實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)完全學(xué)習(xí)與應(yīng)用課件5

1、textLogo一、序幕篇一、序幕篇新浪微博： 5章章電與磁的轉(zhuǎn)換電與磁的轉(zhuǎn)換電感電感新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)完全學(xué)習(xí)與應(yīng)用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications楊欣Yang X 胡文錦Hu W J 張延強(qiáng)Zhang Y Q 萊諾克斯Nokes L 王玉鳳Wang Y F 劉湘黔Liu X Q電路飛翔網(wǎng)免費(fèi)提供本書(shū)及相關(guān)電路飛翔網(wǎng)免費(fèi)提供本書(shū)及相關(guān)視頻教學(xué)、實(shí)驗(yàn)演示等全方位學(xué)習(xí)資源視頻教學(xué)、實(shí)驗(yàn)演示等全方位學(xué)習(xí)資源 將對(duì)應(yīng)章節(jié)的檢索碼輸入

2、主頁(yè)的搜索欄，或?qū)?duì)應(yīng)章節(jié)的檢索碼輸入主頁(yè)的搜索欄，或 用智能手機(jī)、平板電腦掃描二維碼用智能手機(jī)、平板電腦掃描二維碼5.1 實(shí)例引入實(shí)例引入地下寶藏探測(cè)儀地下寶藏探測(cè)儀新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972如果貼近地面如果貼近地面移動(dòng)探測(cè)頭，移動(dòng)探測(cè)頭，當(dāng)有地下的金當(dāng)有地下的金屬器物靠近時(shí)，屬器物靠近時(shí)，探測(cè)儀就會(huì)發(fā)探測(cè)儀就會(huì)發(fā)出提示，表明出提示，表明地下有可疑金地下有可疑金屬物品。屬物品。5.1.1 電生磁電生磁新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.1.2 磁生電磁生電新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.2元器件元器件A電感器電

3、感器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電感器（電感器（inductor），簡(jiǎn)稱(chēng)電感，它實(shí)際上就是），簡(jiǎn)稱(chēng)電感，它實(shí)際上就是一個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈可以是空心的，也可以繞制在某一個(gè)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈可以是空心的，也可以繞制在某些磁性材料上。些磁性材料上。5.2.1鐵氧體磁環(huán)鐵氧體磁環(huán)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)完全學(xué)習(xí)與應(yīng)用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications楊欣Yang X 張鍇麟Zhang K 張延強(qiáng)Zhang Y 萊諾克斯Nokes

4、 L 王玉鳳Wang Y 劉湘黔Liu X實(shí)例解讀模擬電子技術(shù)完全學(xué)習(xí)與應(yīng)用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications楊欣Yang X 胡文錦Hu W 張延強(qiáng)Zhang Y 萊諾克斯Nokes L 王玉鳳Wang Y 劉湘黔Liu X5.2.2 阻交通直阻交通直新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972“阻交阻交”是阻止交流信號(hào)，是阻止交流信號(hào)，“通直通直”是導(dǎo)通直流信是導(dǎo)通直流信號(hào)，這是電感一個(gè)最本質(zhì)的特性，與電容的特性隔號(hào)，這是電感一個(gè)最本質(zhì)的特性，與電容的特性隔直通交正好相

5、反。直通交正好相反。5.2.3電感的電感量電感的電感量新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電感把電流轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)的能力使用電感量電感把電流轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)的能力使用電感量（inductance）來(lái)描述，電感量的單位是亨利）來(lái)描述，電感量的單位是亨利（henry），簡(jiǎn)稱(chēng)亨，用字母），簡(jiǎn)稱(chēng)亨，用字母“H”來(lái)表示。來(lái)表示。1H=103mH=106H有一類(lèi)電感也具有一類(lèi)電感也具有色環(huán)指示的電有色環(huán)指示的電感量，比如色環(huán)：感量，比如色環(huán)：黃黃-紫紫-黑黑-銀，表銀，表示的電感量數(shù)值示的電感量數(shù)值為為47，單位都是，單位都是H，誤差為，誤差為10%5.2.3電感的電感量電感的電感量新浪微博：

6、電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.2.3電感的電感量電感的電感量新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.2.4電感的種類(lèi)電感的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電感有芯與否對(duì)電感量的影響至關(guān)重要，要想讓電感電感有芯與否對(duì)電感量的影響至關(guān)重要，要想讓電感L1達(dá)到達(dá)到10H的電感量，需要把線(xiàn)圈繞制在適當(dāng)?shù)蔫F芯的電感量，需要把線(xiàn)圈繞制在適當(dāng)?shù)蔫F芯或其他鐵磁材料芯上。給電感增加芯可以有效提高磁或其他鐵磁材料芯上。給電感增加芯可以有效提高磁通量，從而在有限的尺寸下制成更大電感量的器件。通量，從而在有限的尺寸下制成更大電感量的器件。5.2.5電感

7、的芯電感的芯新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972如果電感的芯是鐵氧體材料就可以在高頻電路中使用，如果電感的芯是鐵氧體材料就可以在高頻電路中使用，比如收音機(jī)的磁棒天線(xiàn)。鐵氧體芯可以極大的提高電比如收音機(jī)的磁棒天線(xiàn)。鐵氧體芯可以極大的提高電感的電感量。比如一個(gè)空芯電感的電感量為感的電感量。比如一個(gè)空芯電感的電感量為1mH，當(dāng)，當(dāng)加入一個(gè)鐵氧體芯后電感量可以升至約加入一個(gè)鐵氧體芯后電感量可以升至約400mH。5.2.5電感的芯電感的芯新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電感兩端的電壓由流經(jīng)的電流變化率來(lái)決定，計(jì)算電感兩端的電壓由流經(jīng)的電流變化率來(lái)決定，計(jì)算式為

8、：式為：L為電感的電感量，為電感的電感量， 表示電流變化率。如果有表示電流變化率。如果有1V的的電壓施加到電感量為電壓施加到電感量為1H的電感時(shí)，將會(huì)使電感中的的電感時(shí)，將會(huì)使電感中的電流以電流以1A/s（安每秒）增加。（安每秒）增加。5.2.6電感兩端的電壓與能量存儲(chǔ)電感兩端的電壓與能量存儲(chǔ)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.3電路與應(yīng)用電路與應(yīng)用A電感的應(yīng)用基礎(chǔ)電感的應(yīng)用基礎(chǔ)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電感對(duì)交流信號(hào)的反抗作用用感抗（電感對(duì)交流信號(hào)的反抗作用用感抗（inductive reactance）來(lái)描述，用）來(lái)描述，用“XL”來(lái)表

9、示：來(lái)表示：假如有一個(gè)頻率假如有一個(gè)頻率50Hz的信號(hào)經(jīng)過(guò)電感量為的信號(hào)經(jīng)過(guò)電感量為10H的電感，的電感，則感抗為：則感抗為：直流信號(hào)的頻率直流信號(hào)的頻率f為為0Hz，因此電感對(duì)直流信號(hào)電阻，因此電感對(duì)直流信號(hào)電阻為為0，這也就是為什么直流信號(hào)可以順利通過(guò)電感。，這也就是為什么直流信號(hào)可以順利通過(guò)電感。5.3.1感抗感抗由于電感對(duì)交流信號(hào)的反抗作用，一開(kāi)始電流為由于電感對(duì)交流信號(hào)的反抗作用，一開(kāi)始電流為0A，電感兩端的電壓為最大值。之后，電感中電流開(kāi)始電感兩端的電壓為最大值。之后，電感中電流開(kāi)始逐漸增大，而電壓減小，電流的變化滯后于電壓的逐漸增大，而電壓減小，電流的變化滯后于電壓的變化，它們之

10、間有變化，它們之間有90的相差。的相差。5.3.2相移相移新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.3.3電感的品質(zhì)因數(shù)（電感的品質(zhì)因數(shù)（Q）新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972繞制電感的漆包線(xiàn)存在一定的電阻，所以制成的電繞制電感的漆包線(xiàn)存在一定的電阻，所以制成的電感具有阻抗。電流通過(guò)時(shí)有一部分被轉(zhuǎn)換成了熱量。感具有阻抗。電流通過(guò)時(shí)有一部分被轉(zhuǎn)換成了熱量。品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q描述電感的品質(zhì)。描述電感的品質(zhì)。Q等于某一頻率下電感等于某一頻率下電感感抗與阻抗的比值：感抗與阻抗的比值：如果如果Q越大，表明電感的性能越接近理想狀態(tài)，電能越大，表明電感的性能越接近理想

11、狀態(tài)，電能的損耗也就越小。的損耗也就越小。5.3.3電感的品質(zhì)因數(shù)（電感的品質(zhì)因數(shù)（Q）新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972如有一個(gè)電感量為如有一個(gè)電感量為47mH的電感，查技術(shù)手冊(cè)知其阻的電感，查技術(shù)手冊(cè)知其阻抗（抗（DC resistance）為）為120，如果有，如果有50Hz的信號(hào)經(jīng)的信號(hào)經(jīng)過(guò)它時(shí)，過(guò)它時(shí)，Q值為：值為：另有一個(gè)同樣電感量的電感，其阻抗為另有一個(gè)同樣電感量的電感，其阻抗為0.88，工作，工作于同樣的條件下則于同樣的條件下則Q值為：值為：5.3.4電感的串聯(lián)與并聯(lián)電感的串聯(lián)與并聯(lián)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.4電路與應(yīng)用電

12、路與應(yīng)用BLC電路電路新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.4.1LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路電感與電容相反的特性，使得電感與電容相反的特性，使得LC并聯(lián)電路在輸入信號(hào)并聯(lián)電路在輸入信號(hào)Vin達(dá)達(dá)到諧振頻率（到諧振頻率（resonance frequency）時(shí)，其阻抗表現(xiàn)）時(shí)，其阻抗表現(xiàn)為無(wú)窮大，為無(wú)窮大，LC并聯(lián)電路相當(dāng)并聯(lián)電路相當(dāng)于斷開(kāi)。諧振頻率的計(jì)算式為：于斷開(kāi)。諧振頻率的計(jì)算式為：諧振頻率：當(dāng)諧振頻率：當(dāng)LC并聯(lián)電路的輸入信號(hào)并聯(lián)電路的輸入信號(hào)Vin的頻率接近的頻率接近諧振頻率諧振頻率f0時(shí)，電路所表現(xiàn)的阻抗最大，對(duì)輸入信號(hào)時(shí)，電路所表現(xiàn)的阻抗最大，對(duì)輸入信號(hào)Vin的影

13、響最小。我們說(shuō)的影響最小。我們說(shuō)LC并聯(lián)電路允許頻率接近諧并聯(lián)電路允許頻率接近諧振頻率振頻率f0的信號(hào)通過(guò)。的信號(hào)通過(guò)。5.4.1LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972而當(dāng)輸入信號(hào)而當(dāng)輸入信號(hào)Vin的頻率遠(yuǎn)離諧振頻率的頻率遠(yuǎn)離諧振頻率f0時(shí)，時(shí)，LC并聯(lián)并聯(lián)電路的阻抗相對(duì)較小，此時(shí)電路的阻抗相對(duì)較小，此時(shí)LC并聯(lián)電路就好并聯(lián)電路就好像短路一樣，對(duì)像短路一樣，對(duì)輸入信號(hào)輸入信號(hào)Vin有較有較大的影響。大的影響。結(jié)論是：結(jié)論是：LC并聯(lián)電路允許頻率等于諧振頻率并聯(lián)電路允許頻率等于諧振頻率f0的信的信號(hào)通過(guò)，而衰減頻率不等于諧振頻率號(hào)通過(guò)，而衰減頻率不等于諧振頻

14、率f0的信號(hào)。的信號(hào)。5.4.1LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972假設(shè)某假設(shè)某LC并聯(lián)電路中電感的電感量為并聯(lián)電路中電感的電感量為10mH，電容，電容的容量為的容量為0.01F，則諧振頻率，則諧振頻率f0為：為：5.4.1LC并聯(lián)電路并聯(lián)電路新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972如果把電感和電容串聯(lián)在一起，構(gòu)成了一個(gè)如果把電感和電容串聯(lián)在一起，構(gòu)成了一個(gè)LC串聯(lián)串聯(lián)電路，它與電路，它與LC并聯(lián)電路具有相反的特性。并聯(lián)電路具有相反的特性。5.4.2LC串聯(lián)電路串聯(lián)電路新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972推薦參考書(shū)目推

15、薦參考書(shū)目5.5 設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)與仿真RLC濾波器濾波器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.5.1RL低通濾波器低通濾波器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.5.1RL低通濾波器低通濾波器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.5.2RL高通濾波器高通濾波器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.5.2RL高通濾波器高通濾波器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.5.3其他其他RL電路電路5.6元器件元器件B變壓器變壓器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972變壓器（變

16、壓器（transformer）通過(guò)線(xiàn)圈的互感實(shí)現(xiàn)電能）通過(guò)線(xiàn)圈的互感實(shí)現(xiàn)電能從一個(gè)線(xiàn)圈向另一個(gè)線(xiàn)圈的傳遞。從一個(gè)線(xiàn)圈向另一個(gè)線(xiàn)圈的傳遞。電源適配器把電源適配器把220V AC（市電）轉(zhuǎn)換成低壓供身邊（市電）轉(zhuǎn)換成低壓供身邊的電子產(chǎn)品使用。的電子產(chǎn)品使用。5.6.1電源適配器電源適配器新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈兩端的電壓之比等于線(xiàn)圈的匝初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈兩端的電壓之比等于線(xiàn)圈的匝數(shù)比，其公式為：數(shù)比，其公式為：VP為初級(jí)線(xiàn)圈兩端電壓，為初級(jí)線(xiàn)圈兩端電壓，VS為次級(jí)線(xiàn)圈兩端電壓，為次級(jí)線(xiàn)圈兩端電壓，nP為初級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)，為初級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)，nS為次級(jí)線(xiàn)圈匝

17、數(shù)。比如某變?yōu)榇渭?jí)線(xiàn)圈匝數(shù)。比如某變壓器初級(jí)線(xiàn)圈壓器初級(jí)線(xiàn)圈nP=200匝，次級(jí)線(xiàn)圈匝，次級(jí)線(xiàn)圈nS=11匝，則當(dāng)初匝，則當(dāng)初級(jí)電壓為級(jí)電壓為VP=220V AC時(shí)，次級(jí)電壓時(shí)，次級(jí)電壓VS為：為：5.6.2電壓變換與阻抗匹配電壓變換與阻抗匹配新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972變壓器的輸入功率變壓器的輸入功率PP應(yīng)當(dāng)?shù)扔谳敵龉β蕬?yīng)當(dāng)?shù)扔谳敵龉β蔖S，即：，即：PP=PS5.6.2電壓變換與阻抗匹配電壓變換與阻抗匹配新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972變壓器幫助實(shí)現(xiàn)阻抗匹配變壓器幫助實(shí)現(xiàn)阻抗匹配:5.6.2電壓變換與阻抗匹配電壓變換與阻抗匹配新浪微博：

18、電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972電源變壓器（電源變壓器（mains transformer）實(shí)現(xiàn)交流電壓的）實(shí)現(xiàn)交流電壓的變換。在選購(gòu)變壓器時(shí)首要考慮的參數(shù)就是初級(jí)和變換。在選購(gòu)變壓器時(shí)首要考慮的參數(shù)就是初級(jí)和次級(jí)的電壓。次級(jí)的電壓。5.6.3變壓器的種類(lèi)變壓器的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972另一個(gè)變壓器參數(shù)是另一個(gè)變壓器參數(shù)是額定功率。如圖示的額定功率。如圖示的電路，我們可以估計(jì)電路，我們可以估計(jì)它的工作電流一般不它的工作電流一般不會(huì)超過(guò)會(huì)超過(guò)10mA，所以，所以電路的消耗功率：電路的消耗功率：P=VI=9V10mA1W于是選擇次級(jí)于是選擇次級(jí)9V、

19、額定功率為、額定功率為1W的電源變壓器的電源變壓器5.6.3變壓器的種類(lèi)變壓器的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972立式和環(huán)形立式和環(huán)形兩種電源變兩種電源變壓器。立式壓器。立式或環(huán)形電源或環(huán)形電源變壓器都有變壓器都有單繞組和雙單繞組和雙繞組之分。繞組之分。5.6.3變壓器的種類(lèi)變壓器的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972音頻變壓器（音頻變壓器（audio transformer）是工作于信號(hào)在音）是工作于信號(hào)在音頻頻率范圍內(nèi)（頻頻率范圍內(nèi)（20Hz20000Hz）的變壓器。）的變壓器。5.6.3變壓器的種類(lèi)變壓器的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 214926972中頻變壓器（中頻變壓器（IF transformer ）也）也稱(chēng)為中周，常常稱(chēng)為中周，常常用在超外差式收用在超外差式收音機(jī)和電視機(jī)的音機(jī)和電視機(jī)的中頻放大電路中。中頻放大電路中。5.6.3變壓器的種類(lèi)變壓器的種類(lèi)新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269725.7 應(yīng)用體驗(yàn)應(yīng)用體驗(yàn)手機(jī)來(lái)電閃光墜手機(jī)來(lái)電閃光墜新浪微博： 電路飛翔網(wǎng)站： QQ群： 2149269723.7.1電位器的影響電位器的影響當(dāng)手機(jī)有