移動(dòng)電路，如圖 電流源在電路中的作用實(shí)際上是個(gè)有源負(fù)載，其上的直流壓降小，通過(guò)R1上的壓降可實(shí)現(xiàn)直流電平移動(dòng)。但電流源交流電阻大，在R1上的信號(hào)損失相對(duì)較小，從而保證信號(hào)的有效傳遞。同時(shí),輸出端的直流電平并不高，實(shí)現(xiàn)了直流電平的合理移動(dòng)。5、阻容耦合阻容耦合是通過(guò)電容器將后級(jí)電路與前級(jí)相連接，其方框圖如下圖所示。阻容耦合放大電路：主要用于中高頻交流信號(hào)的放大。優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。由于電容隔直流通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨(dú)立的，這樣就給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來(lái)很大方便。電路的溫漂小。體積小，成本低。缺

13、點(diǎn)：無(wú)法集成；低頻特性差；只能使信號(hào)直接通過(guò)，而不能改變其參數(shù)。4、變壓器耦合變壓器可以通過(guò)磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號(hào)傳送到二次側(cè)，因此可以作為耦合元件。為什么要采用變壓器耦合？因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘?hào)的同時(shí)，以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。采用變壓器耦合也可以隔除直流，傳遞一定頻率的交流信號(hào)，因此各放大級(jí)的Q互相獨(dú)立。變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)輸出級(jí)與負(fù)載的阻抗匹配，以獲得有效的功率傳輸。變壓器耦合阻抗匹配的原理見(jiàn)圖。變壓器耦合放大電路：主要用于功率放大與阻抗匹配。在理想條件下，變壓器原副邊的安匝數(shù)相等，即 可以通過(guò)調(diào)整匝比n來(lái)使原、副端阻抗匹配。當(dāng)變壓器的原端作為諧振回路使用時(shí)，為了使較小

14、的三極管輸出電阻不影響諧振回路的Q值，在原端采用抽頭的方式以實(shí)現(xiàn)匹配。此時(shí)將V1接在a¢b之間就可以減輕三極管對(duì)Q值的影響。如圖所示；本電路可實(shí)現(xiàn)選頻放大功能。變壓器耦合多級(jí)放大電路前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘?hào)。變壓器耦合多級(jí)放大電路基本上沒(méi)有溫漂現(xiàn)象。變壓器在傳送交流信號(hào)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流電壓以及阻抗變換。高頻和低頻性能都很差，體積大，成本高，無(wú)法集成。2、差分放大電路合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因諸如溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響而產(chǎn)生變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路無(wú)法正常工

15、作。其中影響最大的是溫度的變化。2.1差分放大電路的組成抑制零漂的方法有多種，如采用溫度補(bǔ)償電路、穩(wěn)壓電源以及精選電路元件等方法。最有效且廣泛采用的方法是輸入級(jí)采用差動(dòng)放大電路。一、零點(diǎn)漂移現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因1. 什么是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：uI0，uO0的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：溫度變化，直流電源波動(dòng)，元器件老化。其中晶體管的特性對(duì)溫度敏感是主要原因，故也稱零漂為溫漂?？朔仄姆椒ǎ阂胫绷髫?fù)反饋，溫度補(bǔ)償。 典型電路：差分放大電路差分放大電路一般有兩個(gè)輸入端：同相輸入端，反相輸入端。根據(jù)規(guī)定的正方向，在一個(gè)輸入端加上一定極性的信號(hào)，如果所得到的輸出信號(hào)極性與其相同，則該輸入端稱為同相輸入端。反之，如果所

16、得到的輸出信號(hào)的極性與其相反，則該輸入端稱為反相輸入端。信號(hào)的輸入方式：若信號(hào)同時(shí)加到同相輸入端和反相輸入端，稱為雙端輸入； 若信號(hào)僅從一個(gè)輸入端對(duì)地加入，稱為單端輸入。差分放大電路可以有兩個(gè)輸出端，一個(gè)是集電極C1，另一個(gè)是集電極C2。從C1 和C2輸出稱為雙端輸出，僅從集電極 C1或C2 對(duì)地輸出稱為單端輸出。2.3差動(dòng)放大電路的工作原理差模信號(hào)和共模信號(hào)差模信號(hào)是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相反的信號(hào)。共模信號(hào)是指在兩個(gè)輸入端加上幅度相等，極性相同的信號(hào)。差分放大電路僅對(duì)差模信號(hào)具有放大能力，對(duì)共模信號(hào)不予放大。溫度對(duì)三極管電流的影響相當(dāng)于加入了共模信號(hào)。差分放大電路是模擬集成運(yùn)算放

17、大器輸入級(jí)所采用的電路形式。1抑制零點(diǎn)漂移的原理溫度變化時(shí)兩個(gè)單管放大電路的工作點(diǎn)都要發(fā)生變動(dòng)，分別產(chǎn)生輸出漂移uol和uo2。由于電路是對(duì)稱的，所以u(píng)ol=uo2 ，差動(dòng)放大電路的輸出漂移uouoluo2 0，即消除了零點(diǎn)漂移。2差模輸入差模信號(hào)：兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相反。因兩側(cè)電路對(duì)稱，放大倍數(shù)相等，電壓放大倍數(shù)用Ad表示，則：差模電壓放大倍數(shù)：可見(jiàn)差模電壓放大倍數(shù)等于單管放大電路的電壓放大倍數(shù)。差動(dòng)放大電路用多一倍的元件為代價(jià)，換來(lái)了對(duì)零漂的抑制能力。3共模輸入共模信號(hào)：兩輸入端加的信號(hào)大小相等、極性相同。共模電壓放大倍數(shù)：說(shuō)明電路對(duì)共模信號(hào)無(wú)放大作用，即完全抑制了共模信號(hào)。實(shí)

18、際上，差動(dòng)放大電路對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制就是該電路抑制共模信號(hào)的一個(gè)特例。所以差動(dòng)放大電路對(duì)共模信號(hào)抑制能力的大小，也就是反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制能力。共模抑制比：共模抑制比越大，表示電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。在發(fā)射極電阻RE的作用：是為了提高整個(gè)電路以及單管放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。負(fù)電源UEE的作用：是為了補(bǔ)償RE上的直流壓降，使發(fā)射極基本保持零電位。恒流源比發(fā)射極電阻RE對(duì)共模信號(hào)具有更強(qiáng)的抑制作用。差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式雙端輸入單端輸出式電路的輸出uo與輸入ui1極性（或相位）相反，而與ui2極性（或相位）相同。所以u(píng)il輸入端稱為反相輸入端，而ui2輸入端稱為同相輸

19、入端。雙端輸入單端輸出方式是集成運(yùn)算放大器的基本輸入輸出方式。單端輸入式差動(dòng)放大電路的輸入信號(hào)只加到放大器的一個(gè)輸入端，另一個(gè)輸入端接地。由于兩個(gè)晶體管發(fā)射極電流之和恒定，所以當(dāng)輸入信號(hào)使一個(gè)晶體管發(fā)射極電流改變時(shí)，另一個(gè)晶體管發(fā)射極電流必然隨之作相反的變化，情況和雙端輸入時(shí)相同。此時(shí)由于恒流源等效電阻或發(fā)射極電阻RE的耦合作用，兩個(gè)單管放大電路都得到了輸入信號(hào)的一半，但極性相反，即為差模信號(hào)。所以，單端輸入屬于差模輸入。單端輸出式差動(dòng)電路，輸出減小了一半，所以差模放大倍數(shù)亦減小為雙端輸出時(shí)的二分之一。此外，由于兩個(gè)單管放大電路的輸出漂移不能互相抵消，所以零漂比雙端輸出時(shí)大一些。由于恒流源或射

20、極電阻RE對(duì)零點(diǎn)漂移有極強(qiáng)烈的抑制作用，零漂仍然比單管放大電路小得多。所以單端輸出時(shí)仍常采用差動(dòng)放大電路，而不采用單管放大電路。4、功率放大電路互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路功率放大電路的特點(diǎn)功率放大電路的任務(wù)是向負(fù)載提供足夠大的功率，這就要求功率放大電路不僅要有較高的輸出電壓，還要有較大的輸出電流。因此功率放大電路中的晶體管通常工作在高電壓大電流狀態(tài)，晶體管的功耗也比較大。對(duì)晶體管的各項(xiàng)指標(biāo)必須認(rèn)真選擇，且盡可能使其得到充分利用。因?yàn)楣β史糯箅娐分械木w管處在大信號(hào)極限運(yùn)用狀態(tài)，非線性失真也要比小信號(hào)的電壓放大電路嚴(yán)重得多。此外，功率放大電路從電源取用的功率較大，為提高電源的利用率，必須盡可能提高功率

21、放大電路的效率。放大電路的效率是指負(fù)載得到的交流信號(hào)功率與直流電源供出功率的比值。2功率放大電路的類(lèi)型甲類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。在工作過(guò)程中，晶體管始終處在導(dǎo)通狀態(tài)。這種電路功率損耗較大，效率較低，最高只能達(dá)到50。乙類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在交流負(fù)載線的截止點(diǎn)，晶體管僅在輸入信號(hào)的半個(gè)周期導(dǎo)通。這種電路功率損耗減到最少，使效率大大提高。甲乙類(lèi)功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間，晶體管有不大的靜態(tài)偏流。其失真情況和效率介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間。1OCL功率放大電路靜態(tài)（ui=0）時(shí)，UB=0、UE=0，偏置電壓為零，V1、V2均處于截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載中沒(méi)有電流，電

22、路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。動(dòng)態(tài)（ui0）時(shí)，在ui的正半周V1導(dǎo)通而V2截止，V1以射極輸出器的形式將正半周信號(hào)輸出給負(fù)載；在ui的負(fù)半周V2導(dǎo)通而V1截止，V2以射極輸出器的形式將負(fù)半周信號(hào)輸出給負(fù)載?？梢?jiàn)在輸入信號(hào)ui的整個(gè)周期內(nèi)，V1、V2兩管輪流交替地工作，互相補(bǔ)充，使負(fù)載獲得完整的信號(hào)波形，故稱互補(bǔ)對(duì)稱電路。由于V1、V2都工作在共集電極接法，輸出電阻極小，可與低阻負(fù)載RL直接匹配。從工作波形可以看到，在波形過(guò)零的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)輸出波形產(chǎn)生了失真，這種失真稱為交越失真。產(chǎn)生交越失真的原因是由于V1、V2發(fā)射結(jié)靜態(tài)偏壓為零，放大電路工作在乙類(lèi)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)ui小于晶體管的發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓時(shí)，兩個(gè)

23、晶體管都截止，在這一區(qū)域內(nèi)輸出電壓為零，使波形失真。為減小交越失真，可給V1、V2發(fā)射結(jié)加適當(dāng)?shù)恼蚱珘海员惝a(chǎn)生一個(gè)不大的靜態(tài)偏流，使V1、V2導(dǎo)通時(shí)間稍微超過(guò)半個(gè)周期，即工作在甲乙類(lèi)狀態(tài)，如圖所示。圖中二極管D1、D2用來(lái)提供偏置電壓。靜態(tài)時(shí)三極管V1、V2雖然都已基本導(dǎo)通，但因它們對(duì)稱，UE仍為零，負(fù)載中仍無(wú)電流流過(guò)。2OTL功率放大電路因電路對(duì)稱，靜態(tài)時(shí)兩個(gè)晶體管發(fā)射極連接點(diǎn)電位為電源電壓的一半，負(fù)載中沒(méi)有電流。動(dòng)態(tài)時(shí)，在ui的正半周V1導(dǎo)通而V2截止，V1以射極輸出器的形式將正半周信號(hào)輸出給負(fù)載，同時(shí)對(duì)電容C充電；在ui的負(fù)半周V2導(dǎo)通而V1截止，電容C通過(guò)V2、RL放電，V2以射極

24、輸出器的形式將負(fù)半周信號(hào)輸出給負(fù)載，電容C在這時(shí)起到負(fù)電源的作用。為了使輸出波形對(duì)稱，必須保持電容C上的電壓基本維持在UCC/2不變，因此C的容量必須足夠大。二、直流電源電路1、整流電路1.1單相半波整流電路Tr：整流變壓器u1，u2：正弦波瞬時(shí)值D：理想二極管u2>0，D導(dǎo)通；uD=0，I取決于外電路；u2<0，D截止；I =0，uD（負(fù)值）取決于外電路。RL：負(fù)載電阻一、工作原理u2>0時(shí)，二極管導(dǎo)通：uo= u2，uD= 0u2<0時(shí)，二極管截止：uo= 0，uD= u2單相橋式整流電路3、倍壓整流在變壓器次級(jí)電壓受到限制不能提高時(shí)，欲獲得較高的整流輸出電壓，可以

25、采用倍壓整流電路。這種電路常用來(lái)提供電壓高、電流小的直流電壓正半周時(shí) C1 被充電，負(fù)半周時(shí) C2 被充電，若 C1 容量足夠大，則C2 上的電壓可接近為增加倍壓效果，所選電容應(yīng)隨負(fù)載電流的增大而增大二、工作原理u2正半周時(shí)：u2>0，D1，D3通，D2，D4止；uo=u2u2負(fù)半周時(shí)：u2<0， D2，D4通， D1，D3止；uo=-u2電源濾波電路整流電路: 將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。單相半波整流（半波整流）單相橋式整流（全波整流）濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)檩^平滑的直流電壓u4。1、電容濾波電路初始時(shí)刻uC=0uo= uC0<t<T/4：u&g

26、t;uC：C充電，uo按正弦變化T/4<t<t1：uC按指數(shù)規(guī)律下降，u按正弦規(guī)律下降u>uC：uo按正弦規(guī)律變化t1<t<t2：u<uC：D截止，uo按指數(shù)規(guī)律變化。工作原理（ v2 為正半周，且 v2 > vC 時(shí)，VD1、VD3 管導(dǎo)通， v2 向 C 充電。 直到 v2 < vC 時(shí)，VD1、VD3 管截止，C 上電壓通過(guò)負(fù)載放電。 同理， v2 負(fù)半周 -v2 > vC 時(shí)，VD2、VD4 管導(dǎo)通， v2 向 C 充電。 直到 -v2 < vC 時(shí)，VD2、VD4 管截止，C 上電壓通過(guò)負(fù)載放電。 如此不斷地充放電，維持著輸

27、出電壓的鋸齒狀波動(dòng)。）2電感濾波電路在整流電路的輸出端接上一個(gè)電感，利用其限制電流變化的特點(diǎn)，能使通過(guò)整流管的電流平滑。電感濾波適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。3復(fù)合濾波電路電感與電容組成 LC 濾波器，可進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度。（2）RC 濾波器由于電感體積大，在輸出電流不很大的場(chǎng)合，常用電阻代替電感，組成 RC- p 形濾波器。C事先未充電0 T/4，u2>uo，D1、D3通，C充電 T/4 t1，uo正弦規(guī)律C放電，指數(shù)規(guī)律，快！u2正弦規(guī)律，慢！u2>uo，D1、D3仍導(dǎo)通uo仍為正弦規(guī)律t1 t2，C放電， uo指數(shù)規(guī)律復(fù)式濾波器是由電容、電感和電阻組成的平滑濾波器，常見(jiàn)

28、的有四種形式RC濾波器優(yōu)點(diǎn)：體積較小，重量較低，價(jià)廉。缺點(diǎn)：電流流過(guò)電阻時(shí)要損失一部分能量，有一定的電壓降LC濾波器由于電感的銅損電阻較小，電壓損失較?。坏姼械捏w積大，笨重復(fù)式濾波器的原理：和負(fù)載并聯(lián)的支路對(duì)交流紋波呈現(xiàn)的阻抗比負(fù)載電阻小，故紋波電流大部分被其分流；而和負(fù)載串聯(lián)的支路對(duì)交流紋波呈現(xiàn)的阻抗比負(fù)載及其相并聯(lián)的電抗的總阻抗大，紋波電壓大部分被降在串聯(lián)元件上4、穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理：三、振蕩電路不需要外加信號(hào)就能自動(dòng)地把直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定振幅和一定頻率的交流信號(hào)的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。這種現(xiàn)象也叫做自激振蕩?；蛘哒f(shuō)，能夠產(chǎn)生交流信號(hào)的電路就叫做振蕩電路。一個(gè)振蕩器必須包括三部分

29、：放大器、正反饋電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。放大器能對(duì)振蕩器輸入端所加的輸入信號(hào)予以放大使輸出信號(hào)保持恒定的數(shù)值。正反饋電路保證向振蕩器輸入端提供的反饋信號(hào)是相位相同的，只有這樣才能使振蕩維持下去。選頻網(wǎng)絡(luò)則只允許某個(gè)特定頻率 f 0 能通過(guò)，使振蕩器產(chǎn)生單一頻率的輸出。振蕩器能不能振蕩起來(lái)并維持穩(wěn)定的輸出是由以下兩個(gè)條件決定的；一個(gè)是反饋電壓 u f 和輸入電壓 U i 要相等，這是振幅平衡條件。二是 u f 和 u i 必須相位相同，這是相位平衡條件，也就是說(shuō)必須保證是正反饋。一般情況下，振幅平衡條件往往容易做到，所以在判斷一個(gè)振蕩電路能否振蕩，主要是看它的相位平衡條件是否成立。振蕩器按振蕩頻率的高低

30、可分成超低頻（ 20 赫以下）、低頻（ 20 赫 200 千赫）、高頻（ 200 千赫 30 兆赫）和超高頻（ 10 兆赫 350 兆赫）等幾種。按振蕩波形可分成正弦波振蕩和非正弦波振蕩兩類(lèi)。正弦波振蕩器按照選頻網(wǎng)絡(luò)所用的元件可以分成 LC 振蕩器、 RC 振蕩器和石英晶體振蕩器三種。石英晶體振蕩器有很高的頻率穩(wěn)定度，只在要求很高的場(chǎng)合使用。在一般家用電器中，大量使用著各種 L C 振蕩器和 RC 振蕩器。自激式正弦波振蕩電路與反饋放大器的異同 1.相同點(diǎn)：均引入反饋。2.不同點(diǎn)：（1）自激式正弦波振蕩電路用來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號(hào)；反饋放大電路用來(lái)放大信號(hào)，工作任務(wù)不同。（2）自激式正弦波振蕩電

31、路沒(méi)有外部信號(hào)輸入；反饋放大電路有待放大的信號(hào)輸入。（3）正弦波振蕩電路中引入的是正反饋；反饋放大電路中一般引入負(fù)反饋，以改善性能。（4）正弦波振蕩電路的振蕩也不同于負(fù)反饋放大電路的自激振蕩。前者是依靠外部接入的正反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生振蕩；后者是放大電路的附加相移使負(fù)反饋?zhàn)兂烧答伓a(chǎn)生振蕩 2、自激式振蕩電路的組成及產(chǎn)生和穩(wěn)定振幅的條件 1. 放大環(huán)節(jié) ：放大電路 2. 正反饋網(wǎng)絡(luò)：供給維持振蕩的能量 ， 必需滿足下列條件： （1）振幅平衡條件：AF1（2）相位平衡條件：AB2n（n=1、2、3.） 3. 穩(wěn)幅環(huán)節(jié)： 產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào)輸出 ， 條件；4. 選頻網(wǎng)絡(luò)：選出振蕩器產(chǎn)生維持振蕩所需要的信號(hào)頻率。6.2 LC振蕩電路 1電路的組成 2振蕩條件（1）相位平衡條件：為滿足相位平衡條件，變壓器的初、次級(jí)之間同名端必須正確連接。如圖6.1所示，設(shè)某一瞬間基極對(duì)地信號(hào)電壓為正極性“”，由于共射電路的倒相作用，集電極的瞬時(shí)極性“”，即A180°。電當(dāng)頻率 0時(shí)：LC回路的諧振阻抗是純電阻性，由圖中L1及L2的同名端可知，反饋信號(hào)與輸出電壓極性相反，即。于是AB360°，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位條件。當(dāng)