模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-1緒論

1、華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-211 1華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212 2課程概況教材：康華光主編：電子技術(shù)基礎(chǔ)，模擬部分（第五版），高等教育出版社，康華光主編：電子技術(shù)基礎(chǔ)，模擬部分（第五版），高等教育出版社，2006華成英、童詩白主編：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第四版，高等教育出版社華成英、童詩白主編：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第四版，高等教育出版社 北京，北京，2006陳大欽主編：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，華中理工大學(xué)版社，陳大欽主編：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，華中理工大學(xué)版社，2000首選首選參考：參考：學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)： 56 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)先修課程：電路理論，高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理先修課程：電路理論，高等數(shù)

2、學(xué)，大學(xué)物理學(xué)分：學(xué)分： 3.5 學(xué)分學(xué)分TN01、TN710類其它模擬電子技術(shù)參考資料類其它模擬電子技術(shù)參考資料華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213 3教學(xué)安排作業(yè)：雙數(shù)習(xí)題，講到哪里做到哪里，周四交，單數(shù)習(xí)題考試復(fù)習(xí)作業(yè)：雙數(shù)習(xí)題，講到哪里做到哪里，周四交，單數(shù)習(xí)題考試復(fù)習(xí)考核方式：筆試閉卷考核方式：筆試閉卷 成績構(gòu)成：考試成績構(gòu)成：考試80%左右，平時(shí)左右，平時(shí)20%左右左右答疑：預(yù)約時(shí)間地點(diǎn)、課后、郵件、電話答疑：預(yù)約時(shí)間地點(diǎn)、課后、郵件、電話實(shí)驗(yàn)：另有安排實(shí)驗(yàn)：另有安排全校統(tǒng)考全校統(tǒng)考提示：平時(shí)成績不管對錯(cuò)做題就記分，沒做扣分，千萬別抄別人的題解。提示：平時(shí)成績不管對錯(cuò)做題就

3、記分，沒做扣分，千萬別抄別人的題解。聯(lián)系電話Email：課件下載： 密碼：mndzjs2008華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214 4電子技術(shù)是現(xiàn)代化的重中之重的技術(shù)電子技術(shù)是現(xiàn)代化的重中之重的技術(shù)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)是電子類專業(yè)主干課程。是電子類專業(yè)主干課程。課程的任務(wù)：獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基課程的任務(wù)：獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的本知識和基本技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。能力。通過本課程的學(xué)習(xí)后：具備應(yīng)用電子技術(shù)的基本通過本課程的學(xué)習(xí)后：具備應(yīng)用電子技術(shù)的基本能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和電子技

4、術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。用打好基礎(chǔ)。教學(xué)目的教學(xué)目的華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215 5本課核心本課核心：電子放大器：電子放大器非線性非線性：電子放大器是一種非線性元件，需要：電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似）用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似）工程性工程性：在足夠精確的情況下，為了計(jì)算方便，：在足夠精確的情況下，為了計(jì)算方便，使用近似來化簡使用近似來化簡微觀性微觀性：深入到原子電子級分析問題：深入到原子電子級分析問題該課特點(diǎn)該課特點(diǎn)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216 6復(fù)雜性復(fù)雜性：受

5、多因素影響，非線性器件在線性電：受多因素影響，非線性器件在線性電路中工作分析麻煩，工程近似不宜掌握，溫度路中工作分析麻煩，工程近似不宜掌握，溫度影響參數(shù)宜變，參數(shù)分散。影響參數(shù)宜變，參數(shù)分散。實(shí)踐性實(shí)踐性：很強(qiáng)，需要很好的實(shí)踐，不用很難學(xué)：很強(qiáng)，需要很好的實(shí)踐，不用很難學(xué)好。動(dòng)手性強(qiáng)。好。動(dòng)手性強(qiáng)?；A(chǔ)性基礎(chǔ)性：后續(xù)電子類課程的基礎(chǔ)，考研的課程：后續(xù)電子類課程的基礎(chǔ)，考研的課程之一。之一。該課特點(diǎn)該課特點(diǎn)（續(xù)）（續(xù)）華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-217 7多概念：多概念：多組態(tài)：多組態(tài)：多公式：多公式：多圖：多圖：多曲線多曲線多參數(shù)：多參數(shù)：多習(xí)題：多習(xí)題：多資料：多資料：該課特點(diǎn)該課

6、特點(diǎn)（續(xù)）（續(xù)）華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-218 8學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法興趣是最好的老師，有興趣才能進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)興趣是最好的老師，有興趣才能進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)深刻理解和牢記基本概念、基本公式和基本方法。深刻理解和牢記基本概念、基本公式和基本方法。多做習(xí)題。多做習(xí)題。認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)。用用“基本基本”抓規(guī)律推導(dǎo)擴(kuò)展內(nèi)容抓規(guī)律推導(dǎo)擴(kuò)展內(nèi)容。要能進(jìn)入狀態(tài)要能進(jìn)入狀態(tài)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-219 94 雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)（雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)（15）2 運(yùn)算放大器（運(yùn)算放大器（3）1 緒論（緒論（2）3 二極管及其基本電路（二極管及其基本電路（4）5 場效應(yīng)管

7、放大電路（場效應(yīng)管放大電路（4）6 模擬集成電路（模擬集成電路（6）7 反饋放大電路（反饋放大電路（8）8 功率放大電路（功率放大電路（3）9 信號處理與信號產(chǎn)生電路（信號處理與信號產(chǎn)生電路（7）10 直流穩(wěn)壓電源（直流穩(wěn)壓電源（4）華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2110101 1 緒論緒論主要內(nèi)容主要內(nèi)容：信號及其頻譜的基本概念信號及其頻譜的基本概念放大電路、放大電路模型、放大電路放大電路、放大電路模型、放大電路的主要性能指標(biāo)的主要性能指標(biāo)基本要求基本要求：了解信號的描述及分類方法了解信號的描述及分類方法熟悉放大電路模型和放大電路主要性熟悉放大電路模型和放大電路主要性能指標(biāo)能指標(biāo)華中

8、科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2111111 1 緒論緒論電子技術(shù)：近年來最偉大的創(chuàng)新電子技術(shù)：近年來最偉大的創(chuàng)新-使我們的生活大大改觀使我們的生活大大改觀俗語：俗語：“我們生活在電子時(shí)代我們生活在電子時(shí)代”當(dāng)今世界最重要的研究領(lǐng)域當(dāng)今世界最重要的研究領(lǐng)域當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的技術(shù)：當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的技術(shù)：通信、娛樂、家用電器、數(shù)碼產(chǎn)品通信、娛樂、家用電器、數(shù)碼產(chǎn)品計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、儀表計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、儀表電力電力軍事。軍事。華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2112121 1 緒論緒論模擬信號模擬信號？信號在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號稱為模擬信號信號在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的

9、信號稱為模擬信號 電子技術(shù)指在電路中包括采用半導(dǎo)體器件處理電信號電子技術(shù)指在電路中包括采用半導(dǎo)體器件處理電信號包括包括用半導(dǎo)體器件處理在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號的用半導(dǎo)體器件處理在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號的電信號處理技術(shù)電信號處理技術(shù) 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)（Analog Electronics）華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2113131 1 緒論緒論電子技術(shù)電子技術(shù)模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)-半導(dǎo)體技術(shù)半導(dǎo)體技術(shù)-微電子技術(shù)微電子技術(shù)又稱：又稱：-電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)相關(guān)：相關(guān)：模擬電子技術(shù)是電子技術(shù)的基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)是電子技術(shù)的基礎(chǔ)華中科技

10、大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2114141 1 緒論緒論電子系統(tǒng)：電子系統(tǒng)：電子技術(shù)應(yīng)用：電子技術(shù)應(yīng)用：模擬處理模擬處理模擬信模擬信號號需要的信號需要的信號處理方式：放大、濾波、變換。處理方式：放大、濾波、變換。電子技術(shù)：電子技術(shù)：研究這些處理方式研究這些處理方式要很好的要很好的放大放大-高保真、穩(wěn)高保真、穩(wěn)定。定。負(fù)載負(fù)載華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2115151 1 緒論緒論電子系統(tǒng)構(gòu)成：電子系統(tǒng)構(gòu)成：n模擬信號，（模擬處理），模擬輸出模擬信號，（模擬處理），模擬輸出n模擬信號，（模擬信號，（ 數(shù)字處理），模擬輸出數(shù)字處理），模擬輸出n模擬信號，（模擬信號，（ 數(shù)字處理），數(shù)字

11、輸出數(shù)字處理），數(shù)字輸出華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2116161.1 信號信號1.2 信號的頻譜信號的頻譜 1 1 緒論緒論1.3 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號 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(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo) 1.6 電子系統(tǒng)電子系統(tǒng) 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-211717 1.1.1 信號：1.1 信號信號是信息的載體信號是信息的載體 聲音信號可以傳達(dá)語言、音樂或其他信息聲音信號可以傳達(dá)語言、音樂或其他信息圖像信號可以傳達(dá)人類視覺系統(tǒng)能夠接受的圖像信息圖像信號可以傳達(dá)人類視覺系統(tǒng)能夠接受的圖像信息氣溫、氣壓、風(fēng)速等信號可

12、以反映天氣信息。氣溫、氣壓、風(fēng)速等信號可以反映天氣信息。上述聲音信號、圖像信號和溫度信號均無法直接傳遞給電子系統(tǒng)上述聲音信號、圖像信號和溫度信號均無法直接傳遞給電子系統(tǒng)需要先用傳感器把它們轉(zhuǎn)換為電信號，然后送到電子系統(tǒng)中去進(jìn)一步需要先用傳感器把它們轉(zhuǎn)換為電信號，然后送到電子系統(tǒng)中去進(jìn)一步處理。處理。 何為傳感器？何為傳感器？ 對電子技術(shù)而言：將物理量轉(zhuǎn)換為電子量的器件對電子技術(shù)而言：將物理量轉(zhuǎn)換為電子量的器件 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2118181. 1.1信號本書的信號特指物理量能轉(zhuǎn)換成電子量變化的信號電子量是信號的載體，反映物理量變化電子量的大小與物理量相關(guān)變化電子技術(shù)的主要

13、任務(wù)就是按需要處理信號電子流。信號的本質(zhì)信號的本質(zhì)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2119191. 1.1信號電信號就是隨時(shí)間變化的電壓或電流，其變化代表一定的信息。 信號的本質(zhì)信號的本質(zhì) vS t 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212020一般，信號源主要是傳感器，可用電壓源或電流源等效表達(dá)電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RS+ +-VS電壓源等效電路電流源等效電路電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RSIS戴維寧諾頓SSSRVI 1.1.2 信號的表達(dá)轉(zhuǎn)換sssRiv 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212121問題？問題？ 何為電壓源？何為電壓源？ 何為電流源？何為電流源？ 能互相等效轉(zhuǎn)換，能否說明就是

14、一種電路？能互相等效轉(zhuǎn)換，能否說明就是一種電路？ 有啥區(qū)別有啥區(qū)別?信號源電阻RS遠(yuǎn)小于電子系統(tǒng)輸入電阻Ri時(shí)，使用電壓源形式更為有利 突出問題的主要方面華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212222 1.2 信號的頻譜信號的種類信號的種類直流直流變化的變化的周期變化的周期變化的非周期變化的非周期變化的能用正弦信能用正弦信號集合表達(dá)號集合表達(dá)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2123231. 正弦信號)sin()(0m tVtv O v t Vm -Vm f T = = 時(shí)域0000212Tff O Vm v 頻域 1.2 信號的頻譜頻譜：將一個(gè)信號分解為正弦信頻譜：將一個(gè)信號分解為正

15、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。華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2124242. 方波信號 1.2 信號的頻譜B. 方波信號)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtv T20 時(shí)域 O 0 T = t v Vs 頻域 O 2Vs v Vs Vs 2Vs 2Vs 滿足狄利克雷條件，展開成傅里葉級數(shù)(周期內(nèi)分段光滑）2SV直流分量其中2SV基波分量312S V三次諧波分量華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212525放大器的帶寬也可用方波來估計(jì)？放大器的帶寬也

16、可用方波來估計(jì)？放大器的帶寬可用掃頻儀來測量放大器的帶寬可用掃頻儀來測量放大器的帶寬的測量放大器的帶寬的測量根據(jù)信號的頻譜分布，可以決定用那些有效部根據(jù)信號的頻譜分布，可以決定用那些有效部分來還原原信號分來還原原信號華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212626 1.2 信號的頻譜3. 非周期信號傅里葉變換： 通過快速傅里葉變換（FFT）可迅速求出非周期信號的頻譜函數(shù)。)0( 非周期信號包含了所有可能的頻率成分離散頻率函數(shù)周期信號連續(xù)頻率函數(shù)非周期信號頻域O T/ c時(shí)域 T/ 2 200.5 2 200.0 2 199.5 0 10 80 70 60 50 40 30 20 t/s 華中

17、科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212727 1.2 信號的頻譜信號的表示信號的表示時(shí)域：時(shí)域：頻域：頻域：表示直觀，特性分析不直觀表示直觀，特性分析不直觀表示不直觀，特性分析直觀表示不直觀，特性分析直觀電子電路分析用到的信號：電子電路分析用到的信號：直流直流正弦正弦（階躍，脈沖）（階躍，脈沖）變化的變化的靜態(tài)性能靜態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能通入信號：觀察分析電子系統(tǒng)的性能通入信號：觀察分析電子系統(tǒng)的性能華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-212828 1.3 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。模擬信號：在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號。

18、end華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2129291.3 模擬信號和數(shù)字信號 在信號分析中，按時(shí)間和幅值的連續(xù)性和離散性把信號分為4類： （1）時(shí)間連續(xù)、數(shù)值連續(xù)信號； （2）時(shí)間離散、數(shù)值連續(xù)信號； （3）時(shí)間連續(xù)、數(shù)值離散信號； （4）時(shí)間離散、數(shù)值離散信號。 其中第（1）類即前面所述的模擬信號；第（4）類稱為數(shù)字信號。 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2130301.3 模擬信號和數(shù)字信號 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及 絕大多數(shù)電子系統(tǒng)都引入了計(jì)算機(jī)或微處理器來對信號進(jìn)行處理。 微處理機(jī)是數(shù)字電路系統(tǒng)，只能處理數(shù)字信號，無法直接處理模擬信號 需要將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 華

19、中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2131311.3 模擬信號和數(shù)字信號 將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號對模擬信號取樣 對取樣信號的數(shù)字化轉(zhuǎn)換 -量化 對數(shù)字量編碼 -華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2132321.3 模擬信號和數(shù)字信號 v t t0 t1 t2 t3 d(v) t 5 10 15 20 -15 -10 -5 0 編碼 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 信 號A 信 號B 信 號C 信 號D 取樣量化華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2133331.3 模擬信號和數(shù)字信號 1.3.1 根據(jù)信號的連續(xù)性和離散性

20、分析，氣溫屬于四類信號中的哪一類？水銀溫度計(jì)顯示的溫度值屬于哪一類信號？氣象觀測員定時(shí)從水銀溫度計(jì)讀出的溫度值屬于哪一類信號？華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213434模擬信號放大是模擬電子技術(shù)的核心模擬信號放大是模擬電子技術(shù)的核心自然界物理量影響電子流變化通常是很微弱的，自然界物理量影響電子流變化通常是很微弱的，并且摻雜有許多噪聲并且摻雜有許多噪聲要將這些信息提取出來使用，必須放大要將這些信息提取出來使用，必須放大1.4 放大電路模型放大電路模型 例子：例子：對手機(jī)講話，語音變成電子流變化，弱對手機(jī)講話，語音變成電子流變化，弱溫度使電阻變化，阻擋電子流的能力變化，弱溫度使電阻變化，阻

21、擋電子流的能力變化，弱生物電流更弱。生物電流更弱。華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213535 1.4.1 放大器的組成組成：組成：放大器本體放大器本體輸入端口輸入端口輸出端口輸出端口電源（參考點(diǎn)）電源（參考點(diǎn)）電源中點(diǎn)電源中點(diǎn)作為參考點(diǎn)，作為參考點(diǎn)，不是地不是地華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213636 1.4.2 模擬信號的放大模型主要參數(shù)：主要參數(shù)：一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)放大倍數(shù)放大倍數(shù)輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻中頻增益中頻增益華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213737 1.4.2 模擬信號的放大模型 Rs 放放大大電電路路 Io Ii + Vo + V

22、s + Vi RL 信號源信號源負(fù)載負(fù)載放大倍數(shù)放大倍數(shù)=輸出量輸出量輸入量輸入量問題：放大的什么？問題：放大的什么？華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213838電壓增益（電壓放大倍數(shù)）ioVVAV 電流增益（電流放大倍數(shù)）ioIIAI 互阻增益（電流轉(zhuǎn)電壓）)(io IVAR互導(dǎo)增益（電壓轉(zhuǎn)電流）)S(ioVIAG 1.4.3 模擬信號的放大模型類型華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-213939 1.4.3 放大電路模型類型負(fù)載開路時(shí)的 電壓增益1. 電壓放大模型Rs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro OVAiR輸入電阻oR輸出電阻由輸出回路得LoLiOoRRRV

23、AVV 則電壓增益為ioVVAV LoLORRRAV 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214040 1.4.3 放大電路模型類型1. 電壓放大模型Rs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro LoLiOoRRRVAVV ioVVAV LoLORRRAV 由此可見 LR VA即負(fù)載的大小會影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響，則希望？ （考慮改變放大電路的參數(shù)）LoRR 理想情況0o R華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214141 1.4.3 放大電路模型類型 另一方面，考慮到輸入回路對信號源的衰減siRR 理想情況有sisiiVRRRV 要想減小衰減，則希望？ iRooiS

24、SiSVV VAVVV LiOoLiVsRRARR RRRs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro 總結(jié)總結(jié)?：后級輸入電阻要后級輸入電阻要?大于前級輸出電阻大于前級輸出電阻華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214242電流放大模型 1.4.3放大電路模型類型 關(guān) 心 輸 出 電流與輸入電流的關(guān)系 2.電流放大模型華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214343負(fù)載短路時(shí)的 電流增益電流放大模型SIA由輸出回路得LooiSoRRRIAII 則電流增益為ioIIAI LooSRRRAI 由此可見 LR IA要想減小負(fù)載的影響，則希望？LoRR 理想情況 oR由輸入回路得iss

25、siRRRII 要想減小對信號源的衰減，則希望？siRR 理想情況0i R 1.4.3放大電路模型類型華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2144443. 互阻放大模型（自學(xué)）4. 互導(dǎo)放大模型（自學(xué)） 1.4.3放大電路模型類型 Ro Vo + + Ri RL Ii Aro Rs Ii Is Ro Ri RL Ags Io Rs + Vs Vi + Vi )(io IVAR)S(ioVIAG 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214545輸入輸出回路沒有公共端-（變壓器隔離、光電隔離）5. 隔離放大電路模型（防止高壓感應(yīng)損壞電路） Ro + Ri Vi AVO V o + Vi + 1

26、.4.3放大電路模型類型華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214646電信號的實(shí)質(zhì)是什么？電信號的實(shí)質(zhì)是什么？物理量對電子量的作用。物理量對電子量的作用。放大的實(shí)質(zhì)是什么？放大的實(shí)質(zhì)是什么？一個(gè)單位物理量引起的電子量變化的擴(kuò)大一個(gè)單位物理量引起的電子量變化的擴(kuò)大放大的應(yīng)用是什么？放大的應(yīng)用是什么？擴(kuò)大電子量到能驅(qū)動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)反映變化，如：揚(yáng)聲器，擴(kuò)大電子量到能驅(qū)動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)反映變化，如：揚(yáng)聲器，模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換。 1.4.3放大電路模型類型華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-214747放大電路模型結(jié)論放大電路模型三個(gè)部分：信號源、放大器、負(fù)載放大電路模型三個(gè)要素：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出

27、電阻信號源、負(fù)載可能有很多種，放大器必須適應(yīng)，所以。對電壓型信號源。輸入電阻要大對電流形信號源。輸入電阻要小對電壓型輸出。輸出電阻要小對電流型輸出。輸出電阻要大華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2148481.4.1 某放大電路輸入信號為10pA時(shí)，輸出為500mV，它的增益是多少？屬于哪一類放大電路？)(io IVARoi500mV=10pARVAI-9500mV=10 10 mA10=5 10 ()華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2149491.4.2 某電唱機(jī)拾音頭內(nèi)阻為1M，輸出電壓為1V（有效值），如果直接將它與10揚(yáng)聲器相接，揚(yáng)聲器上的電壓為多少？如果在拾音頭和揚(yáng)聲器之間

28、接入一個(gè)放大電路，它的輸入電阻Ri =1M，輸出電阻Ro =10，電壓增益為1，試求這時(shí)揚(yáng)聲器上的電壓。該放大電路使用哪一類電路模型最方便？提示：提示：揚(yáng)聲器上的電壓：用正比分壓這時(shí)揚(yáng)聲器上的電壓：兩次均壓0.25V該放大電路使用哪一類電路模型最方便？電壓放大電壓放大6101( )9.9999 1010 1000000LvVV分壓比為百萬分之一，揚(yáng)聲器上僅獲得1微伏電壓?；プ璺糯蠡プ璺糯笕A中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215050 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)1. 輸入電阻輸入電阻Rs+VsVi+RiIi放放大大電電路路輸入電阻是從放大電路輸入端輸入電阻是從放大電路輸入端口看進(jìn)去的等效

29、電阻口看進(jìn)去的等效電阻輸入電阻求法：加電壓觀電流輸入電阻求法：加電壓觀電流輸入電阻決定放大電路從信號源獲取信號幅值的大小輸入電阻決定放大電路從信號源獲取信號幅值的大小輸入電阻等于放大電路輸入端口輸入電壓與輸入電流的比輸入電阻等于放大電路輸入端口輸入電壓與輸入電流的比值值iiiIVR 求法求法2、純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)直接看進(jìn)去求輸入電阻、純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)直接看進(jìn)去求輸入電阻華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215151 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)2. 輸出電阻注意：輸入、輸出電阻為交流電阻-阻抗輸出電阻衡量放大器帶負(fù)載的能力輸出電阻衡量放大器帶負(fù)載的能力輸出電阻是從放大電路輸出端口看進(jìn)去的等效電阻輸

30、出電阻是從放大電路輸出端口看進(jìn)去的等效電阻輸出電阻決定放大電路供給負(fù)載的能量信號幅值的大小輸出電阻決定放大電路供給負(fù)載的能量信號幅值的大小輸出電阻求法輸出電阻求法1：加電壓觀電流：加電壓觀電流sLTo0R=TVVRI，放大電路放大電路IT+VTRo+Vs=0求法求法2、純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)直接看進(jìn)去求輸入電阻、純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)直接看進(jìn)去求輸入電阻華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215252 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)2. 輸出電阻輸出電阻經(jīng)典應(yīng)用公式-要牢記-通過開路電壓和某一負(fù)載電壓及負(fù)載電阻值求輸出電阻方法方法3 3：開路電壓負(fù)載電壓法：開路電壓負(fù)載電壓法iOoVAVV LoLiOoRRRV

31、AVV 開路電壓開路電壓帶負(fù)載時(shí)的電壓帶負(fù)載時(shí)的電壓LLoooRRVVR RoVo+RLViAVO放放大大電電路路Ro+ViAVO放放大大電電路路+Vo兩式相除兩式相除華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215353u uo o測量開路電壓測量開路電壓v vo o =v=vsoso方法方法4 4、開路電壓除以短路電流法開路電壓除以短路電流法。 r ro ov vsoso r ro ov vsosoi io o測量短路電流測量短路電流i io o = v= vso so / R/ Ro o輸出電阻：輸出電阻：v vo o / i/ io o = v= vso so / / （ v vso so

32、 /R/Ro o ）= R= Ro o 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215454 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)3. 增益 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。放大倍數(shù)放大倍數(shù)=輸出量輸出量輸入量輸入量輸入量輸入量輸出量輸出量單位輸入量對應(yīng)的輸出量被放大信號的靈敏度被放大輸入輸出特性的斜率增大華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215555 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)3. 增益其中(dB)lg20VA 電電壓壓增增益益四種增益ioVVAV ioIIAI ioIVAR ioVIAG IVAA、常用分貝（dB）表示。(dB)lg20IA 電流增益電

33、流增益(dB)lg10PA 功率增益功率增益當(dāng)用對數(shù)坐標(biāo)表達(dá)增益隨頻率變化的曲線時(shí)，可大大擴(kuò)大增益變化的敏感視野當(dāng)用對數(shù)坐標(biāo)表達(dá)增益隨頻率變化的曲線時(shí)，可大大擴(kuò)大增益變化的敏感視野 計(jì)算多級放大電路的總增益時(shí)，可將乘法化為加法進(jìn)行運(yùn)算計(jì)算多級放大電路的總增益時(shí)，可將乘法化為加法進(jìn)行運(yùn)算 華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215656dB討論？“甲放大電路的增益為-20倍” 和“乙放大電路的增益為-20dB”，問哪個(gè)電路的增益大？3dB電壓增益：1.41-3dB電壓增益：0.7073dB功率增益：2-3dB功率增益：0.5A0.01 0.1 0.51.02.01020100 1000AdB-

34、40-20 -60620264060增益還是增益還是2020倍方向相反倍方向相反0.10.1倍倍電壓電流增益的特殊值：電壓電流增益的特殊值：華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215757 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬 實(shí)際的放大電路中總是存在一些電抗性元件，如電容、電感、電實(shí)際的放大電路中總是存在一些電抗性元件，如電容、電感、電子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。 前述的放大電路模型是簡單理想的模型前述的放大電路模型是簡單理想的模型因此，放大電路的輸出和輸入之間的關(guān)系必然和信號頻率有關(guān)因此，

35、放大電路的輸出和輸入之間的關(guān)系必然和信號頻率有關(guān) 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)。用單頻正弦波掃頻放大電路得到放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-215858 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬 電壓增益考慮頻率時(shí)的表達(dá)式為：)j ()j ()j (io VVAV Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL)()()j ()j (ioio VV復(fù)數(shù)形式華中科技大學(xué)電信系

36、劉勃 2008-2-215959 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬 Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL或?qū)憺?()( VVAA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 頻域上的幅值增益頻域上的幅值增益頻域上的輸入輸出相位差頻域上的輸入輸出相位差兩者綜合表征頻域上的復(fù)增益兩者綜合表征頻域上的復(fù)增益 是增益的完全表示是增益的完全表示那我們前面的增益是什么？那我們前面的增益是什么？理想增益，與頻率無關(guān)理想增益，與頻率無關(guān)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216060 1

37、.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬 普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)該圖稱為波特圖縱軸：縱軸：dBdB橫軸：對數(shù)坐標(biāo)橫軸：對數(shù)坐標(biāo)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216161 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬 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)03dB20lg|AV|/dB帶寬帶寬2204060202 1022 1032 104f/HzfLfH高頻區(qū)高頻區(qū)中頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)3dB 頻率點(diǎn)頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）（半功率點(diǎn)）3dB 頻率點(diǎn)頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）（半功率點(diǎn)）下下限限頻頻率

38、率Lf稱稱為為帶帶寬寬LHffBW HLH fBWff 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng) 直流放大電路的幅頻響應(yīng)與此有何區(qū)別？問題：該電路直流能否通過？No華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216262直流放大電路的幅頻響應(yīng)華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216363某些典型信號的頻率范圍某些典型信號的頻率范圍華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216464 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）B.頻率失真（線性失真）幅度失真： 對不同頻率的信號增益不同，產(chǎn)生的失真。O t IO t O基波基波二次諧波二次諧波輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號二次諧波二次諧波基波增益相對二次諧

39、波過大有變形有變形 0 3dB 20lg|AV|/dB 帶帶寬寬 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz fL fH 基波二次諧波二次諧波華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216565 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)4. 頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）B.頻率失真（線性失真）相位失真： 對不同頻率的信號相移不同，產(chǎn)生的失真。 O t vI O t vO O t vI O t vO 基波基波 基波基波 O t vI O t vO 基波基波 二次諧波二次諧波 基波基波 二次諧波二次諧波 O t vI O t vO 信號信號 基波基波 二次諧波二次諧波 基波基波 二

40、次諧波二次諧波 信號信號 二次諧波二次諧波有滯后有滯后基波二次諧二次諧波波變形華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216666 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)5. 非線性失真 由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù):O t IO t Oend%100o122o VVkk VO1是輸出電壓信號基波分量的有效值，Vok是高次諧波分量的有效值，k為正整數(shù)。高次諧波占基波的比重華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-216767 1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)6. 失真與帶寬end帶寬是不是越寬越好？噪聲成本華中科技大學(xué)電信系劉勃 2008-2-2168681.5.1 某放大電路開路輸出電壓為某放大電路開路輸出電壓為V V0 0，短路輸出電流為，短路輸出電流為Ios ，試求其輸出，試求其輸出電阻電阻Ro 。oR =oosVi1.5.2 試說明為什么常選用頻率可連續(xù)變化的正弦波信號發(fā)生器作為放大電試說明為什么常選用