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文檔簡介
1、華中科技大學電信系劉勃 2008-2-211 1華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212 2課程概況教材:康華光主編:電子技術基礎,模擬部分(第五版),高等教育出版社,康華光主編:電子技術基礎,模擬部分(第五版),高等教育出版社,2006華成英、童詩白主編:模擬電子技術基礎,第四版,高等教育出版社華成英、童詩白主編:模擬電子技術基礎,第四版,高等教育出版社 北京,北京,2006陳大欽主編:模擬電子技術基礎,華中理工大學版社,陳大欽主編:模擬電子技術基礎,華中理工大學版社,2000首選首選參考:參考:學時:學時: 56 學時學時先修課程:電路理論,高等數學,大學物理先修課程:電路理論,高等數
2、學,大學物理學分:學分: 3.5 學分學分TN01、TN710類其它模擬電子技術參考資料類其它模擬電子技術參考資料華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213 3教學安排作業(yè):雙數習題,講到哪里做到哪里,周四交,單數習題考試復習作業(yè):雙數習題,講到哪里做到哪里,周四交,單數習題考試復習考核方式:筆試閉卷考核方式:筆試閉卷 成績構成:考試成績構成:考試80%左右,平時左右,平時20%左右左右答疑:預約時間地點、課后、郵件、電話答疑:預約時間地點、課后、郵件、電話實驗:另有安排實驗:另有安排全校統(tǒng)考全校統(tǒng)考提示:平時成績不管對錯做題就記分,沒做扣分,千萬別抄別人的題解。提示:平時成績不管對錯做題就
3、記分,沒做扣分,千萬別抄別人的題解。聯(lián)系電話Email:課件下載: 密碼:mndzjs2008華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214 4電子技術是現代化的重中之重的技術電子技術是現代化的重中之重的技術模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎是電子類專業(yè)主干課程。是電子類專業(yè)主干課程。課程的任務:獲得電子技術方面的基本理論、基課程的任務:獲得電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能,培養(yǎng)分析問題和解決問題的本知識和基本技能,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。能力。通過本課程的學習后:具備應用電子技術的基本通過本課程的學習后:具備應用電子技術的基本能力,為學習后續(xù)課程和電子技
4、術在專業(yè)中的應能力,為學習后續(xù)課程和電子技術在專業(yè)中的應用打好基礎。用打好基礎。教學目的教學目的華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215 5本課核心本課核心:電子放大器:電子放大器非線性非線性:電子放大器是一種非線性元件,需要:電子放大器是一種非線性元件,需要用非線性分析方法(圖解法、微變等效近似)用非線性分析方法(圖解法、微變等效近似)工程性工程性:在足夠精確的情況下,為了計算方便,:在足夠精確的情況下,為了計算方便,使用近似來化簡使用近似來化簡微觀性微觀性:深入到原子電子級分析問題:深入到原子電子級分析問題該課特點該課特點華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216 6復雜性復雜性:受
5、多因素影響,非線性器件在線性電:受多因素影響,非線性器件在線性電路中工作分析麻煩,工程近似不宜掌握,溫度路中工作分析麻煩,工程近似不宜掌握,溫度影響參數宜變,參數分散。影響參數宜變,參數分散。實踐性實踐性:很強,需要很好的實踐,不用很難學:很強,需要很好的實踐,不用很難學好。動手性強。好。動手性強?;A性基礎性:后續(xù)電子類課程的基礎,考研的課程:后續(xù)電子類課程的基礎,考研的課程之一。之一。該課特點該課特點(續(xù))(續(xù))華中科技大學電信系劉勃 2008-2-217 7多概念:多概念:多組態(tài):多組態(tài):多公式:多公式:多圖:多圖:多曲線多曲線多參數:多參數:多習題:多習題:多資料:多資料:該課特點該課
6、特點(續(xù))(續(xù))華中科技大學電信系劉勃 2008-2-218 8學習方法學習方法興趣是最好的老師,有興趣才能進入學習狀態(tài)興趣是最好的老師,有興趣才能進入學習狀態(tài)深刻理解和牢記基本概念、基本公式和基本方法。深刻理解和牢記基本概念、基本公式和基本方法。多做習題。多做習題。認真做實驗。認真做實驗。用用“基本基本”抓規(guī)律推導擴展內容抓規(guī)律推導擴展內容。要能進入狀態(tài)要能進入狀態(tài)華中科技大學電信系劉勃 2008-2-219 94 雙極結型三極管及放大電路基礎(雙極結型三極管及放大電路基礎(15)2 運算放大器(運算放大器(3)1 緒論(緒論(2)3 二極管及其基本電路(二極管及其基本電路(4)5 場效應管
7、放大電路(場效應管放大電路(4)6 模擬集成電路(模擬集成電路(6)7 反饋放大電路(反饋放大電路(8)8 功率放大電路(功率放大電路(3)9 信號處理與信號產生電路(信號處理與信號產生電路(7)10 直流穩(wěn)壓電源(直流穩(wěn)壓電源(4)華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2110101 1 緒論緒論主要內容主要內容:信號及其頻譜的基本概念信號及其頻譜的基本概念放大電路、放大電路模型、放大電路放大電路、放大電路模型、放大電路的主要性能指標的主要性能指標基本要求基本要求:了解信號的描述及分類方法了解信號的描述及分類方法熟悉放大電路模型和放大電路主要性熟悉放大電路模型和放大電路主要性能指標能指標華中
8、科技大學電信系劉勃 2008-2-2111111 1 緒論緒論電子技術:近年來最偉大的創(chuàng)新電子技術:近年來最偉大的創(chuàng)新-使我們的生活大大改觀使我們的生活大大改觀俗語:俗語:“我們生活在電子時代我們生活在電子時代”當今世界最重要的研究領域當今世界最重要的研究領域當今世界應用最廣泛的技術:當今世界應用最廣泛的技術:通信、娛樂、家用電器、數碼產品通信、娛樂、家用電器、數碼產品計算機、自動控制、儀表計算機、自動控制、儀表電力電力軍事。軍事。華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2112121 1 緒論緒論模擬信號模擬信號?信號在時間和數值上都是連續(xù)變化的信號稱為模擬信號信號在時間和數值上都是連續(xù)變化的
9、信號稱為模擬信號 電子技術指在電路中包括采用半導體器件處理電信號電子技術指在電路中包括采用半導體器件處理電信號包括包括用半導體器件處理在時間和數值上都是連續(xù)變化的信號的用半導體器件處理在時間和數值上都是連續(xù)變化的信號的電信號處理技術電信號處理技術 模擬電子技術模擬電子技術(Analog Electronics)華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2113131 1 緒論緒論電子技術電子技術模擬電子技術模擬電子技術數字電子技術數字電子技術-半導體技術半導體技術-微電子技術微電子技術又稱:又稱:-電力電子技術電力電子技術相關:相關:模擬電子技術是電子技術的基礎模擬電子技術是電子技術的基礎華中科技
10、大學電信系劉勃 2008-2-2114141 1 緒論緒論電子系統(tǒng):電子系統(tǒng):電子技術應用:電子技術應用:模擬處理模擬處理模擬信模擬信號號需要的信號需要的信號處理方式:放大、濾波、變換。處理方式:放大、濾波、變換。電子技術:電子技術:研究這些處理方式研究這些處理方式要很好的要很好的放大放大-高保真、穩(wěn)高保真、穩(wěn)定。定。負載負載華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2115151 1 緒論緒論電子系統(tǒng)構成:電子系統(tǒng)構成:n模擬信號,(模擬處理),模擬輸出模擬信號,(模擬處理),模擬輸出n模擬信號,(模擬信號,( 數字處理),模擬輸出數字處理),模擬輸出n模擬信號,(模擬信號,( 數字處理),數字
11、輸出數字處理),數字輸出華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2116161.1 信號信號1.2 信號的頻譜信號的頻譜 1 1 緒論緒論1.3 模擬信號和數字信號模擬信號和數字信號 1.4 放大電路模型放大電路模型 1.5 放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標 1.6 電子系統(tǒng)電子系統(tǒng) 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-211717 1.1.1 信號:1.1 信號信號是信息的載體信號是信息的載體 聲音信號可以傳達語言、音樂或其他信息聲音信號可以傳達語言、音樂或其他信息圖像信號可以傳達人類視覺系統(tǒng)能夠接受的圖像信息圖像信號可以傳達人類視覺系統(tǒng)能夠接受的圖像信息氣溫、氣壓、風速等信號可
12、以反映天氣信息。氣溫、氣壓、風速等信號可以反映天氣信息。上述聲音信號、圖像信號和溫度信號均無法直接傳遞給電子系統(tǒng)上述聲音信號、圖像信號和溫度信號均無法直接傳遞給電子系統(tǒng)需要先用傳感器把它們轉換為電信號,然后送到電子系統(tǒng)中去進一步需要先用傳感器把它們轉換為電信號,然后送到電子系統(tǒng)中去進一步處理。處理。 何為傳感器?何為傳感器? 對電子技術而言:將物理量轉換為電子量的器件對電子技術而言:將物理量轉換為電子量的器件 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2118181. 1.1信號本書的信號特指物理量能轉換成電子量變化的信號電子量是信號的載體,反映物理量變化電子量的大小與物理量相關變化電子技術的主要
13、任務就是按需要處理信號電子流。信號的本質信號的本質華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2119191. 1.1信號電信號就是隨時間變化的電壓或電流,其變化代表一定的信息。 信號的本質信號的本質 vS t 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212020一般,信號源主要是傳感器,可用電壓源或電流源等效表達電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RS+ +-VS電壓源等效電路電流源等效電路電電子子系系統(tǒng)統(tǒng)RSIS戴維寧諾頓SSSRVI 1.1.2 信號的表達轉換sssRiv 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212121問題?問題? 何為電壓源?何為電壓源? 何為電流源?何為電流源? 能互相等效轉換,能否說明就是
14、一種電路?能互相等效轉換,能否說明就是一種電路? 有啥區(qū)別有啥區(qū)別?信號源電阻RS遠小于電子系統(tǒng)輸入電阻Ri時,使用電壓源形式更為有利 突出問題的主要方面華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212222 1.2 信號的頻譜信號的種類信號的種類直流直流變化的變化的周期變化的周期變化的非周期變化的非周期變化的能用正弦信能用正弦信號集合表達號集合表達華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2123231. 正弦信號)sin()(0m tVtv O v t Vm -Vm f T = = 時域0000212Tff O Vm v 頻域 1.2 信號的頻譜頻譜:將一個信號分解為正弦信頻譜:將一個信號分解為正
15、弦信號的集合,得到其正弦信號幅值號的集合,得到其正弦信號幅值隨角頻率變化的分布,稱為該信隨角頻率變化的分布,稱為該信號的頻譜。號的頻譜。華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2124242. 方波信號 1.2 信號的頻譜B. 方波信號)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtv T20 時域 O 0 T = t v Vs 頻域 O 2Vs v Vs Vs 2Vs 2Vs 滿足狄利克雷條件,展開成傅里葉級數(周期內分段光滑)2SV直流分量其中2SV基波分量312S V三次諧波分量華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212525放大器的帶寬也可用方波來估計?放大器的帶寬也
16、可用方波來估計?放大器的帶寬可用掃頻儀來測量放大器的帶寬可用掃頻儀來測量放大器的帶寬的測量放大器的帶寬的測量根據信號的頻譜分布,可以決定用那些有效部根據信號的頻譜分布,可以決定用那些有效部分來還原原信號分來還原原信號華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212626 1.2 信號的頻譜3. 非周期信號傅里葉變換: 通過快速傅里葉變換(FFT)可迅速求出非周期信號的頻譜函數。)0( 非周期信號包含了所有可能的頻率成分離散頻率函數周期信號連續(xù)頻率函數非周期信號頻域O T/ c時域 T/ 2 200.5 2 200.0 2 199.5 0 10 80 70 60 50 40 30 20 t/s 華中
17、科技大學電信系劉勃 2008-2-212727 1.2 信號的頻譜信號的表示信號的表示時域:時域:頻域:頻域:表示直觀,特性分析不直觀表示直觀,特性分析不直觀表示不直觀,特性分析直觀表示不直觀,特性分析直觀電子電路分析用到的信號:電子電路分析用到的信號:直流直流正弦正弦(階躍,脈沖)(階躍,脈沖)變化的變化的靜態(tài)性能靜態(tài)性能動態(tài)性能動態(tài)性能通入信號:觀察分析電子系統(tǒng)的性能通入信號:觀察分析電子系統(tǒng)的性能華中科技大學電信系劉勃 2008-2-212828 1.3 模擬信號和數字信號處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。模擬信號:在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。數字信號:在時間和幅值上都是離散的信號。
18、end華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2129291.3 模擬信號和數字信號 在信號分析中,按時間和幅值的連續(xù)性和離散性把信號分為4類: (1)時間連續(xù)、數值連續(xù)信號; (2)時間離散、數值連續(xù)信號; (3)時間連續(xù)、數值離散信號; (4)時間離散、數值離散信號。 其中第(1)類即前面所述的模擬信號;第(4)類稱為數字信號。 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2130301.3 模擬信號和數字信號 計算機技術的發(fā)展和應用的普及 絕大多數電子系統(tǒng)都引入了計算機或微處理器來對信號進行處理。 微處理機是數字電路系統(tǒng),只能處理數字信號,無法直接處理模擬信號 需要將模擬信號轉換為數字信號。 華
19、中科技大學電信系劉勃 2008-2-2131311.3 模擬信號和數字信號 將模擬信號轉換為數字信號對模擬信號取樣 對取樣信號的數字化轉換 -量化 對數字量編碼 -華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2132321.3 模擬信號和數字信號 v t t0 t1 t2 t3 d(v) t 5 10 15 20 -15 -10 -5 0 編碼 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 信 號A 信 號B 信 號C 信 號D 取樣量化華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2133331.3 模擬信號和數字信號 1.3.1 根據信號的連續(xù)性和離散性
20、分析,氣溫屬于四類信號中的哪一類?水銀溫度計顯示的溫度值屬于哪一類信號?氣象觀測員定時從水銀溫度計讀出的溫度值屬于哪一類信號?華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213434模擬信號放大是模擬電子技術的核心模擬信號放大是模擬電子技術的核心自然界物理量影響電子流變化通常是很微弱的,自然界物理量影響電子流變化通常是很微弱的,并且摻雜有許多噪聲并且摻雜有許多噪聲要將這些信息提取出來使用,必須放大要將這些信息提取出來使用,必須放大1.4 放大電路模型放大電路模型 例子:例子:對手機講話,語音變成電子流變化,弱對手機講話,語音變成電子流變化,弱溫度使電阻變化,阻擋電子流的能力變化,弱溫度使電阻變化,阻
21、擋電子流的能力變化,弱生物電流更弱。生物電流更弱。華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213535 1.4.1 放大器的組成組成:組成:放大器本體放大器本體輸入端口輸入端口輸出端口輸出端口電源(參考點)電源(參考點)電源中點電源中點作為參考點,作為參考點,不是地不是地華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213636 1.4.2 模擬信號的放大模型主要參數:主要參數:一個雙端口網絡一個雙端口網絡放大倍數放大倍數輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻中頻增益中頻增益華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213737 1.4.2 模擬信號的放大模型 Rs 放放大大電電路路 Io Ii + Vo + V
22、s + Vi RL 信號源信號源負載負載放大倍數放大倍數=輸出量輸出量輸入量輸入量問題:放大的什么?問題:放大的什么?華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213838電壓增益(電壓放大倍數)ioVVAV 電流增益(電流放大倍數)ioIIAI 互阻增益(電流轉電壓))(io IVAR互導增益(電壓轉電流))S(ioVIAG 1.4.3 模擬信號的放大模型類型華中科技大學電信系劉勃 2008-2-213939 1.4.3 放大電路模型類型負載開路時的 電壓增益1. 電壓放大模型Rs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro OVAiR輸入電阻oR輸出電阻由輸出回路得LoLiOoRRRV
23、AVV 則電壓增益為ioVVAV LoLORRRAV 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214040 1.4.3 放大電路模型類型1. 電壓放大模型Rs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro LoLiOoRRRVAVV ioVVAV LoLORRRAV 由此可見 LR VA即負載的大小會影響增益的大小要想減小負載的影響,則希望? (考慮改變放大電路的參數)LoRR 理想情況0o R華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214141 1.4.3 放大電路模型類型 另一方面,考慮到輸入回路對信號源的衰減siRR 理想情況有sisiiVRRRV 要想減小衰減,則希望? iRooiS
24、SiSVV VAVVV LiOoLiVsRRARR RRRs+Vi+Vo+RLVs Ri + Vi AVO Ro 總結總結?:后級輸入電阻要后級輸入電阻要?大于前級輸出電阻大于前級輸出電阻華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214242電流放大模型 1.4.3放大電路模型類型 關 心 輸 出 電流與輸入電流的關系 2.電流放大模型華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214343負載短路時的 電流增益電流放大模型SIA由輸出回路得LooiSoRRRIAII 則電流增益為ioIIAI LooSRRRAI 由此可見 LR IA要想減小負載的影響,則希望?LoRR 理想情況 oR由輸入回路得iss
25、siRRRII 要想減小對信號源的衰減,則希望?siRR 理想情況0i R 1.4.3放大電路模型類型華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2144443. 互阻放大模型(自學)4. 互導放大模型(自學) 1.4.3放大電路模型類型 Ro Vo + + Ri RL Ii Aro Rs Ii Is Ro Ri RL Ags Io Rs + Vs Vi + Vi )(io IVAR)S(ioVIAG 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214545輸入輸出回路沒有公共端-(變壓器隔離、光電隔離)5. 隔離放大電路模型(防止高壓感應損壞電路) Ro + Ri Vi AVO V o + Vi + 1
26、.4.3放大電路模型類型華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214646電信號的實質是什么?電信號的實質是什么?物理量對電子量的作用。物理量對電子量的作用。放大的實質是什么?放大的實質是什么?一個單位物理量引起的電子量變化的擴大一個單位物理量引起的電子量變化的擴大放大的應用是什么?放大的應用是什么?擴大電子量到能驅動動作機構反映變化,如:揚聲器,擴大電子量到能驅動動作機構反映變化,如:揚聲器,模數轉換。模數轉換。 1.4.3放大電路模型類型華中科技大學電信系劉勃 2008-2-214747放大電路模型結論放大電路模型三個部分:信號源、放大器、負載放大電路模型三個要素:放大倍數、輸入電阻、輸出
27、電阻信號源、負載可能有很多種,放大器必須適應,所以。對電壓型信號源。輸入電阻要大對電流形信號源。輸入電阻要小對電壓型輸出。輸出電阻要小對電流型輸出。輸出電阻要大華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2148481.4.1 某放大電路輸入信號為10pA時,輸出為500mV,它的增益是多少?屬于哪一類放大電路?)(io IVARoi500mV=10pARVAI-9500mV=10 10 mA10=5 10 ()華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2149491.4.2 某電唱機拾音頭內阻為1M,輸出電壓為1V(有效值),如果直接將它與10揚聲器相接,揚聲器上的電壓為多少?如果在拾音頭和揚聲器之間
28、接入一個放大電路,它的輸入電阻Ri =1M,輸出電阻Ro =10,電壓增益為1,試求這時揚聲器上的電壓。該放大電路使用哪一類電路模型最方便?提示:提示:揚聲器上的電壓:用正比分壓這時揚聲器上的電壓:兩次均壓0.25V該放大電路使用哪一類電路模型最方便?電壓放大電壓放大6101( )9.9999 1010 1000000LvVV分壓比為百萬分之一,揚聲器上僅獲得1微伏電壓?;プ璺糯蠡プ璺糯笕A中科技大學電信系劉勃 2008-2-215050 1.5 放大電路的主要性能指標1. 輸入電阻輸入電阻Rs+VsVi+RiIi放放大大電電路路輸入電阻是從放大電路輸入端輸入電阻是從放大電路輸入端口看進去的等效
29、電阻口看進去的等效電阻輸入電阻求法:加電壓觀電流輸入電阻求法:加電壓觀電流輸入電阻決定放大電路從信號源獲取信號幅值的大小輸入電阻決定放大電路從信號源獲取信號幅值的大小輸入電阻等于放大電路輸入端口輸入電壓與輸入電流的比輸入電阻等于放大電路輸入端口輸入電壓與輸入電流的比值值iiiIVR 求法求法2、純電阻網絡時直接看進去求輸入電阻、純電阻網絡時直接看進去求輸入電阻華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215151 1.5 放大電路的主要性能指標2. 輸出電阻注意:輸入、輸出電阻為交流電阻-阻抗輸出電阻衡量放大器帶負載的能力輸出電阻衡量放大器帶負載的能力輸出電阻是從放大電路輸出端口看進去的等效電阻輸
30、出電阻是從放大電路輸出端口看進去的等效電阻輸出電阻決定放大電路供給負載的能量信號幅值的大小輸出電阻決定放大電路供給負載的能量信號幅值的大小輸出電阻求法輸出電阻求法1:加電壓觀電流:加電壓觀電流sLTo0R=TVVRI,放大電路放大電路IT+VTRo+Vs=0求法求法2、純電阻網絡時直接看進去求輸入電阻、純電阻網絡時直接看進去求輸入電阻華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215252 1.5 放大電路的主要性能指標2. 輸出電阻輸出電阻經典應用公式-要牢記-通過開路電壓和某一負載電壓及負載電阻值求輸出電阻方法方法3 3:開路電壓負載電壓法:開路電壓負載電壓法iOoVAVV LoLiOoRRRV
31、AVV 開路電壓開路電壓帶負載時的電壓帶負載時的電壓LLoooRRVVR RoVo+RLViAVO放放大大電電路路Ro+ViAVO放放大大電電路路+Vo兩式相除兩式相除華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215353u uo o測量開路電壓測量開路電壓v vo o =v=vsoso方法方法4 4、開路電壓除以短路電流法開路電壓除以短路電流法。 r ro ov vsoso r ro ov vsosoi io o測量短路電流測量短路電流i io o = v= vso so / R/ Ro o輸出電阻:輸出電阻:v vo o / i/ io o = v= vso so / / ( v vso so
32、 /R/Ro o )= R= Ro o 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215454 1.5 放大電路的主要性能指標3. 增益 反映放大電路在輸入信號控制下,將供電電源能量轉換為輸出信號能量的能力。放大倍數放大倍數=輸出量輸出量輸入量輸入量輸入量輸入量輸出量輸出量單位輸入量對應的輸出量被放大信號的靈敏度被放大輸入輸出特性的斜率增大華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215555 1.5 放大電路的主要性能指標3. 增益其中(dB)lg20VA 電電壓壓增增益益四種增益ioVVAV ioIIAI ioIVAR ioVIAG IVAA、常用分貝(dB)表示。(dB)lg20IA 電流增益電
33、流增益(dB)lg10PA 功率增益功率增益當用對數坐標表達增益隨頻率變化的曲線時,可大大擴大增益變化的敏感視野當用對數坐標表達增益隨頻率變化的曲線時,可大大擴大增益變化的敏感視野 計算多級放大電路的總增益時,可將乘法化為加法進行運算計算多級放大電路的總增益時,可將乘法化為加法進行運算 華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215656dB討論?“甲放大電路的增益為-20倍” 和“乙放大電路的增益為-20dB”,問哪個電路的增益大?3dB電壓增益:1.41-3dB電壓增益:0.7073dB功率增益:2-3dB功率增益:0.5A0.01 0.1 0.51.02.01020100 1000AdB-
34、40-20 -60620264060增益還是增益還是2020倍方向相反倍方向相反0.10.1倍倍電壓電流增益的特殊值:電壓電流增益的特殊值:華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215757 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬 實際的放大電路中總是存在一些電抗性元件,如電容、電感、電實際的放大電路中總是存在一些電抗性元件,如電容、電感、電子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。 前述的放大電路模型是簡單理想的模型前述的放大電路模型是簡單理想的模型因此,放大電路的輸出和輸入之間的關系必然和信號頻率有關因此,
35、放大電路的輸出和輸入之間的關系必然和信號頻率有關 在輸入正弦信號情況下,輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)在輸入正弦信號情況下,輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應,稱為放大電路的頻率響應。響應,稱為放大電路的頻率響應。用單頻正弦波掃頻放大電路得到放大電路的頻率響應放大電路的頻率響應華中科技大學電信系劉勃 2008-2-215858 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬 電壓增益考慮頻率時的表達式為:)j ()j ()j (io VVAV Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL)()()j ()j (ioio VV復數形式華中科技大學電信系
36、劉勃 2008-2-215959 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬 Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL或寫為)()( VVAA其中稱稱為為幅幅頻頻響響應應)j ()j ()(io VVAV 稱稱為為相相頻頻響響應應)()()(io 頻域上的幅值增益頻域上的幅值增益頻域上的輸入輸出相位差頻域上的輸入輸出相位差兩者綜合表征頻域上的復增益兩者綜合表征頻域上的復增益 是增益的完全表示是增益的完全表示那我們前面的增益是什么?那我們前面的增益是什么?理想增益,與頻率無關理想增益,與頻率無關華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216060 1
37、.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬 普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應該圖稱為波特圖縱軸:縱軸:dBdB橫軸:對數坐標橫軸:對數坐標華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216161 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)A.頻率響應及帶寬 其中上上限限頻頻率率Hf普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應03dB20lg|AV|/dB帶寬帶寬2204060202 1022 1032 104f/HzfLfH高頻區(qū)高頻區(qū)中頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)3dB 頻率點頻率點(半功率點)(半功率點)3dB 頻率點頻率點(半功率點)(半功率點)下下限限頻頻率
38、率Lf稱稱為為帶帶寬寬LHffBW HLH fBWff 時,時,當當 直流放大電路的幅頻響應與此有何區(qū)別?問題:該電路直流能否通過?No華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216262直流放大電路的幅頻響應華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216363某些典型信號的頻率范圍某些典型信號的頻率范圍華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216464 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)B.頻率失真(線性失真)幅度失真: 對不同頻率的信號增益不同,產生的失真。O t IO t O基波基波二次諧波二次諧波輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號二次諧波二次諧波基波增益相對二次諧
39、波過大有變形有變形 0 3dB 20lg|AV|/dB 帶帶寬寬 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz fL fH 基波二次諧波二次諧波華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216565 1.5 放大電路的主要性能指標4. 頻率響應及帶寬(頻域指標)B.頻率失真(線性失真)相位失真: 對不同頻率的信號相移不同,產生的失真。 O t vI O t vO O t vI O t vO 基波基波 基波基波 O t vI O t vO 基波基波 二次諧波二次諧波 基波基波 二次諧波二次諧波 O t vI O t vO 信號信號 基波基波 二次諧波二次諧波 基波基波 二
40、次諧波二次諧波 信號信號 二次諧波二次諧波有滯后有滯后基波二次諧二次諧波波變形華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216666 1.5 放大電路的主要性能指標5. 非線性失真 由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數:O t IO t Oend%100o122o VVkk VO1是輸出電壓信號基波分量的有效值,Vok是高次諧波分量的有效值,k為正整數。高次諧波占基波的比重華中科技大學電信系劉勃 2008-2-216767 1.5 放大電路的主要性能指標6. 失真與帶寬end帶寬是不是越寬越好?噪聲成本華中科技大學電信系劉勃 2008-2-2168681.5.1 某放大電路開路輸出電壓為某放大電路開路輸出電壓為V V0 0,短路輸出電流為,短路輸出電流為Ios ,試求其輸出,試求其輸出電阻電阻Ro 。oR =oosVi1.5.2 試說明為什么常選用頻率可連續(xù)變化的正弦波信號發(fā)生器作為放大電試說明為什么常選用
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