第五章-放大與震蕩電路

第五章放大與震蕩電路§5—3?§5—1單管放大電路§5—2?負(fù)反饋放大電路集成運(yùn)算放大器§5—4?功率放大器§5—5?正弦波振蕩電路第五章放大與震蕩電路§5—1?單管放大電路第五章放大與震蕩電路簡(jiǎn)單的收音機(jī)信號(hào)傳輸框圖第五章放大與震蕩電路一、固定偏置放大電路1.電路的組成用三極管組成放大器時(shí)，根據(jù)公共端（電路中各點(diǎn)電位的參考點(diǎn)）的不同，有三種連接方法，即共射極基本放大電路、共集電極基本放大電路和共基極基本放大電路。如圖所示為應(yīng)用最廣的共射極基本放大電路，也叫固定偏置放大電路。固定偏置放大電路第五章放大與震蕩電路固定偏置放大電路中各元件的作用第五章放大與震蕩電路2.工作原理在沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)，放大電路中三極管各電極電壓、電流均為直流。當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，電路中兩個(gè)電源（直流電源和信號(hào)源）共同作用，電路中的電壓和電流是兩個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的電壓、電流的疊加量。（1）靜態(tài)分析所謂靜態(tài)指的是放大器在沒(méi)有交流信號(hào)輸入（即ui?=?0）時(shí)的工作狀態(tài)。第五章放大與震蕩電路靜態(tài)工作點(diǎn)a）輸入特性曲線上的Q點(diǎn)?b）輸出特性曲線上的Q點(diǎn)第五章放大與震蕩電路未設(shè)靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)?ui

和iB

波形第五章放大與震蕩電路具有合適靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)的ui

和iB

波形第五章放大與震蕩電路波形失真與靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)系第五章放大與震蕩電路2）靜態(tài)工作點(diǎn)的估算。通常把放大電路中只允許直流電流通過(guò)的路徑稱為直流等效電路。直流等效電路的畫法原則：放大電路中的電容可以視為開(kāi)路，電感可以視為短路。估算靜態(tài)工作點(diǎn)的公式：固定偏置放大電路的直流等效電路第五章放大與震蕩電路（2）動(dòng)態(tài)分析當(dāng)放大電路輸入交流信號(hào)，即ui≠0時(shí)，稱為動(dòng)態(tài)。放大電路的電壓、電流波形圖第五章放大與震蕩電路通常把交流信號(hào)流通的路徑稱為交流等效電路。交流等效電路的畫法原則：對(duì)小容抗的電容和內(nèi)阻很小的電源，忽略其交流壓降，都可以視為短路。放大電路的等效電路a）放大電路?b）交流等效電路第五章放大與震蕩電路1）放大電路電壓放大倍數(shù)Au。放大器的電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓uo

與輸入電壓ui

的比值。即?2）放大電路的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。從放大電路輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻（不包括信號(hào)源的等效內(nèi)阻），稱為放大電路的輸入電阻，用Ri

表示。從放大電路的輸出端看進(jìn)去的交流等效電阻（不包括負(fù)載）稱為放大電路的輸出電阻，用Ro

表示。第五章放大與震蕩電路對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)，放大器又相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻的信號(hào)源，這個(gè)內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻。該放大電路的輸出電阻放大器的輸入電阻和輸出電阻第五章放大與震蕩電路二、分壓式射極偏置放大電路三極管在不同溫度時(shí)的輸出特性曲線第五章放大與震蕩電路1.分壓式射極偏置放大電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分壓式射極偏置放大電路a）分壓式射極偏置放大電路?b）直流等效電路?c）交流等效電路第五章放大與震蕩電路2.穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)原理利用上偏置電阻RB1

和下偏置電阻RB2

組成串聯(lián)分壓器，為基極提供穩(wěn)定的靜態(tài)工作電壓UBQ。電源VCC

的分壓為由此可見(jiàn)，UBQ

只取決于VCC、RB1和RB2，它們都不隨溫度的變化而變化，所以UBQ將穩(wěn)定不變。第五章放大與震蕩電路3.分壓式射極偏置放大電路的估算從分壓式偏置電路的交流等效電路圖c可以看出，它與共射極基本放大電路的交流等效電路相似，只是RB?=?RB1//RB2不同。所以，輸入電阻、輸出電阻和電壓放大倍數(shù)的估算公式完全相同。分壓式射極偏置放大電路a）分壓式射極偏置放大電路?b）直流等效電路?c）交流等效電路第五章放大與震蕩電路三、射極輸出器1.電路的組成集電極為輸入與輸出電路的公共端，故稱共集放大電路。又稱為射極輸出器。射極輸出器電路a）射極輸出器電路?b）交流等效電路第五章放大與震蕩電路2.電路參數(shù)的特點(diǎn)（1）電壓放大倍數(shù)射極輸出器的電壓放大倍數(shù)小于1，且接近于1。（2）輸入電阻（3）輸出電阻（4）射極輸出器的應(yīng)用射極輸出器具有電壓跟隨作用和輸入電阻大、輸出電阻小的特點(diǎn)，且有一定的電流和功率放大作用。第五章放大與震蕩電路§5—2?負(fù)反饋放大電路第五章放大與震蕩電路多級(jí)放大電路的組成框圖第五章放大與震蕩電路一、多級(jí)放大電路1.耦合形式各級(jí)放大器之間的連接方式叫作耦合。四種級(jí)間耦合方式第五章放大與震蕩電路四種級(jí)間耦合方式第五章放大與震蕩電路2.多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入輸出電阻多級(jí)放大電路的框圖第五章放大與震蕩電路二、反饋的概念1.反饋的定義將電路的輸出量（電壓或電流）的部分或全部通過(guò)一定的電路，以一定的方式回送到輸入端并與輸入信號(hào)（電壓或電流）比較，從而進(jìn)一步影響放大器輸出的過(guò)程稱為反饋，將輸出量回送到輸入端的電路稱為反饋電路。反饋示意圖第五章放大與震蕩電路2.反饋的分類（1）正反饋和負(fù)反饋正反饋：增強(qiáng)放大電路凈輸入量變化趨勢(shì)的反饋。負(fù)反饋：削弱放大電路凈輸入量變化趨勢(shì)的反饋。放大電路中采用負(fù)反饋，正反饋多用于振蕩電路中。判別反饋極性示意圖a）反饋加到基極?b）反饋加到發(fā)射極第五章放大與震蕩電路（2）電壓反饋和電流反饋電壓反饋的反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電壓，電流反饋的反饋信號(hào)取自放大電路的輸出電流?？刹捎幂敵龆搪贩▉?lái)判斷反饋電路是電壓反饋還是電流反饋，具體方法如下：將負(fù)載短路，使輸出電壓為零，若反饋信號(hào)也為零，則為電壓反饋；否則就是電流反饋。反饋信號(hào)在輸出端的取樣方式a）電壓反饋?b）電流反饋第五章放大與震蕩電路（3）串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)在輸入端是與信號(hào)源串聯(lián)，并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)在輸入端是與信號(hào)源并聯(lián)。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的連接a）串聯(lián)反饋?b）并聯(lián)反饋第五章放大與震蕩電路（4）直流反饋與交流反饋直流反饋是指反饋量中只含有直流量的反饋。同理，交流反饋的反饋量中只含有交流量。負(fù)反饋多級(jí)放大電路第五章放大與震蕩電路三、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了，但放大倍數(shù)下降了。2.減小非線性失真負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響a）無(wú)負(fù)反饋?b）帶負(fù)反饋第五章放大與震蕩電路

負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響第五章放大與震蕩電路4.改變放大電路的輸入、輸出電阻（1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大（2）并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響a）串聯(lián)負(fù)反饋?b）并聯(lián)負(fù)反饋第五章放大與震蕩電路（3）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減?。?）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響a）電壓負(fù)反饋?b）電流負(fù)反饋第五章放大與震蕩電路§5—3?集成運(yùn)算放大器第五章放大與震蕩電路一、集成運(yùn)算放大器的外形和圖形符號(hào)1.集成運(yùn)算放大器的外形常見(jiàn)集成運(yùn)放的外形a）雙列直插式?b）單列直插式?c）扁平式?d）圓殼式第五章放大與震蕩電路2.集成運(yùn)算放大器的圖形符號(hào)集成運(yùn)算放大器的圖形符號(hào)如圖所示。圖中“”表示放大器，三角形所指方向?yàn)樾盘?hào)的傳輸方向，“∞”表示開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)極高。集成運(yùn)放的圖形符號(hào)第五章放大與震蕩電路二、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)第五章放大與震蕩電路集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)第五章放大與震蕩電路三、集成運(yùn)算放大器的工作特性1.集成運(yùn)放的理想化條件（1）開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Auo→∞。（2）差模輸入電阻rid→∞。（3）開(kāi)環(huán)輸出電阻

ro

→0。（4）共模抑制比KCMR→∞。（5）沒(méi)有失調(diào)現(xiàn)象，即當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)也為零。第五章放大與震蕩電路2.集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的輸出電壓與輸入電壓（即同相輸入端與反相輸入端之間的電壓）之間的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性曲線，曲線分為線性區(qū)和非線性區(qū)。集成運(yùn)放的電壓傳輸特性曲線第五章放大與震蕩電路3.分析集成運(yùn)放的重要依據(jù)（1）理想集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)分析電路的兩個(gè)重要依據(jù)1）集成運(yùn)放兩輸入端之間的電壓為零，即uP?-?uN?=?02）集成運(yùn)放兩輸入端電流為零，即iP?=?iN?=?0第五章放大與震蕩電路（2）理想集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)分析電路的兩個(gè)重要依據(jù)1）當(dāng)uP>uN

時(shí)，uo?=?+?Uom；當(dāng)uP<uN

時(shí)，uo?=?-?Uom。uP≠uN，所以理想集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)電路不再具有“虛短”特性。2）兩個(gè)輸入端的輸入電流為零，即：iP?=?iN?=?0所以理想集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)仍然具有“虛斷”特性。第五章放大與震蕩電路四、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路分析1.比例運(yùn)算器（1）反相比例運(yùn)算器放大器的電壓放大倍數(shù)為（2）同相比例運(yùn)算器第五章放大與震蕩電路比例運(yùn)算器電路圖a）反相比例運(yùn)算器?b）同相比例運(yùn)算器第五章放大與震蕩電路2.加法器uo?=?-（ui1?+?ui2）加法器電路圖第五章放大與震蕩電路五、集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路分析1.單門限電壓比較器在電壓比較器中，集成運(yùn)放接成開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)，工作于非線性區(qū)。輸出電壓只有兩種可能的數(shù)值，即：uP>uN

時(shí)，uo?=?+?Uom（高電平）uP<uN

時(shí)，uo?=?-?Uom（低電平）第五章放大與震蕩電路單門限電壓比較器的傳輸特性a）電路圖?b）傳輸特性曲線第五章放大與震蕩電路利用比較器實(shí)現(xiàn)電壓波形變換第五章放大與震蕩電路2.雙門限電壓比較器雙門限電壓比較器電路原理圖雙門限電壓比較器傳輸特性曲線第五章放大與震蕩電路§5—4?功率放大器第五章放大與震蕩電路音響功率放大器第五章放大與震蕩電路一、低頻功率放大器的概念功率放大電路又稱為功率放大器，簡(jiǎn)稱“功放”。功放中以半導(dǎo)體三極管為主要器件，一般稱為功率放大管，簡(jiǎn)稱“功放管”。1.對(duì)功率放大器的基本要求（1）要求有足夠大的輸出功率。（2）要求有較高的效率。（3）要求非線性失真較小。（4）要求功放管的散熱性能好。第五章放大與震蕩電路2.功率放大器的分類三類功率放大器的特性及應(yīng)用第五章放大與震蕩電路二、互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器若采用兩個(gè)導(dǎo)電性相反的管子，使它們都工作在乙類放大狀態(tài)，一個(gè)在正半周工作，另一個(gè)在負(fù)半周工作，同時(shí)把兩個(gè)輸出波形加到負(fù)載上，在負(fù)載上得到完整的輸出波形，這樣就解決了效率與失真的矛盾。1.單電源供電的互補(bǔ)對(duì)稱功放電路（OTL電路）（1）電路組成及工作原理OTL電路第五章放大與震蕩電路（2）實(shí)用的OTL功放電路OTL功放電路工作在乙類狀態(tài)，效率較高。在正、負(fù)半周的交界處出現(xiàn)了與輸入不同的失真波形，這種失真叫“交越失真”。

交越失真波形第五章放大與震蕩電路2.雙電源供電的互補(bǔ)對(duì)稱功放電路（OCL電路）OCL電路與OTL電路工作原理很相似，但電路采用直接耦合形式，由于沒(méi)有大容量的電容，低頻特性較好，而且便于集成化，所以廣泛應(yīng)用于高保真的音響設(shè)備中。實(shí)用的OTL功放電路OCL電路第五章放大與震蕩電路三、集成功率放大器集成功放LM386為8腳雙列直插塑料封裝結(jié)構(gòu)，如圖所示，其引腳如圖所示。LM386外形圖?LM386引腳圖第五章放大與震蕩電路圖所示為L(zhǎng)M386的應(yīng)用接線圖。

LM386的應(yīng)用接線圖第五章放大與震蕩電路§5—5?正弦波振蕩電路第五章放大與震蕩電路一、LC正弦波振蕩電路1.振蕩電路的組成及振蕩條件（1）正弦波振蕩電路的組成

正弦波振蕩電路及基本組成框圖a）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器?b）正弦波振蕩電路的基本組成第五章放大與震蕩電路（2）自激振蕩的條件1）幅度平衡條件反饋信號(hào)的振幅等于輸入信號(hào)的振幅，即：2）相位平衡條件反饋信號(hào)Uf與輸入信號(hào)Ui

要同相，它們之間的相位差應(yīng)為：式中φA表示基本放大電路的相移，φF

表示反饋電路的相移，n?=?0，1，2，3，…第五章放大與震蕩電路（3）自激振蕩的建立及穩(wěn)幅振蕩電路能否起振，除了電路必須引入正反饋之外，反饋信號(hào)Uf

應(yīng)比輸入信號(hào)Ui的幅度要大，即AF

＞1。正弦波振蕩電路產(chǎn)生振蕩的條件為：第五章放大與震蕩電路2.

LC正弦波振蕩電路（1）電感三點(diǎn)式正弦波振蕩電路電路的振蕩頻率等于LC并聯(lián)電路的諧振頻率，即：式中，L

為電路的總電感。第五章放大與震蕩電路電感三點(diǎn)式正弦波振蕩電路簡(jiǎn)化交流等效電路第五章放大與震蕩電路（2）電容三點(diǎn)式正弦波振蕩電路振蕩電路的振蕩頻率等于LC并聯(lián)電路的諧振頻率，即式中，C?=?C1C2/（C1?+