模擬電子電路課件

1、1模擬電子電路模擬電子電路崔海霞Telmail:無線電教研室：理8棟3112 模擬電子技術(shù)是電類和自動化類各專業(yè)的一門模擬電子技術(shù)是電類和自動化類各專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課，是一門入門性質(zhì)的課程，技術(shù)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課，是一門入門性質(zhì)的課程，應(yīng)用性的課程，為以后學習測試技術(shù)、傳感器、自應(yīng)用性的課程，為以后學習測試技術(shù)、傳感器、自動控制打基礎(chǔ)，為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)，為動控制打基礎(chǔ)，為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)，為大家進一步深造打基礎(chǔ)。共分模擬電子技術(shù)和數(shù)字大家進一步深造打基礎(chǔ)。共分模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩門課，這兩門課也是電類專業(yè)考研的課電子技術(shù)兩門課，

2、這兩門課也是電類專業(yè)考研的課程，基于以上原因，大家應(yīng)重視這門課。程，基于以上原因，大家應(yīng)重視這門課。34 本課程與前修課程的聯(lián)系不是很緊密，只需要有本課程與前修課程的聯(lián)系不是很緊密，只需要有普通普通物理物理和和電路分析電路分析基礎(chǔ)這兩門課的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)這兩門課的基礎(chǔ)。普通物理普通物理-電子的能帶結(jié)構(gòu)電子的能帶結(jié)構(gòu)電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)-基爾霍夫電壓電流定理（即基爾霍夫電壓電流定理（即KCL，KVL），戴維南等效定理，諾頓等效定理，疊加原理），戴維南等效定理，諾頓等效定理，疊加原理 可以說是一門全新的課程，大家起點一樣，只要可以說是一門全新的課程，大家起點一樣，只要肯下功夫，一定能學好?？舷鹿Ψ?/p>

3、，一定能學好。5 概括起來為概括起來為3個基本：基本理論、基本概念、基本分析方法個基本：基本理論、基本概念、基本分析方法具體來講要搞清楚以下幾點：具體來講要搞清楚以下幾點：（1）掌握電子器件的特性、主要參數(shù)和選用；）掌握電子器件的特性、主要參數(shù)和選用；（2）熟練掌握單元電路的工作原理、組成、分析方法：計算）熟練掌握單元電路的工作原理、組成、分析方法：計算機、示波器較復(fù)雜，收音機較簡單，但它們都是由基本單元電機、示波器較復(fù)雜，收音機較簡單，但它們都是由基本單元電路組成的，因此要學習單元電路的組成、原理和分析；路組成的，因此要學習單元電路的組成、原理和分析；（3）掌握各種電路的應(yīng)用；）掌握各種電路

4、的應(yīng)用；（4）了解新器件、新技術(shù)。）了解新器件、新技術(shù)。6 （1）重視課堂教學環(huán)節(jié)、課后及時復(fù)習和做作業(yè)；）重視課堂教學環(huán)節(jié)、課后及時復(fù)習和做作業(yè)；（2）善于歸納總結(jié)，比如講一個電路要搞清楚以下）善于歸納總結(jié)，比如講一個電路要搞清楚以下三點：三點：為什么要講這個電路、分析方法、結(jié)論、利用為什么要講這個電路、分析方法、結(jié)論、利用這個結(jié)論能解決什么實際問題。這個結(jié)論能解決什么實際問題。（3）勤學好問。）勤學好問。7 （1）模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，童詩白，華成英主編，清）模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，童詩白，華成英主編，清華大學電子學教學組編，北京：高等教育出版社；華大學電子學教學組編，北京：高等教育出版社；（2）模

5、擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，周淑閣主編，北京：高等）模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，周淑閣主編，北京：高等教育出版社；教育出版社；（3）電子技術(shù)基礎(chǔ)，康華光，華中科技大學電子技）電子技術(shù)基礎(chǔ)，康華光，華中科技大學電子技術(shù)課程組編，北京：高等教育出版社。術(shù)課程組編，北京：高等教育出版社。8應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域：9電子技術(shù)就是研究電子器件、電子電路及其電子技術(shù)就是研究電子器件、電子電路及其應(yīng)用的科學技術(shù)。電子技術(shù)和電子學是與電應(yīng)用的科學技術(shù)。電子技術(shù)和電子學是與電子有關(guān)的理論和技術(shù)。子有關(guān)的理論和技術(shù)。電子器件電子器件就是我們平時聽到的二極管、三就是我們平時聽到的二極管、三極管、集成塊等。極管、集成塊等。電子技術(shù)的概念10電

6、子技術(shù)的概念11電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)12 由若干相互聯(lián)結(jié)，相互作用的基本電路組成的，具由若干相互聯(lián)結(jié)，相互作用的基本電路組成的，具有特定功能的電路整體，稱為有特定功能的電路整體，稱為電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)（Electronic System）。電子系統(tǒng)電子系統(tǒng) 由于大規(guī)模集成電路和模擬數(shù)字混合集成電路的由于大規(guī)模集成電路和模擬數(shù)字混合集成電路的大量出現(xiàn)，在單個芯片上可能集成許多種不同類型的大量出現(xiàn)，在單個芯片上可能集成許多種不同類型的電路，從而自成一個系統(tǒng)。電路，從而自成一個系統(tǒng)。（SoC, System On Chip）13電子電路電子電路電子電路是指含有晶體管、場效電子電路是指含有晶體管、場效應(yīng)管等

7、電子器件，并且能實現(xiàn)某個特定功能應(yīng)管等電子器件，并且能實現(xiàn)某個特定功能的電路。的電路。電子技術(shù)的概念141.1 信號信號1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號1.2 信號的頻譜信號的頻譜1.4 放大電路模型放大電路模型1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標151. 信號：信號： 信息的載體信息的載體 1.1 信號信號溫度波動曲線溫度波動曲線T/2 200.52 200.02 199.501080706050403020t/s162. 電信號源的電路表達形式電信號源的電路表達形式 1.1 信號信號戴戴維維寧寧諾諾頓頓SSSRVI 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RS+ +-VS電壓源

8、等效電壓源等效電路電路電流源等效電流源等效電路電路電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RSIS171. 電信號的時域與頻域表示電信號的時域與頻域表示A A. 正弦信號正弦信號)sin()(0mtVt v00022fT 1.2 信號的頻譜信號的頻譜例題：例題：1.2.11.2.1時域時域O tVmVm fT = =OVm 頻域頻域181. 電信號的時域與頻域表示電信號的時域與頻域表示B B. 方波信號方波信號)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtv T 20 頻域頻域O2Vs VsVs 2Vs 2Vs 滿足狄利克雷條件，展開成滿足狄利克雷條件，展開成傅里葉級數(shù)傅里葉級數(shù)2SV直流分量直流

9、分量其中其中 SV2基波分量基波分量312 SV三次諧波分量三次諧波分量頻譜：將一個信號分解為正弦信頻譜：將一個信號分解為正弦信號的集合，得到其正弦信號幅值號的集合，得到其正弦信號幅值隨角頻率變化的分布，稱為該信隨角頻率變化的分布，稱為該信號的頻譜。號的頻譜。時域時域O 0T = t Vs 1.2 信號的頻譜信號的頻譜192. 信號的頻譜信號的頻譜B B. 方波信號方波信號)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtv頻譜：將一個信號分解為正弦信號的集合，得到其正弦信號幅值和相位頻譜：將一個信號分解為正弦信號的集合，得到其正弦信號幅值和相位隨角頻率變化的分布，稱為該信號的

10、頻譜。隨角頻率變化的分布，稱為該信號的頻譜。 1.2 信號的頻譜信號的頻譜幅度譜幅度譜相位譜相位譜例題：例題：1.2.21.2.220 非周期信號包含了所有可能的非周期信號包含了所有可能的頻率成分（頻率成分（0 ）C C. 非周期信號非周期信號傅里葉變換：傅里葉變換： 通過快速傅里葉變換（通過快速傅里葉變換（FFT）可迅速求出非周期信號的頻譜函可迅速求出非周期信號的頻譜函數(shù)。數(shù)。離散頻率函數(shù)離散頻率函數(shù)周期信號周期信號連續(xù)頻率函數(shù)連續(xù)頻率函數(shù)非周期信號非周期信號氣溫波形氣溫波形 氣溫波形的頻譜函數(shù)（示意圖）氣溫波形的頻譜函數(shù)（示意圖） 1.2 信號的頻譜信號的頻譜21 1.3 模擬信號和數(shù)字信

11、號模擬信號和數(shù)字信號信號變量的取值方式：連續(xù)、離散信號變量的取值方式：連續(xù)、離散信號幅度的取值方式：連續(xù)、離散信號幅度的取值方式：連續(xù)、離散22 1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。模擬信號：在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。數(shù)字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。 1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。23 1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號24模擬電子技術(shù)也叫電子線路，按工作頻率，模擬模擬電子技術(shù)也叫電子線路，按工作頻率

12、，模擬電子技術(shù)可分為：電子技術(shù)可分為：低頻電子線路、高頻電子線路低頻電子線路、高頻電子線路 1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號2526 1.4 放大電路模型放大電路模型電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電壓增益（電壓放大倍數(shù)）iovvv A電流增益電流增益ioiiAi 互阻增益互阻增益)(io iArv互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益)S(ioviAg 1. 放大電路的符號及模擬信號放大放大電路的符號及模擬信號放大27 放大電路是一個雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大放大電路是一個雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路，可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。電路，可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。Rs放大電路

13、放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL信號源信號源負載負載F 輸入端口特性可以等效為一個輸入電阻輸入端口特性可以等效為一個輸入電阻F 輸出端口可以根據(jù)不同情況等效成不同的電路形式輸出端口可以根據(jù)不同情況等效成不同的電路形式 1.4 放大電路模型放大電路模型28負載開路時的負載開路時的 電壓增益電壓增益A. 電壓放大模型電壓放大模型ovAiR輸入電阻輸入電阻oR輸出電阻輸出電阻由輸出回路得由輸出回路得LoLiooRRRA vvv則電壓增益為則電壓增益為iovvv ALoLoRRRA v由此可見由此可見 LR vA即負載的大小會影響增益的大小即負載的大小會影響增益的大小要想減小負載的影響，則希望要

14、想減小負載的影響，則希望？ （考慮改變放大電路的參數(shù)）（考慮改變放大電路的參數(shù)）LoRR 理想情況理想情況0o R2. 放大電路模型放大電路模型 1.4 放大電路模型放大電路模型 1.4 放大電路模型放大電路模型29 另一方面，考慮到另一方面，考慮到輸入回路對信號源的輸入回路對信號源的衰減衰減siRR 理想情況理想情況有有sisiivvRRR 要想減小衰減，則希望要想減小衰減，則希望？ iR 1.4 放大電路模型放大電路模型A. 電壓放大模型電壓放大模型30負載短路時的負載短路時的 電流增益電流增益B. 電流放大模型電流放大模型s iA由輸出回路得由輸出回路得LooisoRRRiAii 則電流

15、增益為則電流增益為ioiiAi LoosRRRAi 由此可見由此可見 LR iA要想減小負載的影響，則希望要想減小負載的影響，則希望？LoRR 理想情況理想情況 oR由輸入回路得由輸入回路得isssiRRRii 要想減小對信號源的衰減，則希望要想減小對信號源的衰減，則希望？siRR 理想情況理想情況0i R 1.4 放大電路模型放大電路模型31C. 互阻放大模型（自學）互阻放大模型（自學）輸入輸出回路沒有公共端輸入輸出回路沒有公共端D. 互導(dǎo)放大模型（自學）互導(dǎo)放大模型（自學）E. 隔離放大電路模型隔離放大電路模型 1.4 放大電路模型放大電路模型例題：例題：1.4.1（1）32 1.5 放大

16、電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標1. 輸入電阻輸入電阻ttiiRv 33 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標2. 輸出電阻輸出電阻 Ls,0ttoRvviR注意：輸入、輸出電阻為交流電阻注意：輸入、輸出電阻為交流電阻34 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標3. 增益增益 反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力。轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力。其中其中(dB)lg20vA 電電壓壓增增益益四種增益四種增益iovvv AioiiAi ioiArv ioviAg iAA 、v常用分貝（常用

17、分貝（dBdB）表示。）表示。(dB)lg20iA 電電流流增增益益(dB)lg10PA 功功率率增增益益 “ “甲放大電路的電壓增益為甲放大電路的電壓增益為-20-20倍倍”和和“乙放大電路的電壓增益乙放大電路的電壓增益為為-20dB”-20dB”，問哪個電路的增益大？，問哪個電路的增益大？35 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標4. 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)A.A.頻率響應(yīng)及帶寬頻率響應(yīng)及帶寬 電壓增益可表示為電壓增益可表示為)j ()j ()j (io VVAv 在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱

18、為放大電路的頻率響應(yīng)。響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。)()()j ()j (ioio VV或?qū)憺榛驅(qū)憺?()( vvAA其中其中稱稱為為幅幅頻頻響響應(yīng)應(yīng) )j ()j ()(io VVAv稱稱為為相相頻頻響響應(yīng)應(yīng) io)()()( 36該圖稱為波特圖該圖稱為波特圖縱軸：縱軸：dBdB橫軸：對數(shù)坐標橫軸：對數(shù)坐標 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標4. 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)A.A.頻率響應(yīng)及帶寬頻率響應(yīng)及帶寬 其中其中上上限限頻頻率率Hf普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)下下限限頻頻率率Lf稱稱為為帶帶寬寬LHffBW HLH fBWff 時，時，當當37 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標4. 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)B.B.頻率失真（線性失真）頻率失真（線性失真）幅度失真：幅度失真： 對不同頻率的信號增對不同頻率的信號增益不同產(chǎn)生的失真。益不同產(chǎn)生的失真。384. 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)B.B.頻率失真（線性失真）頻率失真（線性失真）幅度失真：幅度失真： 對不同頻率的信號增對不同頻率的信號增益不同產(chǎn)生的失真。益不