南理工模電課件3-2

1、主要內(nèi)容鏈接主要內(nèi)容鏈接F 3.2 放大電路的基本知識放大電路的基本知識 1. 放大電路的表示方法放大電路的表示方法 2. 放大電路的分類及模型放大電路的分類及模型 3. 放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo)3.2 放大電路的基本知識放大電路的基本知識（教材（教材1.2節(jié)內(nèi)容）節(jié)內(nèi)容）放大電路主要用于放大微弱信號，使輸出電放大電路主要用于放大微弱信號，使輸出電壓或電流在幅度上得到放大，輸出信號的能壓或電流在幅度上得到放大，輸出信號的能量得到加強。量得到加強。1. 放大電路的表示方法放大電路的表示方法輸入電流輸入電流輸入電壓輸入電壓: :iiIV信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻信號源電壓信號源電壓:

2、 :ssRV輸出電流輸出電流輸出電壓輸出電壓: :ooIV負(fù)載電阻負(fù)載電阻:LR正弦信號的相量表示正弦信號的相量表示2. 放大電路的分類及模型放大電路的分類及模型(1) 分類分類v 電壓放大電路電壓放大電路v 電流放大電路電流放大電路v 互阻放大電路互阻放大電路v 互導(dǎo)放大電路互導(dǎo)放大電路電壓增益 VioVAVVA 電流增益 IioIAIIA )( 互阻增益RioRAIVA)S( 互導(dǎo)增益 GioGAVIA(2) 模型模型放大電路輸出電阻放大電路輸出電阻放大電路輸入電阻放大電路輸入電阻: :oiRR(a) 電壓放大電路模型電壓放大電路模型時的電壓增益時的電壓增益是放大電路在負(fù)載開路是放大電路在

3、負(fù)載開路電壓，電壓，出出電路在負(fù)載開路時的輸電路在負(fù)載開路時的輸受控電壓源，表示放大受控電壓源，表示放大VOiVOAVA :VOiiVOioVAVVAVVA 負(fù)載開路時：負(fù)載開路時：oLLiVOoRRRVAV 要求放大電路要求放大電路Ri大、大、 Ro小，適用于信號源小，適用于信號源內(nèi)阻內(nèi)阻Rs小、負(fù)載電阻小、負(fù)載電阻RL大的場合大的場合oLLsiisVORRRRRRVA 時的電流增益輸出短路受控電流源信號電流源)0(: : LISiISsRAIAI較小的場合電阻較大而負(fù)載號源內(nèi)阻電流放大電路適用于信理想情況下理想情況下要求LsisioLooLosissISoLoiISoRRRRRRRRRRR

4、RRRIARRRIAI)0( )( : (b) 電流放大電路模型電流放大電路模型時的互阻增益輸出開路受控電壓源)(: LROiRORAIA均較大的場合和負(fù)載電阻號源內(nèi)阻互阻放大電路適用于信理想情況下理想情況下要求LsisioLooLLsissISoLLiROoRRRRRRRRRRRRRRIARRRIAV)0( )0( : (c) 互阻放大電路模型互阻放大電路模型時的互導(dǎo)增益輸出短路受控電流源)0(: LGSiGSRAVA均較小的場合和負(fù)載電阻號源內(nèi)阻互導(dǎo)放大電路適用于信理想情況下理想情況下要求LsisioLooLosiisISoLoiGSoRRRRRRRRRRRRRRVARRRVAI)( )(

5、 : (d) 互導(dǎo)放大電路模型互導(dǎo)放大電路模型(3) 總結(jié)總結(jié)各種放大電路對各種放大電路對Rs、 Ri、 Ro、 RL的要求的要求 類型類型參數(shù)參數(shù) 電壓電壓放大放大電流電流放大放大互阻互阻放大放大互導(dǎo)互導(dǎo)放大放大Rs小小大大大大小小Ri大大小小小小大大Ro小小大大小小大大RL大大小小大大小小(4) 模型間的相互轉(zhuǎn)換模型間的相互轉(zhuǎn)換ioISVOiioISoiISiiiiiiRRAAVRRARIARVIRIV oGSVOiROVORAARAA 3. 放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo) 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻 增益增益 頻率響應(yīng)及帶寬頻率響應(yīng)及帶寬 非線性失真非線性失真注意：

6、注意：輸入電阻、輸出電輸入電阻、輸出電阻、增益通常都是阻、增益通常都是在正弦輸入信號下在正弦輸入信號下的交流參數(shù)，只有的交流參數(shù)，只有在放大電路處于放在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意真的條件下才有意義。義。例例 題題 1)1 . 2 . 1 24(1255頁，數(shù)。算成，并分別換、功率增益、電流增益路的電壓增益。試計算該放大電峰值為測量到正弦電壓信號峰電阻負(fù)載，輸出端接和的峰峰值分別為和電壓量到輸入正弦信號電流在某放大電路輸入端測dBAAAVKmVAPIV dBdBmVVAV46)200lg(2020051 dBdBAkVAI40)100lg(2010052/1

7、dBdBAP43)102lg(1010210020044 輸輸 入入 電電 阻阻輸入電阻是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的交輸入電阻是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。流等效電阻。iiiIVR 輸入電阻的測試輸入電阻的測試。算出根據(jù)，測量出輸入電流外加一交流測試電壓在放大電路的輸入端測試輸入電阻時，可以iTTiTTRIVRIV 返回返回輸輸 出出 電電 阻阻輸出電阻是放大電路在輸出電阻是放大電路在斷開負(fù)載斷開負(fù)載后，從輸出端看進(jìn)后，從輸出端看進(jìn)去的等效交流電阻。去的等效交流電阻。負(fù)載開路輸出電壓負(fù)載開路輸出電壓輸出電阻的測試方法輸出電阻的測試方法1oosooosoRIVRIV算出，根據(jù)端短接，

8、測試短路電流；再使輸出輸出電壓斷開負(fù)載，測試電路的 輸出電阻的測試方法輸出電阻的測試方法2oLooooLoRRVVRVRV算出，根據(jù)測試電路的輸出電壓，；再接上負(fù)載輸出電壓斷開負(fù)載，測試電路的 1oLoLoVRRRV LoooRVVR 1輸出電阻的測試方法輸出電阻的測試方法3oTToTTsssRIVRIVRIV計算出，根據(jù)出端的電流，測試輸一交流測試信號輸出端斷開負(fù)載，外加，在，但保留信號源內(nèi)阻或令信號源 )0(0返回返回增增 益益GRIVAAAA : : : :互導(dǎo)增益互阻增益電流增益電壓增益)( : lg20 lg20分貝電流增益電壓增益decibeldBdBAdBAIV dBAP lg1

9、0 功率增益返回返回iiLoiioopRVRVIVIVA/lg10lg10lg1022 頻率響應(yīng)基本概念頻率響應(yīng)基本概念aVioVAVVA 放大電路中的二極管、三極管等器件具有電容效應(yīng)，放大電路中的二極管、三極管等器件具有電容效應(yīng)，放大電路中具有耦合電容以及分布電容和電感，因此放大電路中具有耦合電容以及分布電容和電感，因此放大電路的輸出信號會隨輸入信號的頻率而改變。放大電路的輸出信號會隨輸入信號的頻率而改變。放大電路的頻率響應(yīng)指的是，在輸入正弦信號情況放大電路的頻率響應(yīng)指的是，在輸入正弦信號情況下，輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。下，輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。具體的說，具體的說，放大電路的增

10、益和輸入信號頻率之間的放大電路的增益和輸入信號頻率之間的函數(shù)關(guān)系稱為該電路的函數(shù)關(guān)系稱為該電路的“頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)”或或“頻率特頻率特性性”。信號的角頻率:)()()()( fVVAioV頻率響應(yīng)基本概念頻率響應(yīng)基本概念A(yù)v( )： 表示電壓增益的模和信號角頻率之間表示電壓增益的模和信號角頻率之間的關(guān)系，稱為的關(guān)系，稱為幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)。 ( )： 表示輸出信號與輸入信號的相位差和表示輸出信號與輸入信號的相位差和信號角頻率之間的關(guān)系，稱為信號角頻率之間的關(guān)系，稱為相頻響相頻響應(yīng)應(yīng)。幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)合稱幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)合稱頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)。)( )()( VVAA 幅頻和相頻響應(yīng)示意圖幅頻和

11、相頻響應(yīng)示意圖幅頻響幅頻響應(yīng)曲線應(yīng)曲線相頻響相頻響應(yīng)曲線應(yīng)曲線(1) 幅頻響應(yīng)的基本參數(shù)幅頻響應(yīng)的基本參數(shù)坐標(biāo)坐標(biāo)對數(shù)對數(shù)波波特特圖圖中頻區(qū)中頻區(qū)半功率點半功率點Hf上限頻率上限頻率Lf下限頻率下限頻率LHffBW dBAAVxV3lg20lg20max dBVVVVAAioxioVxV3lg20lg20maxmax 241. 1max oxoVV222max LoxLoRVRV由于放大電路由于放大電路對不同頻率輸對不同頻率輸入信號的幅頻入信號的幅頻響應(yīng)不一樣而響應(yīng)不一樣而導(dǎo)致輸出信號導(dǎo)致輸出信號波形產(chǎn)生的失波形產(chǎn)生的失真，稱為真，稱為幅度幅度失真失真。(2) 幅度失真幅度失真由于放大電路對不同頻由于放大電路對不同頻率輸入信號的相頻響應(yīng)率輸入信號的相頻響應(yīng)不一樣而導(dǎo)致輸出信號不一樣而導(dǎo)致輸出信號波形產(chǎn)生的失真，稱為波形產(chǎn)生的失真，稱為相位失真相位失真。(3) 相位失真相位失真幅度失真和相位失真幅度失真和相位失真總稱為總稱為頻率失真頻率失真，屬，屬于于線性失真線性失真。返回返回非線性失真非線性失真 )()(如如