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    模拟电路课件第01章绪论.ppt

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    模拟电路课件第01章绪论.ppt

    电子技术基础,主编 康华光,模拟部分(第四版),高等教育出版社,半导体基础知识二极管的工作原理、分析方法三极管的工作原理、分析方法场效应管的工作原理、分析方法,基本放大器差分放大器集成运算放大器负反馈放大器功率放大器,器件:,放大器:,本课程的主要内容:,建立新概念。确立新的分析方法。重点在于课堂听讲,再加预习、复习。注重实验环节,先理论分析,后实践,然后再对实验的结果进行分析。认真作业。,本课程的学习方法:,传感器,压力1,压力2,温度1,温度2,.,.,放大滤波叠加组合,数模转换电路,模数转换电路,计算机数据处理,驱动电路,.,.,驱动电路,驱动电路,驱动电路,传感器,传感器,传感器,执行机构,执行机构,执行机构,执行机构,放大滤波叠加组合,数模转换电路,模数转换电路,计算机数据处理,电子系统举例:,收音机:,石英预制棒加热炉温控制系统,电子系统:,由基本电路组成的具有特定功能的电路整体。,信号:,信号是信息的载体。,声音信号传达语言、音乐或其它信息。,图像信号传达人类视觉系统能接受的图像信息。,信号源等效电路:,电子系统与信号,许多周期信号的频谱都由直流分量、基波分量及无穷多项高次谐波谐波分量组成。,周期性方波信号:,周期为T,角频率为的周期函数 f(t)可表示为:,当其满足狄里赫利条件即:1)f(t)在任何一个周期内,连续或存在有限个间断点;2)f(t)在任何一个周期内,只有有限个极大值和极小值;3)在任何一个周期内,函数绝对值的积分为有界值。,f(t)可以分解为如下的傅里叶级数:,补充:,傅里叶级数,k=1 基波;Am1基波振幅,k=2,3,等分别称为二次,三次谐波,统称为高次谐波由于傅里叶级数是收敛的,一般谐波次数越高,振幅越小。,求图示周期性方波的傅里叶展开式,并画其频谱。,根据左式求A0、ak和bk,解:波形在一个周期内的表达式:,因为ak=0,所以 于是得到,说明:式中引入新的正整数 n 以区别原来的正整数 k。,这一方波的分解情况如图所示:,方波振幅频谱和相位频谱如下所示:,周期性方波的振幅频谱和相位频谱,模拟信号:,在时间和幅度是上都是连续变化的,在一定动态范围内可取任意值。,模拟电路:处理模拟信号的电路。,由数字电路处理信号。,模拟信号和数字信号,数字信号:,数字信号只存在高低两种电平的相互转化。,模拟信号放大:,电压放大,电流放大,互阻放大,互导放大,电压增益,电流增益,互阻增益,互导增益,放大电路的基本知识,电压放大:,电压放大电路模型,R0 应尽量RL,以减小信号的衰减。,R0=0,Ri=,当RiRS时,才能减小信号的衰减。,由此:电压放大适用于信号源内阻RS较小,负载电阻RL较大的场合。,放大电路模型,电流放大电路模型,R0 应尽量 RL,以减小信号的衰减。,R0=,Ri=0,当RiRS时,才能减小信号的衰减。,由此:电流放大适用于信号源内阻RS较大,负载电阻RL较小的场合。,电流放大:,互阻放大电路模型,R0 应尽量 RL,以减小信号的衰减。,R0=0,Ri=0,当RiRS时,才能减小信号的衰减。,由此:互阻放大适用于信号源内阻RS较大,负载电阻RL较大的场合。,互阻放大:,互导放大电路模型,R0 应尽量 RL,以减小信号的衰减。,R0=,Ri=,当Ri RS时,才能减小信号的衰减。,由此:互导放大适用于信号源内阻RS较小,负载电阻RL较小的场合。,根据信号源的性质和负载的要求选择电路模型。,互导放大:,为了提高安全性和抗干扰能力,普遍采用隔离放大。,1、输入电阻Ri,输入电阻的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅度的大小。,输入为电压信号的放大电路,Ri 越大,输入端的 越大。,输入为电流信号的放大电路,Ri 越小,输入端的 越大。,放大电路的主要性能指标,2、输出电阻R0,输出电阻的大小决定了放大电路带负载能力的大小。,输出为电压信号的放大电路,R0 越小,负载电阻RL变化对 的影响越小。,输出为电流信号的放大电路,R0 越大,负载电阻RL变化对 的影响越小。,定量分析输出电阻Ro时,可采用图示的方法:将信号源短路(Vs=0,但保留Rs)负载开路(RL=)在输出端加一测试电压VT,相应地产生一测试电流,于是可得输出电阻为Ro=VT/IT。,例:,放大电路的增益为100倍,应为多少dB?,解:,放大电路的增益为-20dB,应为多少倍?,例:,解:,3、增益,幅频响应,相频响应,4、频率响应及带宽,从信号的频谱理论可知:许多非正弦信号的频谱范围都延伸到无穷大,而放大电路的带宽却是有限的,并且相频响应也不能保持常数。,例:图中输入信号由基波和二次谐波组成,如果受放大电路带宽所限制,基波增益较大,而二次谐波增益较小,于是输出电压波形产生了失真,这叫作幅度失真。,当放大电路对不同频率的信号产生的相移不同时也要产生失真,称为相位失真。,例:图中,若放大后的二次谐波滞后了一个相角,输出电压也会变形。,幅度失真和相位失真总称为频率失真,它们都是由于线性电抗元件所引起的,所以又称为线性失真,以区别于因为元器件特性的非线性造成的非线性失真。,非线性失真是由放大器件引起的失真。,(a)分立元件(三极管),设计时要使其工作在线性区。,(b)对于集成运算放大器,通常是由正、负双电源供电,当输出信号的幅值接近双电源值时,将引起非线性失真(饱和失真)。,5、非线性失真,

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