電子技術(shù)與應(yīng)用 課件 項(xiàng)目二任務(wù)4分析部分電路的功能特性

電子技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目二光控路燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)活動(dòng)1:認(rèn)領(lǐng)本次教學(xué)的目標(biāo)任務(wù)任務(wù)4分析部分電路的功能特性01了解本任務(wù)的內(nèi)容03了解本完成本項(xiàng)目所需的元件及儀表02了解本任務(wù)培養(yǎng)的知識(shí)技能目錄/CONTENTS課程導(dǎo)入在前面幾次課，我們已經(jīng)對(duì)項(xiàng)目二路燈自動(dòng)控制器的分析與制作正任務(wù)二的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行了學(xué)習(xí)。從今天這節(jié)課開始，我們將進(jìn)行任務(wù)四分析部分電路的功能特性——認(rèn)領(lǐng)本次教學(xué)的目標(biāo)任務(wù)這一任務(wù)的學(xué)習(xí)，那么對(duì)于分析部分電路的功能特性，相信同學(xué)們從任務(wù)名稱就知道了，我們將分析路燈電路中的電源指示電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行分析，分析這些電路的功能和特性。目標(biāo)任務(wù)分解01/PART

ONE一、教學(xué)目標(biāo)任務(wù)重難點(diǎn)內(nèi)容02/PART

TWO二、重難點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)1.掌握光控路燈控制器電路的各個(gè)部分電路（驅(qū)動(dòng)電路、控制電路）的工作狀態(tài)，并制作測試；2.掌握基本放大電路的工作原理與靜態(tài)工作點(diǎn)；3.掌握兩級(jí)放大電路的工作原理；4.掌握差分放大電路的工作原理，并制作測試；5.掌握使用示波器和函數(shù)發(fā)生器的方法。1.能獨(dú)立分析分析光控路燈控制器電路的工作原理；2.能制作驅(qū)動(dòng)電路、控制電路，并測試數(shù)據(jù)；3.能獨(dú)立分析基本放大電路的工作原理；4.能制作并測試差分放大電路；5.能熟練使用示波器和函數(shù)發(fā)生器。重難點(diǎn)課程小結(jié)通過本節(jié)課我們對(duì)任務(wù)目標(biāo)的分析，相信大家對(duì)任務(wù)3電路的裝配與測試要完成哪些目標(biāo)任務(wù)都應(yīng)該十分清楚了。1.能進(jìn)行電路的焊接，2.學(xué)會(huì)用萬用表測量電路參數(shù)；3.完成工作頁上的對(duì)應(yīng)內(nèi)容的解答。任務(wù)三中我們要對(duì)電路進(jìn)行焊接，在電路焊接過程中，要發(fā)揮工匠精神

精益求精，尤其在焊接緊密器件時(shí)，其引腳間距很短，同學(xué)要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要領(lǐng)，努力練習(xí)，熟練地掌握了最佳的焊接位置和時(shí)間控制，充分體現(xiàn)了精益求精的工匠精神。2017-2018年度廣東省職業(yè)院校技能大賽王沛鋒同學(xué)和方乙森同學(xué)就詮釋了這種精神.思考題（可選）任務(wù)3主要學(xué)什么內(nèi)容？01活動(dòng)2:解析驅(qū)動(dòng)電路任務(wù)4分析部分電路的功能特性01認(rèn)識(shí)項(xiàng)目二電路03介紹驅(qū)動(dòng)電路02介紹電源指示電路目錄/CONTENTS04制作并測試驅(qū)動(dòng)電路介紹項(xiàng)目二電路01/PART

ONE一、介紹項(xiàng)目二電路項(xiàng)目二介紹的是光控路燈控制器電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，如右圖所示為光控路燈控制器電路圖，其分為三個(gè)部分，分別是電源指示電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，各個(gè)部分電路的功能不同，接下來我們將對(duì)其分別進(jìn)行分析，了解組成每個(gè)部分電路的元器件，并分析探討元器件參數(shù)。光控路燈控制器電路介紹電源指示電路02/PART

TWO二、介紹電源指示電路電源指示電路由發(fā)光二極管和電阻組成，選用紅色發(fā)光二極管，其導(dǎo)通電壓約為2.0V，工作電流約為20mA；添加的電源為12V直流電源。為保護(hù)發(fā)光二極管，且滿足發(fā)光二極管的工作電壓，根據(jù)歐姆定律，串聯(lián)一個(gè)1KΩ的普通電阻。電源指示電路二、介紹電源指示電路電源指示電路的仿真接上12V的電源，紅色發(fā)光二極管發(fā)光，說明路燈指示電路正確。認(rèn)識(shí)驅(qū)動(dòng)電路03/PART

THREE三、認(rèn)識(shí)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路首先我們看這是我們的路燈控制電路結(jié)構(gòu)圖，對(duì)于路燈電路結(jié)構(gòu)圖來說，今天我們來分析驅(qū)動(dòng)部分的電路三、認(rèn)識(shí)驅(qū)動(dòng)電路VB趨于0，所以此時(shí)三極管Q1不導(dǎo)通處于截止?fàn)顟B(tài)。因?yàn)槿龢O管Q1不導(dǎo)通處于截止?fàn)顟B(tài)，所以其集電極就沒有電流流過，由于三極管Q1不導(dǎo)通，三極管Q2的基極上電流幾乎為0導(dǎo)致三極管Q2也不會(huì)導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)。白天路燈驅(qū)動(dòng)電路仿真圖1、分析白天驅(qū)動(dòng)電路工作狀態(tài)三、認(rèn)識(shí)驅(qū)動(dòng)電路三極管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)。三極管Q1導(dǎo)通使得其集電極有電流，那么通過電路關(guān)系可知，三極管Q2的基極就有電流流過，且達(dá)到導(dǎo)通條件，從而使三極管Q2也導(dǎo)通。我們這里用了一個(gè)發(fā)光二極管來演示三極管Q2的集電極電流的大小，發(fā)光二極管亮，說明三極管Q2夜晚時(shí)的集電極電流比白天時(shí)大。2、分析夜晚驅(qū)動(dòng)電路工作狀態(tài)夜晚路燈驅(qū)動(dòng)電路仿真圖驅(qū)動(dòng)電路工作狀態(tài)仿真制作并測試驅(qū)動(dòng)電路04/PART

FOUR四、制作并測試驅(qū)動(dòng)電路制作并測試驅(qū)動(dòng)電路，如圖2-22所示，需要用到的材料有：1個(gè)1kΩ電阻，1個(gè)200kΩ電阻，1個(gè)20kΩ電阻，2個(gè)10kΩ電阻，1個(gè)510Ω電阻，一個(gè)光敏電阻，1個(gè)NPN型三極管2SC1815，1個(gè)PNP型三級(jí)2SA1015，1個(gè)紅色發(fā)光二極管。需要使用的輔助器材有：直流穩(wěn)壓電源，電烙鐵（絡(luò)鐵架，松香，海綿），焊錫絲，導(dǎo)線，鑷子，斜口鉗，指針萬用表和面包板。1、制作驅(qū)動(dòng)電路需要的元器件四、制作并測試驅(qū)動(dòng)電路2、通過視頻學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)電路制作過程四、制作并測試驅(qū)動(dòng)電路3、測試驅(qū)動(dòng)電路并填入下表在白天和夜晚兩種狀態(tài)下，分別使用指針萬用表測量電路板中三極管的電極數(shù)據(jù)，并記錄在下表中。光照狀態(tài)描述現(xiàn)象三極管對(duì)地電壓三極管Q1/V三極管Q2/V白天

基極

集電極

發(fā)射極

夜晚

基極

集電極

發(fā)射極

通過本次課程的學(xué)習(xí)，大家了解了電源指示電路的工作原理及產(chǎn)生的現(xiàn)象，掌握了驅(qū)動(dòng)電路的分析方法和在不同條件下的工作狀態(tài)，具有制作并測試驅(qū)動(dòng)電路的能力，希望能對(duì)大家學(xué)習(xí)項(xiàng)目二電路有所幫助。課程小結(jié)思考題（可選）電源指示電路中的電阻的作用是什么？01請問驅(qū)動(dòng)電路白天和夜晚工作狀態(tài)不同的原因是什么？02活動(dòng)3:解析控制電路任務(wù)4分析部分電路的功能特性01控制電路工作原理02制作并測試控制電路03課后小結(jié)目錄/CONTENTS課程導(dǎo)入在分析夜晚控制電路工作過程之前，先來看一段仿真視頻，看控制電路工作的現(xiàn)象?？刂齐娐饭ぷ髟?1/PART

ONE一、控制電路工作原理控制電路是使電器按我們的要求動(dòng)作的電路；控制電路包括外部信號(hào)輸入部分、各中開關(guān)、電源、電器等?？刂齐娐烦１挥米髯詣?dòng)調(diào)節(jié)電路、安全保障電路以及轉(zhuǎn)換電路等。在光控路燈控制器電路中，控制電路的作用是控制路燈按照我們的要求點(diǎn)亮或熄滅。一、控制電路工作原理此電路圖由12V電源、開關(guān)、發(fā)光二極管、電阻、JK繼電器、白織燈和220V交流電構(gòu)成電阻：分壓，防止發(fā)光二極管被擊穿燈泡：220V交流電源：市電220V直流電源發(fā)光二極管：查看12V電源是否接通JK繼電器：開關(guān)開關(guān)：模擬驅(qū)動(dòng)電路的狀態(tài)接地1）電源指示電路分析，12V直流電源穩(wěn)定輸出，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。表明電源正常工作。斷開狀態(tài)一、控制電路工作原理1、白天控制電路的工作狀態(tài)分析斷開狀態(tài)2）在白天的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電路不工作，所以模擬驅(qū)動(dòng)電路工作狀態(tài)的開關(guān)SA斷開。此時(shí)，JK繼電器線圈、開關(guān)SA、12V直流電源、接地構(gòu)成的回路中，無電流流過JK繼電器的線圈。1、白天控制電路的工作狀態(tài)分析一、控制電路工作原理斷開狀態(tài)3）JK繼電器線圈中無電流通過后，常開觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。所以由JK繼電器常開觸點(diǎn)、220V交流市電和燈泡組成的回路不導(dǎo)通，燈泡不點(diǎn)亮。1、白天控制電路的工作狀態(tài)分析一、控制電路工作原理1）電源指示電路分析，12V直流電源穩(wěn)定輸出，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。表明電源正常工作。2、夜晚控制電路的工作過程分析一、控制電路工作原理2）通過之前課程對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的學(xué)習(xí)可知，在夜晚的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電路中（出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的圖），光敏電阻阻值增大，三極管Q1與Q2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通，所以模擬驅(qū)動(dòng)電路工作狀態(tài)的開關(guān)SA閉合。此時(shí)，JK繼電器線圈、開關(guān)SA、12V直流電源、接地構(gòu)成的回路中，電流流過開關(guān)SA，流入JK繼電器的線圈，最后流到地。2、夜晚控制電路的工作過程分析一、控制電路工作原理3）JK繼電器線圈中有電流通過后，產(chǎn)生磁場，使常開觸點(diǎn)閉合。所以由JK繼電器常開觸點(diǎn)、220V交流市電和燈泡組成的回路導(dǎo)通，所以可以看到燈泡點(diǎn)亮的現(xiàn)象。2、夜晚控制電路的工作過程分析一、控制電路工作原理制作并測試控制電路02/PART

TWO二、制作并測試控制電路控制電路的安裝，如圖2-23所示，需要的元器件有：1個(gè)5WLED燈泡與配套燈座、1個(gè)按鈕開關(guān)、1個(gè)JK繼電器、1個(gè)紅色發(fā)光二極管、1個(gè)2kΩ電阻、1塊面包板需要使用的工具儀表有：直流穩(wěn)壓電源、排針、排線、鑷子、剝線鉗、斜口鉗、絕緣膠布、焊錫絲、指針萬用表、銼刀、電烙鐵、海綿，松香，擱架。1、制作控制電路需要的元器件二、制作并測試控制電路2、通過視頻學(xué)習(xí)控制電路制作過程二、制作并測試控制電路3、測試控制電路并填入下表焊接完成后，對(duì)電路板進(jìn)行測試，使用的儀器儀表為萬用表之電流表功能，并將測試結(jié)果填寫在下表中：JK繼電器中流過的電流大小/A燈泡中流過的電流大小/A

將夜晚控制電路的工作狀態(tài)和白天控制電路的工作狀態(tài)結(jié)合，得到控制電路的工作狀態(tài)，為：夜晚的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電路工作，模擬驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)閉合，JK繼電器有電流通過，常開觸點(diǎn)閉合，燈泡與220V交流電構(gòu)成的回路閉合，有電流通過，燈泡點(diǎn)亮；白天的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電路不工作，模擬驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)斷開，JK繼電器線圈中無電流通過，常開觸點(diǎn)斷開，燈泡與220V交流電構(gòu)成的回路斷開，燈泡不點(diǎn)亮。課程小結(jié)電路的設(shè)計(jì)與分析是需要不斷推敲，不斷改進(jìn)的，只有精益求精的調(diào)整電路的元器件、參數(shù)，改進(jìn)電路的缺點(diǎn)，才能夠使電路更加符合我們的設(shè)計(jì)要求。課程小結(jié)思考題（可選）請使用Multisim14.0繪制控制電路原理圖，并就白天和夜晚兩種情況進(jìn)行控制電路的仿真。01活動(dòng)4：延伸應(yīng)用三極管基本放大電路任務(wù)4分析部分電路的功能特性01認(rèn)識(shí)三極管的三種基本組態(tài)03放大電路的頻率響應(yīng)02解析共射極基本放大電路04解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)目錄/CONTENTS課程導(dǎo)入VcbePNPVcbeNPN(b)

三極管的結(jié)構(gòu)示意圖與電路符號(hào)：（a）結(jié)構(gòu)示意圖；（b）電路符號(hào)認(rèn)識(shí)三極管的三種基本組態(tài)01/PART

ONE一、認(rèn)識(shí)三極管的三種基本組態(tài)注：不管是哪一種接法，要使三極管具有放大作用，都必須保證發(fā)射結(jié)正偏，集電極反偏。共集電極（CC）共基級(jí)（CB）共發(fā)射極（CE）一、認(rèn)識(shí)三極管的三種基本組態(tài)共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路電路AuRi中（幾百歐~幾千歐）大（幾十千歐以上）?。◣讱W~幾十歐）R0中（幾十千歐~幾百千歐）?。◣讱W~幾十歐）大（幾十千歐~幾兆歐）頻率響應(yīng)差較好好應(yīng)用場合一般放大，多級(jí)放大器的中間級(jí)輸入級(jí)、輸出級(jí)或阻抗變換、緩沖（隔離）級(jí)高頻放大、寬頻大放大震蕩及恒流電源解析共射極基本放大電路02/PART

TWO二、解析共射極基本放大電路共射極基本放大電路是常常使用的基本放大電路。既能夠放大電流又能夠放大電壓。對(duì)共射極基本電路進(jìn)行分析，能夠深入了解放大的原理。對(duì)放大電路的基本要求，一是能夠放大，二是不失真，所以，放大電路由兩部分組成：提供電路正常放大的直流偏置電路，其作用是為三極管處于放大狀態(tài)提供發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的電壓；使交流信號(hào)通過交流通道，把交流信號(hào)有效地輸入—放大—輸出。圖1基極上偏置式共射極基本放大電路圖2基極分壓式共射極基本放大電路二、解析共射極基本放大電路1.基極上偏置式共射極基本放大電路的電路組成形式，及各元器件作用二、解析共射極基本放大電路2.基極分壓式共射極基本放大電路的電路組成形式，及各元器件作用發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏飽和狀態(tài)：發(fā)射結(jié)電壓小于開啟電壓，集電結(jié)反偏截止?fàn)顟B(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏放大狀態(tài)：二、解析共射極基本放大電路3.三極管的三種基本狀態(tài)問：什么叫做小信號(hào)？答：小信號(hào)是指電路系統(tǒng)中信號(hào)函數(shù)的峰峰值（最大值減去最小值）相對(duì)足夠小的信號(hào)。一般是指振幅在毫伏級(jí)的交流信號(hào)。4.小信號(hào)的含義二、解析共射極基本放大電路設(shè)使用的三極管為硅管，即三極管的導(dǎo)通電壓UBE=0.7V。基極上偏置式共射極放大電路基極上偏置式共射極放大電路——直流通路回路1回路1VBVCVEiCiEiB5.基極上偏置式共射極放大電路二、解析共射極基本放大電路基極上偏置式共射極放大電路基極分壓式共射極放大電路——直流通路回路1VBVCVEiBiCiE回路26.基極分壓式共射極基本放大電路二、解析共射極基本放大電路放大電路的頻率響應(yīng)

03/PART

THREE三、放大電路的頻率響應(yīng)

在實(shí)際工作中，遇到的信號(hào)是在一段頻率范圍內(nèi)的變化的。在放大電路中，由于存在耦合電容、旁路電容、三極管的結(jié)電容與電路中的雜散電容等，它們的容抗都將隨著頻率變化而變化，從而影響信號(hào)的傳輸效果，使同一放大電路對(duì)不同頻率的信號(hào)具有不同的放大作用。我們把放大電路對(duì)不同頻率正弦信號(hào)的放大效果稱為頻率響應(yīng)。三、放大電路的頻率響應(yīng)

放大電路的頻率響應(yīng)可直接用放大電路的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系來描述式中，Au(f)表示電壓放大倍數(shù)的模與頻率的關(guān)系，稱為幅頻特性，而φ(f)表示放大電路輸出電壓與輸入電壓之間的相位差與頻率的關(guān)系，稱為相頻特性。兩種綜合起來稱為放大電路的頻率響應(yīng)。三、放大電路的頻率響應(yīng)

單級(jí)阻容耦合放大電路的頻率響應(yīng)：圖中可見，在某一段頻率范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)與頻率無關(guān)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位差為-180o，這一個(gè)頻率范圍稱為中頻區(qū)。在中頻區(qū)之外，隨著頻率的降低或增加，電壓放大倍數(shù)都要減小，相位差也要發(fā)生變化。放大電路的頻率響應(yīng)特性三、放大電路的頻率響應(yīng)

單級(jí)阻容耦合放大電路的頻率響應(yīng)：在中頻區(qū)，由于耦合電容和射極旁路電容的容量較大，其等效容抗很小，可視為短路。另外，三極管的結(jié)電容以及電路中的雜散電容很小，等效容抗很大，可視為開路。所以在中頻區(qū)，可認(rèn)為信號(hào)在傳輸過程中不受電容的影響，從而使電壓放大倍數(shù)幾乎不受頻率變化的影響，該區(qū)的特性曲線較平坦。放大電路的頻率響應(yīng)特性三、放大電路的頻率響應(yīng)

單級(jí)阻容耦合放大電路的頻率響應(yīng)：在低頻區(qū)，Au下降的原因是由于耦合電容C1、C2，以及射極旁路電容Ce的等效容抗隨頻率下降而增加，從而使信號(hào)在這些電容上的壓降也隨之增加，因而減少了輸出電壓Uo，導(dǎo)致低頻段Au的下降。放大電路的頻率響應(yīng)特性三、放大電路的頻率響應(yīng)

在高頻區(qū)，由于三極管的極間電容和電路中的分布電容因頻率升高而等效容抗減小，對(duì)信號(hào)的分流作用增大，降低了集電極電流和輸出電壓Uo，導(dǎo)致高頻區(qū)Au的下降。放大電路的頻率響應(yīng)特性解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)04/PART

FOUR今天呢首先就來講解一下對(duì)三極管放大電路靜態(tài)的分析。那么對(duì)三極管放大電路靜態(tài)分析呢，我們首先要了解一下什么叫做靜態(tài)。四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)所謂靜態(tài)，就是放大電路沒有輸入時(shí)的工作狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)，放大電路三極管的直流電流、電壓值（IBQ、IBEQ、ICQ、ICEQ）所決定的工作點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)也被成為Q點(diǎn)。為了使放大電路能正常的工作，三極管必須處于放大狀態(tài)，因此，要求三極管各極的直流電壓、電流必須具有合適的靜態(tài)工作參數(shù)IBQ、IBEQ、ICQ、ICEQ值。四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)通過在單管放大電路輸入端輸入小信號(hào)，輸出端使用示波器查看輸出信號(hào)可知，信號(hào)經(jīng)過單管放大電路后，出現(xiàn)失真現(xiàn)象，如右圖所示：底部失真：產(chǎn)生的原因?yàn)楫?dāng)電路輸入交流信號(hào)時(shí)，很容易使而進(jìn)入飽和區(qū)，使輸出不能如實(shí)地反映輸入信號(hào)的狀態(tài)，則出現(xiàn)圖4（b）所示的底部失真波形。該現(xiàn)象是因?yàn)槿龢O管進(jìn)入飽和區(qū)所引起的，故稱為飽和失真。圖3單管放大電路四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)圖4通過示波器所觀察到的輸出波形通過在單管放大電路輸入端輸入小信號(hào)，輸出端使用示波器查看輸出信號(hào)可知，信號(hào)經(jīng)過單管放大電路后，出現(xiàn)失真現(xiàn)象，如右圖所示：頂部失真：產(chǎn)生頂部失真的原因是：，當(dāng)電路輸入的交流信號(hào)變化到負(fù)半周時(shí)，隨著增大而減小，很容易使三極管進(jìn)入截止區(qū)，而導(dǎo)致輸入回路的不能隨著作線性變化，則出現(xiàn)了圖4（c）所示的頂部失真波形。該現(xiàn)象是因?yàn)槿龢O管進(jìn)入截止區(qū)所引起的，故稱為截止失真。圖3單管放大電路四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)圖4通過示波器所觀察到的輸出波形通過在單管放大電路輸入端輸入小信號(hào)，輸出端使用示波器查看輸出信號(hào)可知，信號(hào)經(jīng)過單管放大電路后，出現(xiàn)失真現(xiàn)象，如右圖所示：雙向失真：是因?yàn)檩斎胄盘?hào)幅值太大，則出現(xiàn)了圖4（d）所示的雙向失真波形。減小輸入信號(hào)幅值就可以消除雙向失真。放大電路正常工作時(shí)，要求盡可能有最大不失真信號(hào)輸出，如圖4（a）所示。圖3單管放大電路四、解析共射極基本放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)圖4通過示波器所觀察到的輸出波形課程小結(jié)三極管的三種基本組態(tài)和三極管基本放大電路的認(rèn)識(shí)也是電工國家技能標(biāo)準(zhǔn)中五級(jí)/初級(jí)工考核標(biāo)準(zhǔn)中3.2.3基本放大電路組成、工作原理的考核內(nèi)容。經(jīng)過本次學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)了三極管的三種基本組態(tài)，學(xué)習(xí)了三極管基本放大電路，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。課程小結(jié)思考題（可選）請調(diào)研日常生活中哪些產(chǎn)品使用了共射極放大電路？01活動(dòng)5：延伸應(yīng)用三極管多級(jí)放大電路任務(wù)4分析部分電路的功能特性01多級(jí)放大電路的一般結(jié)構(gòu)03兩級(jí)阻容耦合放大電路介紹02多級(jí)放大電路級(jí)間耦合方式04制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路目錄/CONTENTS課程導(dǎo)入在實(shí)際運(yùn)用中，由于單一級(jí)放大電路的放大倍數(shù)不夠大，或性能指標(biāo)達(dá)不到要求等原因，實(shí)際放大電路一般由多級(jí)基本放大電路及它們的改進(jìn)型組合而成的。多級(jí)放大電路的一般結(jié)構(gòu)01/PART

ONE一、多級(jí)放大電路的一般結(jié)構(gòu)圖1多級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)框圖多級(jí)放大電路中級(jí)與級(jí)之間的連接（或稱級(jí)間耦合）一般由四種方式，分別為直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。多級(jí)放大電路的一般結(jié)構(gòu)如圖1所示，其對(duì)輸入級(jí)的要求與信號(hào)源的性質(zhì)有關(guān)一、多級(jí)放大電路的一般結(jié)構(gòu)圖1多級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)框圖如果輸入信號(hào)為電流源，為充分利用信號(hào)電流，則要求輸入級(jí)有較低的輸入電阻（例如共基極放大電路）。中間級(jí)的主要任務(wù)是進(jìn)行電壓放大，多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)，主要取決于中間級(jí)，它本身就可能由若干級(jí)放大電路組成。輸出級(jí)的作用是推動(dòng)負(fù)載工作，當(dāng)負(fù)載僅需較大的電壓時(shí)，要求輸出具有大的電壓動(dòng)態(tài)范圍。更多場合下輸出級(jí)推動(dòng)揚(yáng)聲器、電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行部件，需要輸出足夠大的功率，因此輸出級(jí)常成為功率放大電路。多級(jí)放大電路級(jí)間耦合方式02/PART

TWO二、解析共射極基本放大電路通常把多級(jí)放大電路中級(jí)與級(jí)、級(jí)與信號(hào)源、級(jí)與負(fù)載的連接方法稱為級(jí)間耦合方式。耦合必須滿足下列要求：保證各級(jí)管子有合適的工作點(diǎn)，避免信號(hào)失真；把前級(jí)信號(hào)盡可能多地傳送到后級(jí)，減小信號(hào)損失。常見的級(jí)間耦合方式如圖2所示。圖2級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式（b）直接耦合放大電路（a）阻容耦合放大電路二、解析共射極基本放大電路阻容耦合放大電路中，耦合電容起了“隔直通交”的作用。阻容耦合電路的主要特點(diǎn)有：（1）各級(jí)的工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，故整個(gè)電路的溫漂不大。（2）由于耦合電容不能傳送緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)，因此這種電路只能放大頻率不太低的交流信號(hào)，而不能放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)，故有時(shí)稱為交流放大器。（3）由于在集成電路中制造較大容量的電容很困難，因此集成電路中不采用阻容耦合方式，它常用于分立元件電路中。圖2級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式（b）直接耦合放大電路（a）阻容耦合放大電路二、解析共射極基本放大電路前級(jí)的輸出端和后級(jí)的輸入端直接連接的方式，稱為直接耦合。直接耦合放大電路不需要耦合電容，一般也不采用旁路電容，它具有良好的頻率特性，可以放大緩慢變化的信號(hào)甚至是直流信號(hào)，因此又稱為直流放大器。顯然，直流信號(hào)的放大只能采用直接耦合放大電路，但直接耦合放大電路也能放大交流信號(hào)，而阻容耦合放大電路只能用于交流放大。圖2多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式（b）直接耦合放大電路（a）阻容耦合放大電路兩級(jí)阻容耦合放大電路介紹

03/PART

THREE三、兩級(jí)阻容耦合放大電路介紹

兩級(jí)放大就是有兩個(gè)單管放大構(gòu)成的電路，從信號(hào)的傳遞方向說，前面的叫前級(jí)，后面的叫后級(jí)。如圖3所示，為兩級(jí)阻容耦合放大電路的典型結(jié)構(gòu)：圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路三、兩級(jí)阻容耦合放大電路介紹

阻容耦合因有隔直作用，故各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立；中頻電壓放大倍數(shù)的估算：單管共射電路電壓放大倍數(shù)公式：單管共集電路電壓放大倍數(shù)公式：單管共基電路電壓放大倍數(shù)公式：圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路三、兩級(jí)阻容耦合放大電路介紹

兩級(jí)放大電路的輸入電阻一般來說就是輸入級(jí)電路的輸入電阻：兩級(jí)放大電路的輸出電阻一般來說就是輸出級(jí)電路的輸出電阻：兩級(jí)阻容耦合放大電路的頻率響應(yīng)，其中幅頻特性為：相頻特性為：圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路04/PART

FOUR四、制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路1.兩級(jí)阻容耦合放大電路的安裝按圖3所示制作兩級(jí)阻容耦合放大電路，需要的元器件有：電阻（680kΩ、1MΩ、4.3kΩ、430Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、5.1kΩ、3kΩ），100kΩ滑動(dòng)變阻器、2個(gè)NPN型三極管（2SC1815）、電解、電容（3個(gè)10，1個(gè)4.7）、面包板需要的儀器儀表有：直流穩(wěn)壓電源、排針、排線、鑷子、剝線鉗、斜口鉗、絕緣膠布、焊錫絲、指針萬用表、銼刀、電烙鐵、海綿，松香，擱架、萬用表、函數(shù)發(fā)生器。圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路四、制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路2.兩級(jí)阻容耦合放大電路的實(shí)測（1）測量靜態(tài)工作點(diǎn)在Ui=0情況下，第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)己固定，可以直接測量。調(diào)節(jié)l00kΩ滑動(dòng)變阻器使第二級(jí)的IC2=1.0mA(即UE2=0.43V)，用萬用表分別測量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入下表。圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路\UB(V)UE(V)UC(V)IC(mA)第一級(jí)

第二級(jí)

四、制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路2.兩級(jí)阻容耦合放大電路的實(shí)測（2）測試兩級(jí)阻容耦合放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為1000Hz、峰峰值為50mV的正弦波，由OUT輸出且作為輸入信號(hào)Ui。調(diào)節(jié)Ui同時(shí)用示波器觀察放大器輸出電壓Uo的波形不失真，用毫伏表測量出、，算出兩級(jí)放大器的倍數(shù)，輸出電阻和輸入電阻的測量按實(shí)驗(yàn)二方法測得，記入下表，并于理論值比較。圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路UI(mV)Uo(V)RI(kΩ)Ro(kΩ)理論值

測量值

.四、制作并測試兩級(jí)阻容耦合放大電路2.兩級(jí)阻容耦合放大電路的實(shí)測（3）測量頻率特性曲線保持輸入信號(hào)Ui的幅度不變，改變信號(hào)源頻率f，逐點(diǎn)測出相應(yīng)的輸出電壓Uo，用雙蹤示波器觀察Uo與Ui的相位關(guān)系，自作表記錄數(shù)據(jù)。為了頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍，然后再仔細(xì)讀數(shù)。圖3兩級(jí)阻容耦合放大電路課程小結(jié)在實(shí)際運(yùn)用中，單一級(jí)放大電路的放大倍數(shù)不夠大或性能指標(biāo)達(dá)不到要求，實(shí)際放大電路一般由多級(jí)基本放大電路及它們的改進(jìn)型組合而成的。兩級(jí)阻容耦合放大電路是基礎(chǔ)的多級(jí)放大電路，對(duì)我們學(xué)習(xí)多級(jí)放大電路具有實(shí)際的意義。在本次課程后，希望大家能夠遵守7S規(guī)范，整頓、清潔好理實(shí)一體化教室的衛(wèi)生，整理好實(shí)驗(yàn)器材。課程小結(jié)思考題（可選）根據(jù)測量結(jié)果，分析兩級(jí)阻容耦合放大電路的工作過程01活動(dòng)6：延伸應(yīng)用三極管差分放大電路任務(wù)4分析部分電路的功能特性01認(rèn)識(shí)差分放大電路03制作并測量差分放大電路02差分放大電路主要性能指標(biāo)目錄/CONTENTS課程導(dǎo)入工業(yè)控制中的物理量通過傳感器轉(zhuǎn)換成的電量，許多為變化非常緩慢的非周期信號(hào)，放大這樣的信號(hào)多采用直接耦合放大電路。但簡單的直接耦合電路有兩個(gè)問題：一是前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；二是由于溫度、電源電壓波動(dòng)等外界因素的影響，使放大電路即使在輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端仍有信號(hào)輸出，這種現(xiàn)象稱為“零點(diǎn)漂移”，簡稱“零漂”。課程導(dǎo)入零漂主要是由溫漂引起的，抑制溫漂常用的的方法一般有：采用溫度特性好、高質(zhì)量的硅管；在電路中加入直流負(fù)反饋；采用熱敏元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償；采用調(diào)制解調(diào)電路；采用差分放大電路。抑制零點(diǎn)漂移最有效的措施就是采用差分放大電路。認(rèn)識(shí)差分放大電路01/PART

ONE一、認(rèn)識(shí)差分放大電路差分放大電路又稱為差動(dòng)放大電路，它的輸出電壓與兩個(gè)輸人電壓之差成正比，由此得名。差分放大電路是另一類基本放大電路，由于其具有溫度漂移小、便于集成等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于集成電路中。在分立電路中，常用作低漂移的直流放大器。圖1差分放大器電路

圖1是差分放大器的基本結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)k撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。調(diào)零電位器RP用來調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)Ui=0時(shí)，雙端輸出電壓Uo=0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對(duì)差模信號(hào)無負(fù)反饋?zhàn)饔茫蚨挥绊懖钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)k撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。一、認(rèn)識(shí)差分放大電路差分放大電路主要性能指標(biāo)02/PART

TWO二、差分放大電路主要性能指標(biāo)1.靜態(tài)工作點(diǎn)的估算：典型電路（認(rèn)為UB1=UB2≈0）恒流源電路：圖1差分放大器電路二、差分放大電路主要性能指標(biāo)2.抑制零點(diǎn)漂移的原理當(dāng)放大電路輸入端短路時(shí)，輸出端仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，這個(gè)輸出電壓稱為漂移電壓，這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。在差分放大電路中，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，將使三極管參數(shù)變化從而引起兩管集電極電流以及相應(yīng)的集電極電壓相同的變化，即?IC1=?IC2，?UC1=?UC2，則輸出變化量上式說明，差分電路利用兩個(gè)特性相同的三極管互相補(bǔ)償，從而抑制了零漂。當(dāng)然，在實(shí)際情況下，兩管特性不可能完全對(duì)稱，但是輸出漂移電壓將大大減小。圖1差分放大器電路二、差分放大電路主要性能指標(biāo)3.動(dòng)態(tài)分析由于差分放大電路結(jié)構(gòu)為直接耦合形式，因此輸入信號(hào)可以是直流，也可以是交流信號(hào)。1）輸入信號(hào)類型：差模信號(hào)和共模信號(hào)由于差分放大電路有兩個(gè)輸入端，其輸入信號(hào)與一般單管放大電路不同，可分為差模信號(hào)和共模信號(hào)。當(dāng)兩個(gè)輸入端加上兩個(gè)幅度相同而極性相反的信號(hào)，ui1=ui2，這種輸入方式稱為差模輸入方式，而uid=ui1-ui2=2ui1稱為差模輸入信號(hào)。反之，如果兩個(gè)輸入端的輸入信號(hào)極性相同、幅值也相同，即ui1=ui2=uic，則稱為共模信號(hào)。這種輸入方式稱為共模輸入方式。圖1差分放大器電路二、差分放大電路主要性能指標(biāo)3.動(dòng)態(tài)分析由于差分放大電路結(jié)構(gòu)為直接耦合形式，因此輸入信號(hào)可以是直流，也可以是交流信號(hào)。2）雙模輸入、雙模輸出差模交流通路當(dāng)差分放大電路輸入差模信號(hào)時(shí)，即ui1=ui2，由于電路對(duì)稱，集電極電流ic1的增加量和的減小量相同，即?ic1=-?ic2，?iE1=-?iE2，所以?iE=-?iE1+?iE2=0，則?uRe=0，故RE上不存在差模信號(hào)?？梢娫诓钅］斎肭闆r下，RE可以視為短路。圖1差分放大器電路二、差分放大電路主要性能指標(biāo)3.動(dòng)態(tài)分析由于差分放大電路結(jié)構(gòu)為直接耦合形式，因此輸入信號(hào)可以是直流，也可以是交流信號(hào)。3）差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)AD由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無關(guān)。4）共模抑制比為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)（差模信號(hào)）的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來衡量，即共模抑制比或圖1差分放大器電路制作并測量差分放大電路

03/PART

THREE三、制作并測量差分放大電路1.制作差分放大電路按圖2-32連接差分放大電路，需要的元器件有：電阻（2個(gè)510Ω、1個(gè)5.1kΩ、5個(gè)10kΩ、1個(gè)68Ω、1個(gè)36Ω），100Ω滑動(dòng)變阻器、3個(gè)NPN型三極管（2SC1815）、面包板。需要的儀器儀表有：直流穩(wěn)壓電源、排針、排線、鑷子、剝線鉗、斜口鉗、絕緣膠布、焊錫絲、指針萬用表、銼刀、電烙鐵、海綿，松香，擱架、萬用表、函數(shù)發(fā)生器。圖1差分放大器電路三、制作并測量差分放大電路2.測量靜態(tài)工作點(diǎn)零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記錄于下表中。圖1差分放大器電路測量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)

計(jì)算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)

三、制作并測量差分放大電路3.測量差模電壓放大倍數(shù)斷開直流電源，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器輸入B端構(gòu)成單端輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)為頻率f＝1kHz的正弦信號(hào)，并使輸出旋鈕旋至零，用示波器監(jiān)視輸出端（集電極C1或C2與地之間）。接通±12V直流電源，逐漸增大輸入電壓UI（約100mV），在輸出波形無失真的情況下，用交流毫伏表測UI，UC1，UC2，記入表4-5中，并觀察uI，uC1，uC2之間的相位關(guān)系及URE隨UI改變而變化的情況。圖1差分放大器電路三、制作并測量差分放大電路4.測量共模電壓放大倍數(shù)將放大器A、B短接，信號(hào)源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)f=1kHz，UI=1V，在輸出電壓無失真的情況下，測量UC1，UC2之值記錄于下表中，并觀察uI，uC1，uC2之間的相位關(guān)系及URE隨UI改變而變化的情況。圖1差分放大器電路

典型差動(dòng)放大電路具有恒流源差動(dòng)放大電路單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)I100mV1V100mV1VUC1(V)

UC2(V)

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課程小結(jié)通過本次課程，我們學(xué)習(xí)了差分放大器電路，掌握了差分放大器電路的工作原理，了解差分放大器的實(shí)際作用。在本次課程后，希望大家能夠遵守7S規(guī)范，整頓、清潔好理實(shí)一體化教室的衛(wèi)生，整理好實(shí)驗(yàn)器材。課程小結(jié)思考題（可選）根據(jù)測量結(jié)果，分析差分放大電路工作過