工程師應(yīng)該掌握的20個模擬電路(詳細(xì)分析與參考答案)

1、橋式整流電路伏安特性曲線；和理想開關(guān)模型和恒壓降模型：理想模型指的是在二極管正向偏置時，其管壓降為0,而當(dāng)其反向偏置時，認(rèn)為它 的電阻為無窮大，電流為零.就是截止。恒壓降模型是說當(dāng)二極管導(dǎo)通以后，其管 壓降為恒定值,硅管為0.7V，鍺管0.5 V2橋式整流電流流向過程：當(dāng)u 2是正半周期時，二極管Vd1和Vd2導(dǎo)通；而奪極管Vd3和Vd4截止，負(fù)載R是的電流是自上而下流過負(fù)載，負(fù)載上得到了與u2正半周期相同的電壓；在u 2的負(fù)半周，u 2的實際極性是下正上負(fù)，二極管Vd3和Vd4導(dǎo)通而Vd1和Vd2截止，負(fù)載R上的電流仍是自上而下流過負(fù)載，負(fù)載上得到了與u 2正半周期相同的電壓。3計算:Vo,

2、lo,二極管反向電壓Uo=0.9U, lo=0.9U2/RL,URHV2 U.電源濾波器INVIoR1IK11二極管的單向?qū)щ娦裕?二極管的 壓，處于截止?fàn)顟B(tài)。- 1橋式整流電路PN結(jié)加正向電壓，處于導(dǎo)通狀態(tài)；加反向電DITRANSr/mA1電源濾波的過程分析：電源濾波是在負(fù)載R兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。 由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以 平滑，達(dá)到濾波的目的。波形形成過程：輸出端接負(fù)載R時，當(dāng)電源供電時，向負(fù)載提供電流的同時也 向電容C充電，充電時間常數(shù)為T充=(Ri/RC)RiC,般Ri4Jooo-皿11out(-:信號濾波3帶通ui信可謔波4一帶

3、阻O-QUTO信號濾波1一帶齟(陷波耕)人信號濾波禱0信號濾液1一帶通1信號濾波器的作用：把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度，但 同時必須讓有用信號順利通過。與電源濾波器的區(qū)別和相同點：兩者區(qū)別為：信號濾波器用來過濾信號，其通帶 是一定的頻率圍，而電源濾波器則是用來濾除交流成分， 使直流通過，從而保持 輸出電壓穩(wěn)定；交流電源則是只允許某一特定的頻率通過。I相同點：都是用電路的幅頻特性來工作。2LC串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計算：串聯(lián)時，電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(3L-1/3C)并聯(lián)時電路阻抗為Z=1/j3C/ (R+j3L)=考濾到實際中，常有 所以有Z幅頻關(guān)系和相頻關(guān)

4、系曲線:3畫出通頻帶曲線:計算諧振頻率：fo=1/2n VLC四. 微分電路和積分電路1電路的作用：積分電路：1.延遲、定時、時鐘2低通濾波3.改變相角(減)積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。 微分電路：1.提取脈沖前沿2.高通濾波3.改變相角(加)微分電路是積分電路的逆運算，波形變換。微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波。 與濾波器的區(qū)別和相同點：原理相同，應(yīng)用場合不同。2微分和積分電路電壓變化過程分析，在圖4-17所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電阻兩端 取出的電壓，即，電路時間常數(shù)小于脈沖信號的脈寬，通常取。圖4-17微分電路圖因為t0時，而在

5、t = 0時，突變到，且在0 t t1期間有：，相當(dāng)于在RC串聯(lián)電路上接了一個恒壓源，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響 應(yīng)：。由于，則由圖4-17電路可知。所以，即：輸出電壓產(chǎn)生了突變，從0 V突跳到。因為，所以電容充電極快。當(dāng)時，有，貝U。故在期間，電阻兩端就輸出 一個正的尖脈沖信號，如圖4-18所示。在時刻，又突變到0 V，且在期間有：=0 V，相當(dāng)于將RC串聯(lián)電路短 接，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)：。R1441I&N0111f圖4-18微分電路的Ui與uo波形由于為一周期性的矩形脈沖波信號，則也就為同一周期正負(fù)尖脈沖波信號， 如圖4-18所示。尖脈沖信號的用途十分廣泛，在

6、數(shù)字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號；在變流技術(shù)中常用作可控硅的觸發(fā)信號。這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結(jié)果，故稱這種電路為微分電路。微分電路應(yīng)滿足三個條件： 激勵必須為一周期性的矩形脈沖； 響 應(yīng)必須是從電阻兩端取出的電壓； 電路時間常數(shù)遠(yuǎn)小于脈沖寬度，即。在圖4-19所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應(yīng)是從電容兩端取出的 電壓，即，且電路時間常數(shù)大于脈沖信號的脈寬，通常取。因為時，在t =0時刻突然從0 V上升到時，仍有，故。在期間，此時為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應(yīng)，即。由于，所以電容充電極慢。當(dāng)時，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時，輸入信號 已經(jīng)發(fā)生了突變，從突然下降至0 V。則在期間，

7、此時為RC串聯(lián)電路的零輸 入響應(yīng)狀態(tài)，即。由于，所以電容從處開始放電。因為，放電進(jìn)行得極慢，當(dāng)電容電壓還 未衰減到時，又發(fā)生了突變并周而復(fù)始地進(jìn)行。這樣，在輸出端就得到一個鋸齒 波信號，如圖4-20所示。鋸齒波信號在示波器、顯示器等電子設(shè)備中作掃描電壓。由圖4-20波形可知：若越大，充、放進(jìn)行得越緩慢，鋸齒波信號的線 性就越好。電壓變化方程：積分：Uo=Uc=(1/C)/icdt,因Ui=UR+Uo當(dāng)t=to時，Uc=Uo隨后C充電，由于ROTk,充電很慢，所以認(rèn)為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)/icdt=(1/RC)/Uidt微分：iF=ic=Cdui/dtUo=-

8、iFR 二RCdui/dt電阻和電容參數(shù)的選擇：五. 共射極放大電路14-20 積分電路並肯喩形圖畫出變化波形圖圖4-19積分電路31-18簡分電蹈的出與波形3計算：時間常數(shù)：RC1三極管的結(jié)構(gòu),放大條件：發(fā)射結(jié)正偏（大于導(dǎo)通電壓），集電極反向偏置2元器件的作用：UCc為直流電源（集電極電源），其作用是為整個電路提供能源， 保證三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。Rb為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。Rc為集電極負(fù)載電阻，作用是將集電極電流的變化 轉(zhuǎn)換成電壓的變化。晶體管V具有放大作用，是放大器的核心。必須保證管子工 作在放大狀態(tài)。電容C1 C2稱為隔直電容或耦合電容，作用是隔

9、直流通交流，即 保證信號正常流通的情況下，使交直流相互隔離互不影響。電路的用途：將微弱的電信號不失真（或在許可圍）地加以放大，把直流電能轉(zhuǎn) 化成交流電能。電壓放大倍數(shù)：電壓增益用Au表示，定義為放大器輸出信號電壓有效值與輸入 信號電壓有效值的比值，即Au=Uo/Ui。Uo與信號源開路電壓Us之比稱為考慮信 號源阻時的電壓放大倍數(shù)，記作Aus，即Aus=Uo/Us根據(jù)輸入回路可得Ui=Us ri/（rs+ri），因此二者關(guān)系為Aus=Au r/（rs+rj輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。交流和直流等效電路圖：三極管各極電流

10、關(guān)系：le=lc n+lb n=lc+lb lc=lcn+lcbolb =lb n-lcbo共發(fā)射極輸出特性曲線特性曲線:共發(fā)射極輸入特性曲線3靜態(tài)工作點的計算：基極電流IBc=UC(-UBE/Rb( UBE=0.60.8V 取07UBE=0.10.3V 取0.2V)集電極電流 ICQ=BIBQ,UCEQ=Ute-IcQRCo電壓放大倍數(shù)的計算：輸入電壓Ui=Ibrbe輸出電壓Uo= -BIbR、L(RL=RCR/RC+R_)電壓放大倍數(shù)Au=- BRL/be=- B RRVrbe(Rc+R)六. 分壓偏置式共射極放大電路軌分爪館朮猶魅射極放尢電跑1元器件的作用：CE為旁通電容，交流短路F4o

11、RB1RB2為基極偏置電阻，作用是為 基極提供合適的偏置電流。電路的用途：既有電壓增益，也有電流增益，應(yīng)用最廣，常用作各種放大器的主 放大級。電壓放大倍數(shù)：輸入父流電壓Ui=Ibrbe輸出父流電壓為Uo=-IC(RcII R)=-Blb(Rc/R)故得電壓放大倍數(shù)Au=-B(RcIR)/rbe=-BRL/rbe式中 RL=RcIR rbe=rbb/+(1+B)26mV/lEQ輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入信號電壓波形相同，相位相差180，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。交流和直流等效電路圖：廣+Uce1JnRbRe1舀滬帀I12電流串聯(lián)負(fù)反饋過程分析：負(fù)反饋對參數(shù)的影響：RE的負(fù)反饋

12、使得輸出隨輸入的 變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小，輸入電阻增大。3靜態(tài)工作點的計算：UB=FB2U/(RBI+R)Ic尸 IEFU-UBEQREUCEQ=LCC-ICG(RC+R) 電壓放大倍數(shù)的計算：Au=-B(RcR)/rbe二-BRJrbe源電壓放大倍數(shù)Aus=AuRi/(Rs+Ri) Ri=RBI/電/rbe電流放大倍數(shù)Ai流過RL的電流Io和輸入電流li分別為lo=lcRc/Rc+RL=BIbRc/Rc+RIi=Ib(RB+rbe)/RB式中 RB=RB1/ 電,由 此可得Ai=lo/li=BRBRc/(RB+rbe)(Rc+RL)若滿足RBrbe,RLrbe,則Rirbe輸出電阻Ro=

13、Uo/lo|us=Rc源電壓放大倍數(shù)Aus,定義為輸出電壓Uo與信號源電壓Us的比值，即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若滿足RiRs,則AusAu若旁路電容 CE開路時的情況，旁路電容CE開路，發(fā)射極接有電阻RE,此時直流 通路不變，靜態(tài)點不變，Ui=lbbe+(1+B)lbRE,uo仍為-BIbRL，電壓放大倍數(shù)將變 為Au=Uo/Ui=-B 如伽+(1+B)RE,對比知放大倍數(shù)減小了，因為FE的自動調(diào)節(jié)作 用，使得輸出隨輸入變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小。當(dāng)(1+B)RErbe,則有Au-RL/RE,與此同時，從b極看去的輸入電阻 RL(不包括Rb1Rb2變?yōu)镽、L=Ui/lb=rbe+(1

14、+B)RE,即射極電阻RE折合到基極支路應(yīng)擴(kuò)大(1+B)倍，因此, 放大器的輸入電阻Ri=Rb1/Rb2/ Ri，輸入電阻明顯增大了。七. 共集電極放大電路(射極跟隨電路)7,共弊電欖敝大電路(射極跟隨器)1元器件的作用：R2為反饋電阻，能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路的用途,:常作為多級放大電路的輸入電路的輸入級、輸出級、中間緩沖級，功率放大電路中，常作推挽輸出級。電壓放大倍數(shù)：Uo=le(Re/R)=(1+B)lbRe Ui=lbrbe+Uo=lbrbe+(1+B) IbRe Au=(1+B)Re/rbe+(1+B)Re輸入輸出的信號電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入電壓同相。交流和直流等效電路圖：電路的

15、輸入和輸出阻抗特點：輸入電阻高，輸出電阻低。2電流串聯(lián)負(fù)反饋過程分析：在輸入電壓Ui一定時，某種原因(如負(fù)載電阻變 小)使輸出電流Io增大，則反饋信號Uf增大，從而使運放的凈輸入信號Ud減 小，使輸出電壓Uo減小，使Io減小，從而抑制了Io的增大。過程可表示為：RL Io Uf UdUojfIoJ電流負(fù)反饋放大具有恒流源的性質(zhì)。負(fù)反饋對電路參數(shù)的影響：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定輸出電流，展寬通頻帶， 減小非線性失真抑制干擾噪聲，串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，電流負(fù)反饋使輸出 電阻增大。3靜態(tài)工 作點的 計算：IBFLU/RBI+FLICQIEGFU-UBE(/REIBQ=I cdB,UCEQ=LC

16、C-IcQRe電壓放大倍數(shù)的計算：Uo=Ie(Re/R)=(1+B)IbRe Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+B) IbReAu=(1+B)Re/rbe+(1+B)Re八. 電路反饋框圖1反饋的概念：將放大電路輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過某些元件 或網(wǎng)絡(luò)（稱為反饋網(wǎng)絡(luò)），反向送回到輸入回路，來影響原輸入量（電壓或電流） 的過程稱為反饋。正負(fù)反饋及其判斷方法：當(dāng)輸入量不變時，若輸入量比沒有反饋時變大了，即反 饋信號加強(qiáng)了凈輸入信號，這種情況稱為正反饋；反之，若輸出量比沒有反饋時 變小了，即反饋信號削弱了凈輸入信號，這種情況稱為負(fù)反饋。通常采用“瞬時 極性法”判斷。方法如下：首

17、先創(chuàng)定輸入信號為某一瞬時極性（一般設(shè)對地極性 為正），然后再根據(jù)各級輸入、輸出之間的相位關(guān)系（對分立元件放大器有共射 反相，共集、共基同相；對集成運放有，Uo與U-反相、與U+同相）依次推斷其 他有關(guān)各點瞬時輸入信號作用所呈現(xiàn)的瞬時極性（用+或T表示升高，-或J表示降低）；并確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號的瞬時極性；最后判斷反饋信 號的作用是加強(qiáng)了還是削弱了凈輸入信號。 使凈輸入信號加強(qiáng)的為正反饋，若是 削弱則為負(fù)反饋。電流反饋和電壓反饋及其判斷方法：若反饋是對輸出電壓采樣則稱為電壓反饋， 若反饋是對輸出電流采樣，則稱為電流反饋。電壓反饋的反饋信號與輸出電壓成 正比，電流反饋的反饋信號與輸

18、出電流成正比。常用方法負(fù)載電阻短路法（亦稱輸出短路法）。方法是假設(shè)獎負(fù)載電阻R短路，也就是使輸出電壓為零。此時若 原來是電壓反饋，則反饋信號一定隨輸出信號電壓為零而消失；若電路中仍然有反饋存在，則原來的反饋是應(yīng)該是電流反饋。2帶負(fù)反饋電路的放大增益：凈輸入信號Xid=Xi-Xf,開環(huán)增益為A=Xo/Xid,反 饋系數(shù)為F=Xf/Xo。閉環(huán)增益Af=Xo/Xi負(fù)反饋放大電路增益表達(dá)式為Af=A/1+AF3負(fù)反饋對電路的放大增益，通頻帶，增益的穩(wěn)定性，失真，輸入和輸出電阻的影 響：提高閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，提高（1+AF）倍。展寬通頻帶，上限fw增加1+AmF咅，下限fLf減小1/1+AmF倍。減

19、小非線性失真和抑制干擾、噪聲。對輸 入電阻的影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大1+AF倍，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減 小1/1+AF倍；對輸出電阻的影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小1/1+AF倍，電流 負(fù)反饋使輸出電阻增大1+AF倍。九. 二極管穩(wěn)壓電路1穩(wěn)壓二極管的特性曲線：(a)2穩(wěn)壓二極管應(yīng)用注意事項：穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)，外接電源電壓應(yīng) 保證管子反偏，其大小應(yīng)不低于反向擊穿電壓。3穩(wěn)壓過程分析：當(dāng)電流的增量厶lz很大時（Izmin0豐0戲分做川li路覆金r單管的 2 倍=瓏+兀）單管的 2 倍=2 毎十仏）rCMl2農(nóng)十二.場效應(yīng)管放大電路-OVcc場散應(yīng)管放人電路半導(dǎo)體三極管。它具有很

20、高的輸入電阻，能滿足高阻信號源對放大電路和要求， 是較理想的前置級器件。它還具有熱穩(wěn)定性好，功耗低，噪聲低，制造工藝簡單, 便于集成等特點。轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線：T作苻號轉(zhuǎn)移特性輸出特性2場效應(yīng)放大電路的特點：1）場效應(yīng)管是一種電壓控制器件，即通過UGsg制 ID2）場效應(yīng)管輸入端幾乎沒有電流，所以其直流輸入電 阻和交流輸入電阻都非常高。3）由于場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電的，因此，與雙極性三極管相比，具有 噪聲小，受幅射的影響小、熱穩(wěn)定性較好而且存在零溫度系數(shù)點等特性。4）由于場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)對稱，有時漏極和源極可以互換使用，而各項指標(biāo)基本方式型場效管iff強(qiáng)型耗盡空上不受影響，因此應(yīng)用時比

21、較方便靈活。結(jié)型場效應(yīng)管漏極和源極可以互換使用， 但柵源電壓不能接反；襯底單獨引出的MOS管漏極和源極可以互換使用，NMOS管襯底連電路最低電位，PMOSI襯底連電路最高電位。MOS管在使用時，常把襯 底和源極連在一起，這時漏極、源極不能互換。5）場效應(yīng)管的制造工藝簡單，有利于大規(guī)模集成。6）由于MOSg效應(yīng)管的輸入電阻可高達(dá)1015Q，因此由外界靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的電 荷不易泄漏，而柵極上的SiO2絕緣層又很薄，這將在柵極上產(chǎn)生很高有電場強(qiáng) 度，易引進(jìn)絕緣層擊穿而損壞管子。應(yīng)在柵極加有二極管或穩(wěn)壓管保護(hù)電路。7）場效應(yīng)管的跨導(dǎo)很小，當(dāng)組成放大電路時，在相同的負(fù)載電阻下，電壓放大倍 數(shù)比雙極型三極

22、管低。3場效應(yīng)放大電路的應(yīng)用場合：MOS!與結(jié)型管相比開關(guān)特性更好。結(jié)型場效應(yīng) 管主要用途是在模擬電路中用做放大元件， 既可作分立元件使用，也可制作成集 成電路。十三.選頻（帶通）放大電路選獨isuisn肢人電蹲1每個元器件的作用：單調(diào)諧回路帶通放大器由兩部分組成：一部分是以BJT或PET為核心的放大鏡部分；另一部分是由LC并聯(lián)諧振回路完成濾波作用，并 且，放大器件與負(fù)載都與振蕩回路采用部分連接，以減小外界因素變化對選頻特 性的不良影響選頻放大電路的特點：高增益2特征頻率的計算：f=fo=1/2n VLC選頻元件參數(shù)的選擇：53-ta華輛施犬卸曲St辜響直3幅頻特性曲線吐過命怙去汕存注noOO

23、PR十四.運算放大電路1理想運算放大器的概念：所謂理想運算放大器就是各項技術(shù)指標(biāo)理想化的運算 放大器。具體指標(biāo)有：1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod*;2)輸入電阻；r X；3)輸入偏置電流lB1=lB2=0；4)失調(diào)電壓U。、失調(diào)電流lio以及它們的溫飄均為零；5)共模抑制比 KCMR=X；6)輸出電阻rod=0；7) -3dB帶寬fH=x；8)無干擾、噪聲。運放的輸入端虛擬短路：當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)時，輸出電壓在有限值之間變 化，而集成運放的AocHx,則Uid=uod/Aod0,但不是短路，故稱為“虛短”由此 得出u+u-,上式說明集成運放工作在線性區(qū)時，兩輸入端電位近似相等。運放的輸入端的虛

24、擬斷路：由于集成運放的差模開環(huán)輸入電阻rid-X,輸入偏置 電流 IB0,不向外部索取電流，因此兩輸入端電流為零，即可得出i+=i-0, 上式說明，流入集成運放同相端和反相端的電流近似為零，所以稱為“虛斷”。2反相輸入方式的運放電路的主要用途：把信號進(jìn)行反向運算輸入電壓與輸出電壓信號的相位關(guān)系是：輸入電壓的輸出電壓成比例關(guān)系，相位 相反，當(dāng)R1=Rf=R，輸入電壓與輸出電壓大小相等，相位相反，成為反相器。3同相輸入方式下的增益表達(dá)式分別是:Auf=uo/ui=1+Rf/R1輸入阻抗分別是:rif(1+AF)r輸出阻抗分別是：rof=rd/1+AH0十五.差動輸入運算放大電路1差分輸入運算放大電

25、路的特點：輸出電壓與運放兩端的輸入電壓差成比例，能實現(xiàn)減法運算。用途:常用作減法運算以及測量放大器2輸出信號電壓與輸入信號電壓的關(guān)系式：Uo=Uo1+u2=(1+R2/R1)R4/(R3+R4)ui2-ui1R2/R1十六.電壓比較器1電壓比較器的作用：比較兩個或多個模擬量的大小，并將比較結(jié)果由輸出狀態(tài) 反映出來。工作過程是：電壓比較實質(zhì)是運放的反相端u-和同相端u+進(jìn)行比較，根據(jù)非線性 區(qū)特點知：當(dāng)u-u+時，輸出負(fù)向飽和電壓，Uo=U(-Um)；當(dāng)u-=u+時，UbLUoUbH(狀態(tài)不定)，僅此刻同相端 和反相端可看成“虛短路”。2比較器的輸入-輸出特性曲線圖9fdt3如何構(gòu)成遲滯比較器：

26、在單限比較器中引入正反饋，就可實現(xiàn)遲滯特性。輸入 信號可以同相端輸入，也可以從反相端輸入。十七.RC振蕩電路1振蕩電路的組成：放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。振蕩電路的作用:RC振蕩器一般工作在低頻圍，它的振蕩頻率為20Hz200kHz.振蕩電路起振和平衡幅度條件：自激振蕩形成的基本條件上反饋信號與輸入信號 大小相等，相位相同?？傻米约ふ袷幍臈l件為AF=1。包含兩層含義：1反饋信號 與輸入信號大小相等，即丨AF|=1，稱為幅度平衡條件；2反饋信號與輸入信號(JJCIIUdJUIu相位相同，表示輸入信號經(jīng)過放大電路產(chǎn)生的相移A和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移F之和 為0,2n,4n,，2nn,即A+F=

27、2nn(n=0,1,2,3)，稱為相位平衡條 件。2 RC電路阻抗與頻率的關(guān)系曲線：相位與頻率的關(guān)系曲線：3 RC振蕩電路的相位條件分析：在3=3o=1/RC時，其相移F=0,為了使振蕩 電路滿足相位條件AF=A+F=2nn,要求放大器的相移A也應(yīng)為0o(或360)振蕩頻率：fo=1/2nRC如何選擇元器件：一般選擇反饋電阻Rf大于約等于2Ri。反饋電阻Rf用一個具有 負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替，當(dāng)輸出電壓幅值增加時，流過Rf的電流也會增加， 結(jié)果熱敏電阻Rf減小，放大器增益下降，從而使輸出電壓幅值下降。也可用一 個正溫度系數(shù)的熱敏電阻代替R穩(wěn)幅。十八.LC振蕩電路1振蕩相位條件分析：相位平衡條

28、件：由于諧振頻率fo處，LC回路的諧振阻抗 是純電阻性，所以集電極輸出信號與基極的相位差為180,即A=180;為了滿 足相位平衡條件，變壓器初次級之間的同名端必須正確連接。 電路振蕩時，f=fo,LC回路的諧振阻抗是純阻性，反饋信號與輸出電壓極性相反，即F=180。于是 A+F=360o,保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位平衡條件。2直流等效電路圖和交流等效電路圖3振蕩頻率計算：ffo=1/2n VLC十九.石英晶體振蕩電路(*47U11石英晶體的特點：具有壓電效應(yīng)，在晶片兩面間加一電場，晶片就會產(chǎn)生機(jī)械變形，反之，在晶片兩面施加機(jī)械力，則沿受力方向產(chǎn)生電場，晶片兩側(cè)產(chǎn)生異 性電荷。3石英晶

29、體振動器的振蕩頻率：串聯(lián)諧振頻率fs=1/2nLC串聯(lián)諧振的等效阻抗最小近似為R,呈純阻性，是一個很小的電阻。并聯(lián)諧振頻率fP=1/2n VLCCo/C+Co=1/2冗VLC*V1+C/Co =fs*V1+C/Co.通常CoC所以fP與fs非常接近，當(dāng)fvfs,兩條支路的容抗起主要作用，電路呈 現(xiàn)容性；隨著頻率增加，容抗逐步減小，當(dāng)f=fs時，LC串聯(lián)諧振，Zo=R呈現(xiàn)電阻性；當(dāng)ffs時，LC支路呈現(xiàn)感性；當(dāng)ffP時，Co支路起主要作用，電路 又呈現(xiàn)容性。并聯(lián)型石英晶體振蕩電路，晶體在電路中起一個電感作用，它與C1，C2組成電 容反饋式振蕩電路。fo=1/2nVLC(Co+C)/(+Co+C)

30、1/2nVLC*V1+C/Co+C式 中C=(C1*C2/(C1+C2二十.功率放大電路1乙類功率放大器的工作過程：兩只晶體管輪流工作，一只晶體管在輸入信號正 半周期導(dǎo)通，另一只晶體管在輸入信號負(fù)半周期導(dǎo)通， 這樣兩管交替工作，猶如 一推一挽，在負(fù)載上合成完整的信號波形。選擇兩個特性一致的管子，使之都工 作在乙類狀態(tài)，組成乙類互補(bǔ)對稱功放，其中一個工作在正弦信號正半周，另一 個管子工作在正弦信號負(fù)半周。在負(fù)載上得到一個完整的正弦波。交越失真：三極管輸入特性曲線有一段死區(qū)，而且死區(qū)附近非線性又比較嚴(yán)重，兩管的靜態(tài)工作點取在晶體管輸入特性曲線的截止點上，沒有基極偏流。當(dāng)輸入信號小于開啟電壓時，兩管

31、都截止，兩管電流均為零，無輸出信號；在剛在大于 開啟電壓的很小圍，兩管集電極電流變化很慢，輸出信號非線性嚴(yán)重。這種乙類 推挽放大器特有的失真稱為交越失真。2復(fù)合三極管的復(fù)合規(guī)則：1）復(fù)合管的極性取決于第一只三極管。2）輸出功率有大小取決于輸出管。3）若兩管的電流放大系數(shù)為B1B2,則復(fù)合管的電流放大系數(shù)B=B1*B2。4）同型復(fù)合管和異型復(fù)合管發(fā)射結(jié)等效電阻差別很大，異型復(fù)合管發(fā)射結(jié) 等效電阻就是第一只三極管的等效電阻。3甲乙類功率放大器的工作原理分析：分別給兩只晶體管的發(fā)射結(jié)加適當(dāng)?shù)恼?向基極偏壓，讓兩只晶體管各有一個較小的電流ICQ流過。經(jīng)常采用三極管，兩電阻組成的 UBE倍壓電路為兩管提

32、供所需偏壓。自舉過程分析：甲類功率放大器的特點：輸出信號失真較小，效率低于50%甲乙類功率放大器的特點：有效克服乙類放大電路的失真問題，且能量轉(zhuǎn)換效率 也較高，目前使用較廣泛。附錄一、穩(wěn)壓電源制作電路附錄二、時鐘一鬧鈴一控制電路制作一、技術(shù)說明：輸入交流電壓220vV 0.5A。輸出電壓5V和連續(xù)可調(diào)電壓1.5V30V/1.5A兩組直流。二、制作說明：1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成產(chǎn)品。2、電壓表V、 電流表A和調(diào)節(jié)電壓用的電位器Rw安裝在包裝盒 的面板上。3、 電源變壓器固定在包裝盒的底座上，電路板固定在包裝盒的 底座上。4、 電壓調(diào)節(jié)的三端穩(wěn)壓集成塊7805和317加裝散熱器。5、直流電

33、源輸出導(dǎo)線長短不一。說明：1、共陽極四位一體12引腳數(shù)碼管引腳號是：將數(shù)碼管的 數(shù)字面朝向觀察者，左下角是第1腳，逆時針方向依次是2、3、4、5、6、7、8 9、10、11、12腳。2、如果是單個的數(shù)碼管或兩位一體 的數(shù)碼管，先測出數(shù)字顯示段控制引腳和公共控制引腳，再將四個數(shù)碼管的相同的段控制引腳用導(dǎo)線并聯(lián)連接在一起后 （每位數(shù)碼管共八 段即八根連接導(dǎo)線），連接在電阻R5R13上，公共控制引腳分別連 接到三極管Q1到Q4的發(fā)射極上。3、用40腳的集成塊插座焊接在電 路板上，集成塊AT89C51寫入程序后插入到集成塊插座上。4、自己 設(shè)計控制程序或用黃有全老師的程序。5、時鐘控制輸出由繼電器執(zhí)

34、行，控制啟動時間到時，繼電器得電，開關(guān)k1閉合去控制相應(yīng)設(shè)備 啟動；控制停止時間到時，繼電器斷電，開關(guān)k1斷開去控制相應(yīng)設(shè) 備停止。具體控制對象由制作者確定，如電燈、電飯煲等等。T奇ui代K. - KU 4?ATB9C5IC：Il coili1W：啟已忤 齊CPC載幻節(jié)J-1Tyr時鐘雨鈴控制電路U嚴(yán)匕說明：本圖為數(shù)碼管是二位一體的共陰極時的電路圖。將每個二位一體的數(shù)碼管的16腳和11腳共四個引腳（對應(yīng)四個數(shù)字的a段）連 接在一起后接到電阻R5的右端。數(shù)碼管中數(shù)字的其余各段 （b,c,d,e,f,g,dp）連接方法依此類推。其他注意事項見四位共陽極LED的時鐘鬧鐘控制器制作的說明。時鐘-鬧鐘-

35、時間控制器 調(diào)節(jié)方法一、功能： 時鐘顯示小時、分鐘；可調(diào)時鐘控制輸出；三次可 調(diào)鬧鈴。二、 調(diào)節(jié)方法：各種參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定方法：第一步：按“功能”鍵，選擇功能1,進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài)； 第二步：重復(fù)按“參數(shù)”鍵，選擇要調(diào)節(jié)的參數(shù)代碼（左第一、 二位）從0開始依次循環(huán)增加1、2、3、E、F、10再回到0。第三步：按“增加”鍵或“減少”鍵，相應(yīng)代碼項目（如代碼1表 示調(diào)節(jié)的對象是時鐘顯示的小時值）的參數(shù)值在其取值圍（例如顯示時間的小時取值 圍是0023）循環(huán)增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數(shù)代碼，右邊三 位或兩位顯示參數(shù)值。重復(fù)第二、三步，設(shè)置完所需參數(shù)。第三步：按“功能”鍵，顯示代碼“0”結(jié)束調(diào)節(jié)參數(shù)狀態(tài)

36、，進(jìn) 入時鐘鬧鐘控制器的正常使用狀態(tài)。三、參數(shù)代碼及其取值圍如下表5vOC2/T4-W邦1:11fclv4?R1561240tsCi八應(yīng)=LI-10T Os訕:艮lkFlvccFilPHPOOPl 3P01PHFCCFl 5 FibFQSPWFITPMP0RXDr ittA IF1NTCAIEPIKTlTO TJP5ENpr他PMRDX2P23PMPi?P21P21PAlGNDAH9C51；aj-乍-V9013EUOlttlIIi悌電塞X4W7：1?ML9T O-減少:二-ki_ 4:遼列iriTFr:FD1LRJJ 4T時鐘鬧鈴控制電路lfi-11Kia1-1KFFTY代碼孤值范圍代碼參繭說

37、明1卜寸間調(diào)節(jié)小時0023D時間控制2起點小時0-24 J2時間調(diào)廿分鐘0059E時冊控制2捏點分鐘0593鬧鈴1小時0021F時何控制2終點小時0244鬧鈴1005910時間控制2終點分鐘0595鬧鈴2小時024L1時閭控制弓超點小時0246鬧鈴二05912時闔控制3起點分鐘0*597鬧鈴3小時02413時同揑制3終點小時0-248鬧鈴3分鐘05Q14時間控制 V 終點分鐘0709bj間控制1起點小時024A時間控制1起點廿鐘0的時間控制1終點小時說明：1、設(shè)定時鐘控制的小時起點為24,則關(guān)閉該路時時鐘控測輸出。關(guān)閉該鬧鈴。用附錄三、廣告說明：1、 每個8050三極管可以驅(qū)動十二個到二十四個

38、發(fā)光二極管。如 果Q1Q2改成9013，則驅(qū)動的發(fā)光二極管數(shù)量減半。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二極管才可以并聯(lián)使用。可以將發(fā)光二極管接成需要的圖案，表達(dá)設(shè)計者的意圖。2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7X(R1+R3)XC2+0.7X(R2+R4)XC1根據(jù)閃爍快慢要求選擇R1,R2,R3,R4,C1,C2的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R1、R2的大小，可 以改變閃爍速度。3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v開始調(diào)大，當(dāng)提 供的電源電壓高于5v后應(yīng)當(dāng)串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光 二極管。附錄四：可控硅交流調(diào)壓器制作DIO2、工程師應(yīng)該掌握的20Ik-

39、 A民政學(xué)院電子信息工程-I 220iiF-47ftLF黃有全高級工程師第12頁$050可控硅是一種新型的半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率 高、壽命長、動作快以及使用方便等優(yōu)點，目前交流調(diào)壓器多采用可控硅調(diào)壓器。 這里 介紹一臺電路簡單、裝置容易、控制方便的可控硅交流調(diào)壓器，這可用作家用電器的調(diào)壓裝 置，進(jìn)行控制。圖中RL是負(fù)載（照明燈，電風(fēng)扇、電熨斗等）這臺調(diào)壓器的輸出功率達(dá)100VV一般家用電器都能使用。1、電路原理：電路圖如下可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原里圖如下圖所示。從圖中可知，二極管D1D4組成橋式整流電路，雙基極二極管T1構(gòu)成弛振蕩器作為可控硅

40、的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接上市電后，220V交流電通過負(fù)載電阻RL經(jīng)二極管D1D4整流，在可控硅SCR的A K兩端形成一個脈動直流電壓，該電壓 由電阻R1降壓后作為觸發(fā)電路的直流電源。在交流電的正半周時，整流電壓通過R4 W1對電容C充電。當(dāng)充電電壓Uc達(dá)到單結(jié)晶體管T1管的峰值電壓Up時，單結(jié)晶體管T1由截止 變?yōu)閷?dǎo)通，于是電容C通過T1管的e、bl結(jié)和R2迅速放電，結(jié)果在R2上獲得一個尖脈沖。 這個脈沖作為控制信號送到可控硅SCR的控制極， 使可控硅導(dǎo)通。可控硅導(dǎo)通后的管壓降 很低，一般小于1V,所以弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過零點時，可控硅自關(guān)斷。當(dāng)交 流電在負(fù)半周時，電容C又2、元器

41、件選擇調(diào)壓器的調(diào)節(jié)電位器選用阻值為470KQ的WH114-1型合成碳膜 電位器，這種電位器可以直接焊在電路板上，電阻除R1要用功率為1W的金屬膜電阻外， 其余的都用功率為1/8W的碳膜電阻。D1 D4選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大 于0.3A的硅整流二極管，如2CZ21B 2CZ83E 2DP3B等。SCR選用正向與反向電壓大于300V額定平均電流大于1A的可控硅整流器件，如國產(chǎn)3CT系列。 附錄五、電源欠壓過壓報警保護(hù)器一、名稱：電源欠壓過壓報警保護(hù)器二、功能：當(dāng)電壓低于180V或高于250V時，可進(jìn)行聲光報警。 當(dāng)外接交流接觸器時，可切斷電源，保護(hù)用電設(shè)備。三、電路圖：四、原

42、理說明：輸入電源電壓正常時，Y1A輸出高電平，Y1B輸出低電平，發(fā)光 二極管LED及振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D和喇叭不工作，控制部件J1也不工作。 當(dāng)電壓高于250V或低于180V時，Y1B輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路 工作，發(fā)出鳴叫聲，控制寄電器J1閉合，當(dāng)J1的常開觸點外接交流接觸器時，就可 控制主電路斷開電源。五、調(diào)試方法：第一步當(dāng)輸入電源電壓為250V時，調(diào)節(jié)W1使得Y1A輸出剛好由 低電平轉(zhuǎn)為高電平，第二步當(dāng)輸入電壓為180V時調(diào)節(jié)W2使得Y1B的輸出由高電平 轉(zhuǎn)為低電平。名稱型號規(guī)格數(shù)量名稱型號規(guī)格數(shù)量集成塊74LS001電阻68K1三極管9013110K1二極管1N40

43、0151K1發(fā)光二;極管1微調(diào)電位器47k2三端穩(wěn)壓塊7805 0.5A1電容47uF/50v17812 0.5A110uF/25v1變壓器220v/15V 0.5A 12700pF1插頭220v 1導(dǎo)線花線1m直流寄電器12V/0.5A 1萬用電路板小1塊集成塊插座14腳1附錄五、音頻功率放大電路制作TDA2030A帶音調(diào)18W 2功放板一、TDA2030A是SGS公司生產(chǎn)的單聲道功放IC,該IC體積小巧, 輸出功率大，靜態(tài)電流?。?0mA以下）；動態(tài)電流大（能承受3.5A的電流）；負(fù)載能 力強(qiáng)，既可帶動4-16Q的揚聲器，某些場合又可帶動2Q甚至1.6Q的低阻負(fù)載；音色中規(guī)中 舉，無明顯個

44、性，特別適合制作輸出功率中等的高保真功放。TDA2030A采用5腳TO-220塑封結(jié)構(gòu)。IC部設(shè)有完善的保護(hù)電TDA2030A可以單電源或雙電源工作，本功放板采用雙電源。TDA2030A主要參數(shù)：工作電壓：士622V靜態(tài)電流：50mA輸出功率：18Vy當(dāng)V二士16V,RL=4Q時諧波失真：0.05%，當(dāng)f=15kHz,RL=8Q時閉環(huán)增益：26dB,當(dāng)f=1kHz時開環(huán)增益：80dB,當(dāng)f=1kHz時頻響圍：4014000Hz二、電路原理：TDA2030A功放板由一個高低音分別控制的衰減式音調(diào)控制電路和TDA2030A放大電路以及電源供電電路三大部分組成，音調(diào)部分采用的是高低音分別控 制的衰減式音調(diào)電路，其中工程師應(yīng)該掌握的20個模擬電路 民政學(xué)院電子信息工程系 黃