電子技術(shù)課件：交流放大電路的裝調(diào)

短路故障探測(cè)電路的裝調(diào)四、鞏固與拓展

一、任務(wù)目標(biāo)二、任務(wù)描述

三、程序與方法

掌握共射極放大電路的組成及元件作用掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置和調(diào)整方法熟悉射極輸出器的應(yīng)用熟悉負(fù)反饋的作用了解多級(jí)放大器的特點(diǎn)掌握短路故障探測(cè)電路的裝配方法一、任務(wù)目標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置和調(diào)整方法射極輸出器的應(yīng)用負(fù)反饋的作用短路故障探測(cè)電路的裝配方法教學(xué)重點(diǎn)：汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于顛簸、振動(dòng)等原因，電氣線路與車(chē)體摩擦而損壞其絕緣層，發(fā)生搭鐵（短路）故障。本次任務(wù)是裝調(diào)實(shí)驗(yàn)室用汽車(chē)搭鐵探測(cè)器電路。電路的參數(shù)要求如圖2-1所示，要求不拆解導(dǎo)線，快速查出故障點(diǎn)。二、任務(wù)描述

Descriptionofthecontents步驟二、元器件選擇與檢測(cè)一、所用工具、儀表及耗材二、元器件的檢測(cè)步驟一、認(rèn)識(shí)基本放大器一、共射極放大器的組成及各部分作用二、共射極放大器的分析方法三、共射極放大器的非線性失真步驟四、短路故障探測(cè)電路調(diào)試一、認(rèn)識(shí)射極輸出器二、了解多級(jí)放大電路三、了解負(fù)反饋放大電路步驟三、短路故障探測(cè)電路裝配一、軸向?qū)ΨQ元件的插裝方法二、常用元器件三極管的安裝方法三、實(shí)驗(yàn)板插裝與焊接三、程序與方法信號(hào)源放大電路負(fù)載直流電源（一）放大電路的組成信號(hào)源：可由將非電信號(hào)物理量變換為電信號(hào)的換能元件提供，也可是前一級(jí)電子電路的輸出信號(hào)，都可等效為有內(nèi)阻的電壓源或電流源。負(fù)載：是接受放大電路輸出信號(hào)的元件或電路，可由將電信號(hào)變成非電信號(hào)的輸出換能元件構(gòu)成，也可是下一級(jí)電子電路的輸入電阻，一般情況下可等效為一純電阻。直流電源：用以供給放大電路工作時(shí)所需的能量，一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?hào)輸出，還有一部分能量消耗在放大電路內(nèi)部。1.放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)放大電路的性能指標(biāo)電壓增益：電流增益：功率增益：2.輸入電阻放大電路的輸入電阻是從輸入端向放大電路看進(jìn)去的等效電阻。它等于放大電路輸出端連接實(shí)際負(fù)載后,輸入電壓與輸入電流之比。+_1’1的大小反映了放大電路對(duì)信號(hào)源的影響程度。越大，放大器對(duì)輸入電壓衰減程度越小。3.輸出電阻是在輸入信號(hào)源短路且保留時(shí)，由輸出端向放大電路看進(jìn)去的等效電阻。放大電路實(shí)際電壓輸出輸出電阻的大小反映了放大電路帶負(fù)載的能力大小。越小，輸出電壓受負(fù)載的影響就越小。說(shuō)明放大電路的輸入電阻和輸出電阻都不是直流電阻，而是在小信號(hào)情況下線性運(yùn)用的交流電阻，還與有關(guān)，還與有關(guān)。4.輸出功率和效率放大電路的最大輸出功率是指在輸出信號(hào)基本不失真的情況下，能夠向負(fù)載提供的最大功率。用表示。放大電路的效率：式中，為直流電源提供的功率，為放大電路的輸出功率。（二）共發(fā)射極放大電路1.電路的組成2、各元器件的作用三極管V具有電流放大作用，是放大電路的核心器件?；鶚O偏置電阻向三極管的基極提供合適的偏置電流，并向發(fā)射結(jié)提供必須的正向偏置電壓。調(diào)整其數(shù)值，可使三極管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。集電極直流電源一給三極管的發(fā)射結(jié)提供正偏電壓，給三極管的集電結(jié)提供反偏電壓；二給放大電路提供能源。集電極負(fù)載電阻把三極管的電流放大作用以電壓放大作用的形式表現(xiàn)出來(lái)。3.靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的必要性當(dāng)處于負(fù)半周時(shí)，發(fā)射結(jié)反向偏置，三極管截止；當(dāng)正半周時(shí)，由于三極管輸入特性的非線性，只有的頂部能大于發(fā)射結(jié)死區(qū)電壓才能使三極管導(dǎo)通。所以，若沒(méi)有靜態(tài)工作點(diǎn)，輸出信號(hào)將產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。4.分析方法近似估算法（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算直流通路圖解分析法（2）輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)的估算交流通路CompanyLogo三極管的微變等效電路模型CompanyLogo共射放大電路的微變等效電路輸入電阻小功率三極管在共發(fā)射極連接并工作在低頻小信號(hào)時(shí)輸出電阻放大倍數(shù)輸出端不帶負(fù)載時(shí)輸出端帶負(fù)載時(shí)式中動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析根據(jù)的波形，在輸入特性曲線圖上畫(huà)出、的波形根據(jù)的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫(huà)出和的波形5.靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響截止失真的波形飽和失真的波形溫度上升時(shí)，BJT的反向電流ICBO、ICEO及電流放大系數(shù)都會(huì)增大，而發(fā)射結(jié)正向壓降VBE會(huì)減小。這些參數(shù)隨溫度的變化，都會(huì)使放大電路中的集電極靜態(tài)電流ICQ隨溫度升高而增加（ICQ=

IBQ+ICEO），從而使Q點(diǎn)隨溫度變化。要想使ICQ基本穩(wěn)定不變，就要求在溫度升高時(shí)，電路能自動(dòng)地適當(dāng)減小基極電流IBQ

。溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響（三）射極偏置電路（分壓式偏置電路）工作原理即此時(shí)三極管的基極電位完全取決于在上的分壓，與三極管的工作參數(shù)無(wú)關(guān)。靜態(tài)工作點(diǎn)的估算輸入電阻輸出電阻CompanyLogo電壓放大倍數(shù)（四）共集電極放大電路（射極輸出器）1.電路的組成2.靜態(tài)工作點(diǎn)的估算3.動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算（b）交流通路（1）電壓放大倍數(shù)Au說(shuō)明共集電極放大電路的輸出電壓與輸入電壓大小近似相等，而且相位相同，即輸出電壓有跟隨輸入電壓的特點(diǎn)，故共集電極放大電路又稱“射極跟隨器”。（2）輸入電阻（3）輸出電阻共集電極電路的輸出電阻很小，其帶負(fù)載的能力比較強(qiáng)。實(shí)際應(yīng)用中，射極跟隨器常常用在多級(jí)放大電路的輸出級(jí)，以提高整個(gè)電路的帶負(fù)載能力。共集電極電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小。實(shí)際應(yīng)用中，常常用作緩沖級(jí)，以減小放大電路前后級(jí)之間的相互影響。（五）多級(jí)放大電路實(shí)際應(yīng)用中，放大電路的輸入信號(hào)通常很微弱（毫伏或微伏數(shù)量級(jí)），為了使放大后的信號(hào)能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載，僅僅通過(guò)單級(jí)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，很難達(dá)到實(shí)際要求，常常需要采用多級(jí)放大電路。采用多級(jí)放大電路可有效地提高放大電路的各種性能，如提高電路的電壓增益、電流增益、輸入電阻、帶負(fù)載能力等。多級(jí)放大電路是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)放大電路所組成的電路。通常稱多級(jí)放大電路的第一級(jí)為輸入級(jí)。對(duì)于輸入級(jí)，一般采用輸入阻抗較高的放大電路，以便從信號(hào)源獲得較大的電壓輸入信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。中間級(jí)主要實(shí)現(xiàn)電壓信號(hào)的放大，一般要用幾級(jí)放大電路才能完成信號(hào)的放大。通常把多級(jí)放大電路的最后一級(jí)稱為輸出級(jí)，主要用于功率放大，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。多級(jí)放大電路的組成框圖1、阻容耦合它是指各單級(jí)放大電路之間通過(guò)隔直耦合電容連接。多級(jí)放大電路的耦合方式在多級(jí)放大電路中，各級(jí)放大電路輸入和輸出之間的連接方式稱為耦合方式。常見(jiàn)的連接方式有三種：阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合兩級(jí)放大電路阻容耦合多級(jí)放大電路的特點(diǎn)：（1）各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響，利于放大器的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修。（2）低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變化的信號(hào),只能傳遞具有一定頻率的交流信號(hào)。（3）輸出溫度漂移比較小。（4）阻容耦合電路具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，分立元件電路中應(yīng)用較多。但在集成電路中，不易制作大容量的電容，因此阻容耦合放大電路不便于做成集成電路。2.直接耦合它是指各級(jí)放大電路之間通過(guò)導(dǎo)線直接相連接。前級(jí)的輸出信號(hào)直接作為后一級(jí)的輸入信號(hào)。直接耦合電路的特點(diǎn)：（1）各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，不利于電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修。（2）頻率特性好，可以放大直流、交流以及緩慢變化的信號(hào)。（3）輸出存在溫度漂移（4）電路中無(wú)大的耦合電容，便于集成化。3.變壓器耦合變壓器耦合放大電路特點(diǎn)：（1）各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，互不影響，利于放大器的設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修。（2）同阻容耦合一樣，變壓器耦合低頻特性差，不適合放大直流及緩慢變化的信號(hào),只能傳遞具有一定頻率的交流信號(hào)。（3）可以實(shí)現(xiàn)電壓、電流和阻抗的變換，容易獲得較大的輸出功率。（4）輸出溫度漂移比較小。（5）變壓器耦合電路體積和重量較大，不便于做成集成電路。多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)（六）反饋的基本概念凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，從而牽制輸出量，這種措施稱為反饋。有反饋的放大電路稱為反饋放大電路，也叫閉環(huán)放大電路。沒(méi)有反饋的放大電路也叫開(kāi)環(huán)放大電路。1.反饋的概念無(wú)反饋的固定偏置共射放大電路帶反饋的分壓式偏置共射放大電路2.反饋電路的一般方框圖基本放大電路A反饋回路F

+–

圖中Xi、Xid、Xf、Xo分別表示放大電路的輸入信號(hào)、凈輸入信號(hào)、反饋信號(hào)和輸出信號(hào)，它們可以是電壓量，也可以是電流量。4.反饋元件在反饋電路中，既與基本放大電路輸入回路相連，又與輸出回路相連的元件，以及與反饋支路相連且對(duì)反饋信號(hào)的大小產(chǎn)生影響的元件，均稱為反饋元件。3.反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：反饋：疊加：5.定義——開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)——閉環(huán)放大倍數(shù)——反饋系數(shù)反饋深度定義：負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)A很大時(shí)，

AF>>1：結(jié)論：當(dāng)A

很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。6.反饋的類型按照反饋信號(hào)極性的不同進(jìn)行分類，反饋可以分為正反饋和負(fù)反饋。正反饋和負(fù)反饋（1）正反饋：引入的反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)增加，導(dǎo)致放大電路的放大倍數(shù)提高的反饋。正反饋主要用于振蕩電路、信號(hào)產(chǎn)生電路，其他電路中則很少用正反饋。（2）負(fù)反饋：引入的反饋信號(hào)削弱了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)減小，導(dǎo)致放大電路的放大倍數(shù)減小的反饋。一般放大電路中經(jīng)常引入負(fù)反饋，以改善放大電路的性能指標(biāo)。正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。（1）先假定放大電路的輸入信號(hào)電壓處于某一瞬時(shí)極性。如用“＋”號(hào)表示該點(diǎn)電壓的變化是增大；用“-”號(hào)表示電壓的變化是減小。（2）按照信號(hào)單向傳輸?shù)姆较颍瑫r(shí)根據(jù)各級(jí)放大電路輸出電壓與輸入電壓的相位關(guān)系，確定電路中相關(guān)各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性。（3）根據(jù)反送到輸入端的反饋電壓信號(hào)的瞬時(shí)極性，確定是增強(qiáng)還是削弱了原來(lái)輸入信號(hào)的作用。如果是增強(qiáng)，則引入的為正反饋；反之，則為負(fù)反饋。判定方法：瞬時(shí)極性法

分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube判定反饋的極性時(shí)，一般有這樣的結(jié)論：在放大電路的輸入回路，輸入信號(hào)電壓和反饋信號(hào)電壓相比較。當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)在相同端點(diǎn)時(shí)，如果引入的反饋信號(hào)和輸入信號(hào)同極性，則為正反饋；若二者的極性相反，則為負(fù)反饋。當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)不在相同端點(diǎn)時(shí)，若引入的反饋信號(hào)和輸入信號(hào)同極性，則為負(fù)反饋；若二者的極性相反，則為正反饋。電壓反饋和電流反饋判定方法（1）令u=0，檢查反饋信號(hào)是否存在。若不存在，則為電壓反饋；否則為電流反饋。（2）一般電壓反饋的采樣點(diǎn)與輸出電壓在相同端點(diǎn)；電流反饋的采樣點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)。（1）電壓反饋：反饋信號(hào)從輸出電壓采樣。（2）電流反饋：反饋信號(hào)從輸出電流采樣。RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋（1）串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓的形式相加減，即在輸入回路中彼此串聯(lián)。（2）并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電流的形式相加減，即在輸入回路中彼此并聯(lián)。判定方法如果輸入信號(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的不同端點(diǎn)，則為串聯(lián)反饋；若輸入信號(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的相同端點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋。iifibib=i-ifufuiubeube=ui-uf并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋直流反饋和交流反饋交流反饋和直流反饋的判定，可以通過(guò)畫(huà)反饋放大電路的交、直流通路來(lái)完成。在直流通路中，如果反饋回路存在，即為直流反饋；在交流通路中，如果反饋回路存在，即為交流反饋；如果在直、交流通路中，反饋回路都存在，即為交、直流反饋。判定方法（1）直流反饋：反饋信號(hào)中只包含直流成分。（2）交流反饋：反饋信號(hào)中只包含交流成分。（3）交直流反饋：反饋信號(hào)中既包含交流成分又包含直流成分。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1增加隔直電容C后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔?。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C增加旁路電容C后，Rf只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔?。本?jí)反饋與級(jí)間反饋本級(jí)反饋

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反饋信號(hào)取自本級(jí)輸出，并且回送到本級(jí)的輸入回路。級(jí)間反饋

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反饋信號(hào)取自后一級(jí)輸出，然后回送到前一級(jí)的輸入回路。整體反饋

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反饋信號(hào)取自最后一級(jí)輸出，回送到最前一級(jí)的輸入回路。負(fù)反饋放大電路的基本類型及分析AFuiuidufusRSRLuo電壓串聯(lián)負(fù)反饋AFuiuidufusRSiouoRLio電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋FAiiifisiidRSiouoRLio電流并聯(lián)負(fù)反饋FAiiifisiidRSRLuo1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：輸出電壓穩(wěn)定，輸出電阻減小，輸入電阻增大，具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力。2.電流串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：輸出電流穩(wěn)定，輸出電阻增大，輸入電阻增大。3.電壓并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：輸出電壓穩(wěn)定，輸出電阻減小，輸入電阻減小。4.電流并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：輸出電流穩(wěn)定，輸出電阻增大，輸入電阻減小。負(fù)反饋的分析方法分析步驟：3.是否負(fù)反饋？4.是負(fù)反饋！那么是何種類型的負(fù)反饋？（判斷反饋的組態(tài)）1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)2.是交流反饋還是直流反饋？例1：判斷反饋的組態(tài)。ufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。例2：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問(wèn)題：三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！例3：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。例4：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔?。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋RE2對(duì)交流反饋不起作用RE1、RE2對(duì)直流均起作用，通過(guò)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。例5：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3電流串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響從反饋放大電路的一般表達(dá)式可知，電路中引入負(fù)反饋后其增益下降，但放大電路的