模擬電路課件：第1章 導(dǎo)言

1、模 擬 電 路教材：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 李霞 主編參考書：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 楊素行 主編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：模擬電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 胡媛媛、劉淑萍 主編第 1 章 導(dǎo)言1.2模擬電子系統(tǒng)1.3放大器的基本概念1.1電子系統(tǒng)1.1電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)：由電子器件組成并完成一定功能的電路。電子系統(tǒng)的用途：產(chǎn)生信號(hào)、傳輸信號(hào)、處理信號(hào)。電子器件的發(fā)展：電子管晶體管集成電路第一個(gè)真空三極管1906年第一個(gè)晶體三極管1947年第一個(gè)集成電路1958年電源：為電子器件提供直流電源。1.1.1 電子系統(tǒng)的組成電子系統(tǒng)由多個(gè)功能模塊組成，主要的功能模塊有：信號(hào)源：產(chǎn)生各種波形和頻率的信號(hào)。放大器：將信號(hào)進(jìn)行放大。濾波器

2、：濾掉不需要的信號(hào)和噪聲，提取有用信號(hào)。數(shù)字邏輯電路：處理數(shù)字信號(hào)。整形電路：對(duì)信號(hào)波形進(jìn)行轉(zhuǎn)換或修復(fù)。數(shù)字存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換器：模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換。運(yùn)算電路：對(duì)信號(hào)進(jìn)行加、減、微分、積分等運(yùn)算。比較電路：對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較。例：普通調(diào)幅收音機(jī)的組成1.1.2 電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：例：爐溫控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)：1.1.3 電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)軟件常用的兩個(gè)EDA軟件1. PSPICE2. Multisim EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件是電子工程師的得力助手，是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)應(yīng)掌握的工具。電路仿真是EDA軟件的重要應(yīng)用之一。Multisim 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)：反相比

3、例放大器例1：1.2.1模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)1.2模擬電子系統(tǒng)模擬信號(hào)：隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量所表示的信號(hào)。例如：語(yǔ)音信號(hào)、電機(jī)的運(yùn)行速度、正弦電壓源的輸出電壓等。數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上是離散的、數(shù)值上是不連續(xù)的信號(hào)。例如：控制交通紅綠燈轉(zhuǎn)換的信號(hào)、數(shù)字計(jì)算機(jī)中處理的二進(jìn)制信號(hào)等。例： 模擬信號(hào)通過(guò)采樣和量化可轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（A/D轉(zhuǎn)換） 數(shù)字信號(hào) 通過(guò)重構(gòu)可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) （D/A轉(zhuǎn)換）例：1.2.2模擬電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)分為：模擬電子系統(tǒng)：處理模擬信號(hào)的電子線路。數(shù)字電子系統(tǒng)：處理數(shù)字信號(hào)的電子線路。數(shù)?；旌闲碗娮酉到y(tǒng)：電路中既有數(shù)字信號(hào)，也有模擬信號(hào)。電路中既有數(shù)字信號(hào)，也有模擬信號(hào)。典型的模擬

4、電子系統(tǒng)框圖：例：擴(kuò)音器1.3放大器的基本概念 1.3.1 放大的概念 1.3.2 放大器的主要性能指標(biāo) 1.3.3 放大器的分類和電路模型 1.3.4 放大器的頻率響應(yīng)1.3.1放大的概念 放大電路將輸入端的微弱電信號(hào)放大，使輸出端獲得較大的電壓或電流信號(hào)，可以有較大的信號(hào)功率輸出。 輸出信號(hào)增加的功率由放大器的直流電源提供，放大的實(shí)質(zhì)是小能量對(duì)大能量的控制，是能量的轉(zhuǎn)換。例：擴(kuò)音器例：1.3.2放大器的主要性能指標(biāo)放大器主要性能指標(biāo)：(1)增益（放大倍數(shù)）(2)輸入電阻Ri(3)輸出電阻Ro(4)通頻帶(5)最大輸出幅度(6)非線性失真系數(shù)(7)最大輸出功率與效率放大器的基本要求：（1）較

5、強(qiáng)的放大能力（2）失真盡可能小（3）工作穩(wěn)定可靠，噪聲小1. 增益電壓增益：ui輸入電壓， uo輸出電壓電流增益：ii輸入電流， io輸出電流功率增益：Pi輸入功率， Po輸出功率在輸出信號(hào)不失真的條件下，定義各種增益如下。2. 輸入電阻3. 輸出電阻 若給出放大電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，可用電路分析方法計(jì)算出以上各性能指標(biāo)（這是本課程的主要內(nèi)容）；這些指標(biāo)也可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意，電路應(yīng)正常工作在放大狀態(tài)，且輸出信號(hào)沒(méi)有失真。1.3.3放大器的分類和電路模型根據(jù)信號(hào)頻率分： 直流放大器 交流放大器 低頻放大器 高頻放大器根據(jù)器件分： 分立元件放大器 晶體管放大電路 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 集成放

6、大器根據(jù)用途分： 電壓放大器 電流放大器 互導(dǎo)放大器 互阻放大器下面重點(diǎn)介紹負(fù)載效應(yīng)：負(fù)載對(duì)電源輸出量的影響為負(fù)載效應(yīng)。若RSRL，則電源輸出電流io受負(fù)載的影響很小。對(duì)電壓源來(lái)說(shuō)，內(nèi)阻RS越小，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。對(duì)電流源來(lái)說(shuō)，內(nèi)阻RS越大，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。 在輸入端，放大電路可看作是信號(hào)源的負(fù)載，希望它對(duì)信號(hào)源的負(fù)載效應(yīng)盡量小。在輸出端，放大電路可看作是負(fù)載的信號(hào)源，希望其輸出量受負(fù)載的影響盡量小，帶負(fù)載的能力強(qiáng)。1. 電壓放大器特點(diǎn)： 輸入電阻很大（與信號(hào)源內(nèi)阻相比）。 輸出電阻很小（與負(fù)載電阻相比） ，輸出端近似于理想 的受控電壓源。理想情況：輸入阻抗無(wú)窮大，輸出阻抗為零。Auoui常用的

7、電路模型：開路電壓增益：可求得：Auoui2. 電流放大器常用的電路模型：特點(diǎn)： 輸入電阻很?。ㄅc信號(hào)源內(nèi)阻相比）。 輸出電阻很大（與負(fù)載電阻相比） ，輸出端近似于理想 的受控電流源。理想情況：輸入阻抗為零，輸出阻抗無(wú)窮大。短路電流增益：3. 互導(dǎo)放大器特點(diǎn)： 輸入電阻很大（與信號(hào)源內(nèi)阻相比）。 輸出電阻很大（與負(fù)載電阻相比） ，輸出端近似于理想 的受控電流源。理想情況：輸入阻抗為無(wú)窮大，輸出阻抗無(wú)窮大。短路互導(dǎo)增益：常用的電路模型：4. 互阻放大器常用的電路模型：特點(diǎn)： 輸入電阻很?。ㄅc信號(hào)源內(nèi)阻相比）。 輸出電阻很?。ㄅc負(fù)載電阻相比） ，輸出端近似于理想 的受控電壓源。理想情況：輸入阻抗為

8、零，輸出阻抗為零。開路互阻增益：例：已知圖示電路中的放大器正常工作在放大狀態(tài)，RL為1k。測(cè)得Auoui求（1）Ri， Ro ，Auo；（2）短路電流增益Aisc 。解：由于放大電路中存在電抗元件，晶體管存在極間電容，因此在正弦信號(hào)作用下，放大電路輸出變量的幅值和相位與輸入信號(hào)的頻率有關(guān)，稱為放大器的頻率響應(yīng)或頻率特性。例如，放大器的電壓增益函數(shù)： 電路頻率特性函數(shù)定義為：1.3.4放大器的頻率響應(yīng)例：典型單管共射放大電路的幅頻特性和相頻特性O(shè)fflfhBWAum0.707Aum- 90-180-270f0fh ：高頻截止頻率（上限頻率）fl：低頻截止頻率（下限頻率）BW ：通頻帶非線性失真：由放大器件的非線性特性而產(chǎn)生的輸出信號(hào)失真。頻率失真：由于放大電路的通頻帶不夠?qū)挘?/p>