(完整word版)中職電子技術(shù)基礎(chǔ)

(完整word版)中職電子技術(shù)基礎(chǔ)(完整word版)中職電子技術(shù)基礎(chǔ)．加偏置的OCL電路通常OCL電路如圖所示，在兩個功放管的基極之間串聯(lián)二極管和電阻，為三極管VT1、VT2的發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，從而減小交越失真。由于OCL電路靜態(tài)時兩三極管的發(fā)射極是零電位，所以負(fù)載可直接接到發(fā)射極而不必采用輸出耦合電容，故稱為無輸出電容的互補(bǔ)功放電路.該電路采用直接耦合,具有低頻響應(yīng)好，輸出功率大，電路便于集成等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于一些高級音響設(shè)備中。但OCL電路需要兩個獨立的電源,使用起來會感到不方便。三、OTL互補(bǔ)對稱功率放大電路單電源互補(bǔ)對稱功率放大器,又稱無輸出變壓器功率放大器，簡稱OTL電路。如下圖所示為OTL電路。與OCL電路不同的是，電路由雙電源改為單電源供電,輸出端經(jīng)大電容CL與負(fù)載RL耦合。1、靜態(tài)分析ui=0時，IB=0,由于兩三極管特性對稱,UA=，則CL上充有左正右負(fù)的靜態(tài)電壓，相當(dāng)于一個電壓為的直流電源.此外，在輸出端耦合電容CL的隔直作用下，IRL=0。2．動態(tài)分析在ui正、負(fù)周期，電路與OCL電路相似，VT1、VT2交替工作,互相補(bǔ)充，通過CL的耦合，向負(fù)載RL提供完整的輸出信號.3．加偏置的OTL電路如上圖說示是加偏置后的OTL電路。A點的電壓經(jīng)過R1、R2分壓，為三極管VT1提供基極電壓,VT2、VT3是OTL電路的一對互補(bǔ)三極管，為了克服交越失真，在兩個互補(bǔ)三極管的基極之間串聯(lián)二極管VD1、VD2,以提供輸出三極管發(fā)射結(jié)所需的正向偏壓。OTL電路采用單電源供電,輸出通過大容量的耦合電容與負(fù)載連接，稱為無輸出變壓器的互補(bǔ)功放電路。與OCL電路相比,該電路少用一個電源，故結(jié)構(gòu)簡單、使用方便.但OTL電路輸出采用大電容耦合，所以其頻率響應(yīng)較差，不利于電路的集成化。四、集成功率放大器集成功放使用應(yīng)注意輸出引腳外接電路的特征，如圖所示是單聲道集成功放輸出引腳外電路特征示意。對于雙聲道功率放大器，左、右聲道電路完全對稱，即兩個輸出端，外電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)完全一致。1、LM386集成功放LM386是一種目前應(yīng)用較多的小功率音頻放大器，其內(nèi)部電路為OTL電路.LM386電路功耗低、增益可調(diào)、允許的電源電壓范圍寬、通頻帶寬、外接元件少，廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、電視伴音等系統(tǒng)中，是專為低損耗電源所設(shè)計的功率放大器集成電路。例：LM386的典型應(yīng)用電路。2、TDA2822集成功放TDA2822是小功率雙通道功率放大器，內(nèi)含兩個獨立的功放模塊。TDA2822具有使用電源范圍寬（3～15V）、靜態(tài)電流小、交叉失真小等特點，可組成雙聲道BTL電路。適用于便攜式、微小型收錄機(jī)、電腦音響中作功率放大。

第四章直流穩(wěn)壓電源第一節(jié)直流穩(wěn)壓電源的組成一、直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖直流穩(wěn)壓電源的組成如圖所示。（1)整流——將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。（2）濾波--減小交流分量使輸出電壓平滑.（3)穩(wěn)壓——穩(wěn)定直流電壓。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化的影響，從而獲得足夠的穩(wěn)定性。二、常用穩(wěn)壓電源電路穩(wěn)壓電路中所采用的調(diào)整期間及所處工作狀態(tài)不同，會影響穩(wěn)壓電源的各項性能，如電路結(jié)構(gòu)、工作過程等，由調(diào)整器件構(gòu)成的電路通常有以下幾種：1、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路。利用穩(wěn)壓二極管可以構(gòu)成簡單的穩(wěn)壓電路，常用來輸出基準(zhǔn)電壓.由于小功率穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流較小，因此不能適應(yīng)負(fù)載較大電流的需要。2、三極管穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路中的三極管起調(diào)整作用，若三極管工作在線性區(qū)為線性穩(wěn)壓電源；若三極管工作在開關(guān)狀態(tài)則為開關(guān)式穩(wěn)壓電源。3、晶閘管穩(wěn)壓電路。晶閘管作為穩(wěn)壓電路中的調(diào)整器件,該電路是開關(guān)式穩(wěn)壓電路。由于晶閘管的耐壓性能良好，因此,常被用于制造大功率穩(wěn)壓電路。4、集成穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓電路具有體積小、使用方便等優(yōu)點,在各種電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。第二節(jié)三端集成穩(wěn)壓電源將串聯(lián)穩(wěn)壓電路和各種保護(hù)電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在常用的穩(wěn)壓器一般只有三個端子：輸入端、輸出端和公共端,故也稱為三端式集成穩(wěn)壓器（簡稱三端穩(wěn)壓器）,在三端穩(wěn)壓器內(nèi)有過流、過熱及短路保護(hù)電路.一、三端固定輸出穩(wěn)壓器1、CW78××系列CW78╳╳系列的引腳排列如圖所示，①腳為輸入端（Ui）、②腳為公共端（ADJ）、③腳為輸出端(UO)。CW78╳╳系列三端固定式集成穩(wěn)壓器的基本電路如圖所示。C1用來抑制電路產(chǎn)生自激振蕩并減小紋波電壓;C2用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，C1和C2通常取小于1μF的電容。實際應(yīng)用中，常在C2兩端并聯(lián)10μF左右的電解電容，可減小低頻干擾。若C2容量較大，可在穩(wěn)壓器輸入端和輸出端之間跨接一個二極管,如圖中虛線所示。2、CW79××系列CW79╳╳系列穩(wěn)壓器是負(fù)電壓輸出，引腳排列如圖所示。注意引腳排列與CW78╳╳系列不同。其中①腳為公共端（ADJ）、②腳為輸入端（Ui）、③腳為輸出端(Uo）.下圖所示為負(fù)電壓輸出的三端固定式集成穩(wěn)壓器的基本電路.如圖所示電路采用78╳╳系列正電源穩(wěn)壓器和79╳╳系列負(fù)電壓穩(wěn)壓器構(gòu)成正、負(fù)輸出的穩(wěn)壓電源，兩組電源采用同一個整流電源和同一個公共接地端。三端固定式系列集成穩(wěn)壓器使用和安裝極其方便，故它適用于對可靠性和穩(wěn)壓性能要求較高的電壓場合。不方便之處是它的輸出電壓固定，在使用中仍感到有些不足。因此出現(xiàn)了三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器.這類穩(wěn)壓器既保留了三端的間單結(jié)構(gòu),又實現(xiàn)了輸出電壓連續(xù)可調(diào)。二、三端可調(diào)式輸出穩(wěn)壓器常見產(chǎn)品有國產(chǎn)型號CW317、CW337，進(jìn)口型號有LM317、LM337等。后兩位數(shù)字為17，則為正電壓輸出，若是37，則為負(fù)電壓輸出。三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的外形與引腳排列如圖所示。CW317的①腳為調(diào)整端、②腳為輸入端、③腳為輸出端,CW337的①腳為調(diào)整端、②腳為輸出端、③腳為輸入端。如下圖所示是CW317的基本電路，輸出電壓Uo=1。25＋(1+RP/R1），式中1。25V是CW317內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，改變RP的阻值就可以改變輸出電壓范圍，輸出電壓范圍為1.2V~37V，最大輸出電流IL為1。5A.下圖所示為采用CW317和CW337構(gòu)成的實用正、負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓電路，電路對稱，調(diào)節(jié)電位器RP可使輸出電壓在±（1。2V～20V）之間可調(diào)，正負(fù)電源也可單獨使用。三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器與固定式穩(wěn)壓器相比，使用起來同樣簡便。它的穩(wěn)壓精度遠(yuǎn)高于三端固定式穩(wěn)壓器，而且使用它制作穩(wěn)壓電源有很大的靈活性。－SHAPE\＊MERGEFORMAT－

第五章正弦波振蕩電路在實踐中，廣泛采用各種類型的信號產(chǎn)生電路，就其波形來說,可能是正弦波或非正弦波。而正弦波振蕩電路按電路的形式又可分為RC振蕩電路、LC振蕩電路和石英晶體振蕩電路等；非正弦波振蕩電路按信號形式又可分為方波、鋸齒波和三角波振蕩電路等。本章重點討論正弦波振蕩電路。振蕩電路的性能指標(biāo)主要有兩個：一是要求輸出信號的幅度要準(zhǔn)確而且穩(wěn)定；二是要求輸出信號的頻率要準(zhǔn)確而且穩(wěn)定。第一節(jié)正弦波振蕩電路的振蕩條件振蕩電路本質(zhì)上也屬于反饋電路，當(dāng)∣1+AF∣=0時，即使沒有外加信號，電路也有輸出，這就是常說的自激現(xiàn)象。對于放大電路而言,需要采取措施來防止自激的產(chǎn)生，而振蕩電路就是利用自激效應(yīng)來產(chǎn)生振蕩信號的.通常正弦波振蕩電路的基本結(jié)構(gòu)是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的正反饋放大電路，如下圖所示.電路中要滿足正反饋即Xa和Xf同極性才能產(chǎn)生自激振蕩，這就是正弦信號產(chǎn)生的相位條件。為了使電路在沒有外加信號時足以引起自激振蕩，要求反饋回來的信號大于原進(jìn)入放大器的信號，即滿足:∣Xf∣>∣Xa∣或∣AF∣>1此時對于電路中任何微小的擾動或噪聲，只要滿足相位條件，通過正反饋便可以產(chǎn)生自激振蕩。產(chǎn)生振蕩后，為了得到單一頻率的正弦波，電路要有選頻特性,這一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。它是由R、C元件組成，也可以由L、C元件組成，分別稱為RC振蕩電路和LC振蕩電路，前者常用來產(chǎn)生1Hz—1MHz范圍的低頻信號，后者常用來產(chǎn)生1MHz以上的高頻信號。選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在放大電路當(dāng)中，也可以在反饋網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。而為了使輸出信號的幅度不是持續(xù)增長而是穩(wěn)定在一個幅度且不失真，需要一個穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。同樣,它可以設(shè)置在放大電路中或反饋網(wǎng)絡(luò)中。由于引起自激振蕩必須有正反饋和∣AF∣>1,因此把它稱為起振條件.其中振幅平衡條件為∣AF∣>1相位平衡條件為正弦波振蕩電路一般由以下幾個部分組成：放大環(huán)節(jié)，反饋網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)（可以包含在放大或反饋網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中），穩(wěn)壓環(huán)節(jié)（可以包含在放大或反饋網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中)，其它環(huán)節(jié)（頻率和幅度的調(diào)節(jié)）.第二節(jié)RC正弦波振蕩電路一、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性RC橋式正弦波振蕩電路的主要特點是采用RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò),因此我們必須先了解它的頻率特性，然后再分析這種正弦振蕩電路的工作原理。將電阻R1和電容C1串聯(lián),R2與C2并聯(lián)，就構(gòu)成了RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。圖中網(wǎng)絡(luò)的輸入為前級電路輸出U1，網(wǎng)絡(luò)的輸出為反饋電壓U2。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的原理等效圖形見上圖。在信號頻率為零和無窮大之間必然存在一個頻率，使得相移為零，這說明該RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性。令ω0=1/（RC）,則諧振頻率為當(dāng)f=f0時,∣F∣max=1/3，φf=0。此時RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)輸出電壓幅度最大，并為輸入電壓的1/3，同時輸出電壓和輸入電壓同相。RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性如下圖所示。二、RC橋式振蕩電路在ω=ω0=1/(RC）時,經(jīng)RC反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\放同相端的電壓Vf與Vo同相,即有φf=0和。這樣，放大電路和由Z1、Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)剛好形成正反饋系統(tǒng),可以滿足相位平衡條件,因而有可能振蕩。所謂建立振蕩，就是要使電路自激,從而產(chǎn)生持續(xù)的振蕩。由于電路中存在噪聲，它的頻譜分布很廣,其中一定包括有ω=ω0=1/（RC）這樣一個頻率成分。這種微弱的信號，經(jīng)過放大器和正反饋網(wǎng)絡(luò)形成閉環(huán).由于放大電路的AV開始時略大于3，反饋系數(shù)FV=1/3,因而使輸出幅度愈來愈大,最后受電路中非線性元件的限制，使振蕩幅度自動地穩(wěn)定下來，此時AV=3，達(dá)到AVFV=1振幅平衡條件.由于集成運放接成同相比例放大電路，它的輸出阻抗可視為零，而輸入阻抗遠(yuǎn)比RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗大得多，可忽略不計,因此，振蕩頻率即為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的fo=1/(2πRC)。當(dāng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)反饋的強(qiáng)弱，使AV的值略大于3時，其輸出波形為正弦波,如AV的值遠(yuǎn)大于3，則因振幅的增長，致使波形將產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真。第三節(jié)LC正弦波振蕩電路LC正弦波振蕩電路主要用來產(chǎn)生高頻正弦信號，一般在1MHz以上.LC正弦波振蕩電路原理與RC振蕩電路基本相同.LC正弦波振蕩電路的反饋和選頻網(wǎng)絡(luò)一般由電感和電容組成。根據(jù)反饋形式的不同,又分為變壓器式、電感三點式、電容三點式3種電路.一、LC并聯(lián)回路的選頻特性LC并聯(lián)諧振回路如下圖所示。R表示電感線圈的等效電阻,其阻值一般很小。由電路可知，當(dāng)ωL—1/（ωC）=0時，電路產(chǎn)生并聯(lián)諧振,此時對應(yīng)的頻率為式中，fo為諧振頻率,L為諧振網(wǎng)絡(luò)的總電感,C為諧振網(wǎng)絡(luò)的總電容。Q為諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，是用來評價回路損耗大小的指標(biāo)，一般為幾十到幾百，表達(dá)式為電路損耗越小，且諧振頻率相同條件下，L取值越大、C取值越小，品質(zhì)因數(shù)越大,即選頻特性越好。不同Q值時LC并聯(lián)電路的幅頻和相頻特性如下所示。二、變壓器反饋式LC振蕩電路變壓反饋式LC振蕩器電路如上圖所示，它由放大電路、變壓器反饋電路和選頻電路三部分組成。通過選擇高值的BJT和調(diào)整變壓器的匝數(shù)比,可以滿足∣AF∣>1，電路可以起振.BJT進(jìn)入非線性區(qū)，波形出現(xiàn)失真，從而幅值不再增加,達(dá)到穩(wěn)幅目的。雖然波形出現(xiàn)了失真,但由于LC諧振電路的Q值很高，選頻特性好，所以仍能選出0的正弦波信號.電路的正弦波振蕩頻率為式中，L1為考慮了變壓器及互感影響后的總電感.變壓器反饋式振蕩電路易于產(chǎn)生振蕩，輸出電壓的波形失真不大，應(yīng)用范圍廣泛。但是由于輸出電壓與反饋電壓靠磁路耦合，因而耦合不緊密，損耗較大。并且振蕩頻率的穩(wěn)定性不高.三、三點式LC振蕩電路三點式LC并聯(lián)電路仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)。中間端的瞬時電位一定在首、尾端電位之間.三點的相位關(guān)系為：若中間點交流接地，則首端與尾端相位相反;若首端或尾端交流接地，則其它兩端相位相同.1、電感三點式LC振蕩電路下圖所示為電感反饋式振蕩電路，原邊線圈的三個端分別接在晶體管的三個極，故稱電感反饋式振蕩電路為電感三點式電路。瞬時極性法判斷電路是否滿足正弦波振蕩的相位條件：斷開反饋，加頻率為f0的輸入電壓，給定其極性，判斷出從N2上獲得的反饋電壓極性與輸入電壓相同，故電路滿足正弦波振蕩的相位條件。只要電路參數(shù)選擇得當(dāng),電路就可滿足幅值條件，而產(chǎn)生正弦波振蕩。振蕩頻率為電感反饋式振蕩電路中N2與N1之間耦合緊密，振幅大，易起振；當(dāng)C采用可變電容時，可以獲得調(diào)節(jié)范圍較寬的振蕩頻率，最高振蕩頻率可達(dá)幾十MHz。由于反饋電壓取自電感，對高頻信號具有較大的電抗,反饋信號中含有較多的高次諧波分量，輸出電壓波形不好。2、電容三點式LC振蕩電路為了獲得較好的輸出電壓波形，若將電感反饋式振蕩電路中的電容換成電感，電感換成電容，并在轉(zhuǎn)換后將兩個電容的公共端接地，且增加集電極電阻Rc，就可得到電容反饋式振蕩電路，如下圖所示。因為兩個電容的三個端分別接在晶體管的三個極，故也稱為電容三點式電路。斷開反饋，加頻率為f0的輸入電壓，給定其極性，判斷出從C2上所獲得的反饋電壓極性與輸入電壓相同,故電路弦波振蕩的相位條件，各點瞬時極性如圖所示.只要電路參數(shù)選擇得當(dāng)，電路就可以滿足幅值條件，而產(chǎn)生正弦波振蕩。振蕩頻率為反饋系數(shù)為電容反饋式振蕩電路的輸出電壓波形好,但若用改變電容的方法來調(diào)節(jié)振蕩頻率，則會影響電路的反饋系數(shù)和起振條件；而若用改變電感的方法來調(diào)節(jié)振蕩頻率，則比較困難；常用在固定振蕩頻率的場合.在振蕩頻率可調(diào)范圍不大的情況下，可采用如右圖所示電路作為選頻網(wǎng)絡(luò)。若要提高電容反饋式振蕩電路的頻率,要減小C1、C2的電容量和L的電感量。實際上，當(dāng)C1和C2減小到一定程度時，晶體管的極間電容和電路中的雜散電容將納入C1和C2之中，從而影響振蕩頻率.這些電容等效為放大電路的輸入電容Ci和輸出電容Co，改進(jìn)型電路和等效電器如下圖所示。由于極間電容受溫度的影響，雜散電容又難于確定，為了穩(wěn)定振蕩頻率，在電感支路串聯(lián)一個小容量電容C3，而且C3〈〈C1，C3〈<C2,這樣振蕩頻率為幾乎與C1和C2無關(guān)，也與Ci和Co無關(guān)，所以頻率穩(wěn)定度高。第四節(jié)石英晶體振蕩電路一、石英晶體的基本特性和等效電路石英晶體具有"壓電效應(yīng)”，即在晶片兩面加上電場，晶片就會產(chǎn)生形變.相反，若在晶片上施加機(jī)械壓力,則在晶片的相應(yīng)方向上會產(chǎn)生一定的電場.因此，當(dāng)晶片的兩極加上交變電壓時,晶片就會產(chǎn)生機(jī)械振動，同時晶片的機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電場。若從外電路來看,這就相當(dāng)于有一交變電流通過晶片。在一般情況下,晶體機(jī)械振動的振幅是非常微小的,只有在外加交變電壓的頻率等于晶片的固有振蕩頻率時,振動的振幅和交變電流才突然增至最大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,因此,石英晶體又稱為石英諧振器。在石英晶體兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)有利于一定頻率的機(jī)械變形,而這種機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電場，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一般情況下，無論是機(jī)械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。但是，當(dāng)交變電場的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大,產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。石英晶體的等效電路如下圖所示。當(dāng)石英晶體不振動時,可等效為一個平板電容C0，稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片的幾何尺寸和電極面積，一般約為幾到幾十皮法。當(dāng)晶片產(chǎn)生振動時,機(jī)械振動的慣性等效為電感L，其值為幾毫亨。晶片的彈性等效為電容C，其值僅為0。01到0.1pF，因此C<〈C0。晶片的磨擦損耗等效為電阻R,其值約為100Ω，理想情況下R=0。當(dāng)?shù)刃щ娐分械腖、C、R支路產(chǎn)生串聯(lián)諧振時,該支路呈純