模擬電子技術(shù) 課件 6 集成穩(wěn)壓電路 - 10 多級放大電路

模擬電子技術(shù)梁長垠教授項(xiàng)目一直流穩(wěn)壓電源電路的制作與測試梁長垠教授集成穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)01集成穩(wěn)壓電源分類02固定輸出穩(wěn)壓電源03可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源04一、集成穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)集成線性穩(wěn)壓器內(nèi)部包括調(diào)整電路、采樣電路、基準(zhǔn)電路、放大電路、過熱過流保護(hù)電路等。集成穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)01集成穩(wěn)壓電源分類02固定輸出穩(wěn)壓電源03可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源04二、集成穩(wěn)壓電源分類集成穩(wěn)壓電源可分為固定輸出集成穩(wěn)壓器與可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器兩大類。固定輸出穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓電源78XX系列（正電源）（7805、7812、7815、7824）79XX系列（負(fù)電源）（7905、7912、7915、7924）可調(diào)輸出穩(wěn)壓器117系列（1.2~37V正電源）（LM117、LM217、LM317）337系列（-1.2~-37V負(fù)電源）（LM137、LM237、LM337）集成穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)01集成穩(wěn)壓電源分類02固定輸出穩(wěn)壓電源03可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源04三、固定輸出穩(wěn)壓電源1.固定輸出穩(wěn)壓電源規(guī)格與引腳功能78XX、79XX規(guī)格主要有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V按輸出電流大小可分78（79）L（0.1A）、78（79）M（0.5A）、78（79）（1.5A）、78（79）T（3A）、78（79）H（5A）系列78系列集成穩(wěn)壓器輸入與輸出電壓最小壓差為2V（輸入電壓高于輸出電壓2V），且輸入電壓不得高于35V（7824允許40V）。79系列集成穩(wěn)壓器輸入與輸出電壓最小壓差為2V（輸入電壓低于輸出電壓2V），且輸入電壓不得高于-33V（7824允許-38V）。三、固定輸出穩(wěn)壓電源2.固定輸出基本應(yīng)用電路固定正電壓輸出固定負(fù)電壓輸出固定正、負(fù)雙電壓輸出C1抗干擾電容，C2防自激電容。一般用頻率特性好的陶瓷或鉭電容三、固定輸出穩(wěn)壓電源3.提高輸出電壓應(yīng)用電路U0=UXX+UZ外接穩(wěn)壓二極管升壓電路U0≈UXX（1+R2/R1）外接電阻升壓電路三、固定輸出穩(wěn)壓電源4.提高輸出電流應(yīng)用電路外接大功率三極管擴(kuò)流電路(擴(kuò)大n倍)集成穩(wěn)壓器并聯(lián)擴(kuò)流電路集成穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)01集成穩(wěn)壓電源分類02固定輸出穩(wěn)壓電源03可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源04四、可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源1.可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源規(guī)格與引腳功能常用三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器：輸出正電壓的117、317系列；輸出負(fù)電壓的137、337系列；三個端子分別為輸入端、調(diào)整端和輸出端。對117系列，當(dāng)輸入電壓在5~40V之間變化時，輸出電壓可在1.2~37V之間可調(diào)；對337系列，當(dāng)輸入電壓在-5~-40V之間變化時，輸出電壓可在-1.2~-37V之間可調(diào)。LM117、217、317輸出電壓可調(diào)集成穩(wěn)壓器除工作溫度范圍參數(shù)不同（117：-55～+150°C；217：-25～+150°C；317：0～+125°C）外，其余電路參數(shù)均相同。四、可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源2.317穩(wěn)壓電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部電路主要由電流源電路，基準(zhǔn)電壓電路，比較誤差放大電路和偏置電路等構(gòu)成。穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓為1.2V，如果外部接上圖示的調(diào)整電阻R1、R2，由深度負(fù)反饋的特點(diǎn)，誤差比較放大器總是想讓R1上的電壓與基準(zhǔn)電壓相同，即可推知UR1=VREF。輸出電壓可以近似表示為VO≈VREF(R2/R1+1)=1.2(R2/R1+1)實(shí)際運(yùn)用中VREF常取1.25V。四、可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源3.單路可調(diào)穩(wěn)壓電源應(yīng)用電路輸出電壓為VO≈VREF(RP/R1+1)（1）R1的取值范圍應(yīng)適當(dāng)，一般取120～240。（2）

LM317輸入電壓不得高于40V。輸入輸出電壓最小壓差2V。（3）電容C4用于旁路RP兩端的紋波電壓。D2用于輸出端短路時提供C4放電回路，D1用于輸入端短路時提供C3的放電回路，以防損壞LM317。

四、可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源4.雙路可調(diào)穩(wěn)壓電源應(yīng)用電路

利用LM317/LM337構(gòu)成的雙路可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源電路，當(dāng)輸入為5~40V變化時，輸出為1.2~32V的直流電壓；當(dāng)輸入為-5~-40V時，輸出為-1.2~-37V。本次課程到此結(jié)束，再見梁長垠教授模擬電子技術(shù)梁長垠教授項(xiàng)目二基本放大電路的制作與測試梁長垠教授基本放大電路組成01放大電路三種組態(tài)02放大電路性能指標(biāo)03放大電路典型應(yīng)用04一、基本放大電路組成1.基本放大電路組成基本放大電路可以看作是一個二端口網(wǎng)絡(luò)，通常由放大電路、直流電源、輸入信號源和輸出負(fù)載等組成，結(jié)構(gòu)如圖。2.基本放大電路個部分作用信號源：需要被放大的信號，包括前級電子電路輸出的小信號、來自傳感器輸出轉(zhuǎn)換來的微弱電信號、來自信號發(fā)生器輸出的信號。放大電路：由放大器件組成，放大器件可以是晶體三極管、場效應(yīng)管、集成運(yùn)算放大器，主要作用是進(jìn)行電壓、電流，或者是功率放大。直流電源：給放大器件提供偏置電壓，以及進(jìn)行信號放大所需要的能量。負(fù)載：把經(jīng)過放大的信號承接出來，是把電能換成其他形式能的裝置?；痉糯箅娐方M成01放大電路三種組態(tài)02放大電路性能指標(biāo)03放大電路典型應(yīng)用04二、放大電路三種組態(tài)1.放大電路三種組態(tài)共發(fā)射極電路：放大電路的輸入回路和輸出回路以發(fā)射極為公共端共基極電路：放大電路的輸入回路和輸出回路以基極為公共端共集電極電路：放大電路的輸入回路和輸出回路以集電極為公共端共發(fā)射極電路共基極電路共集電極電路2.三種組態(tài)電路特點(diǎn)基本放大電路組成01放大電路三種組態(tài)02放大電路性能指標(biāo)03放大電路典型應(yīng)用04三、放大電路性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)（1）電壓放大倍數(shù)

輸出電壓與輸入電壓之比。（2）電流放大倍數(shù)

輸出電流與輸入電流之比。（3）功率放大倍數(shù)輸出功率與輸入功率之比。在工程上放大倍數(shù)常用分貝(dB)來表示，稱為增益。分別電壓為

電壓增益電流增益功率增益某放大器電壓放大倍數(shù)分別為10、100、1000倍時，對應(yīng)電壓增益分別為20dB、40dB、60dB。放大倍數(shù)每增加1倍，增益增加大約6dB。三、放大電路性能指標(biāo)2.輸入電阻從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻被稱為放大電路的輸入電阻，定義為Ui和Ii代表輸入端口的輸入電壓和輸入電流

放大電路的輸入電阻相當(dāng)于信號源的負(fù)載，其大小決定了放大電路從信號源得到的信號幅度的大小。一般情況下，放大電路的信號源(電壓源)比較微弱，帶負(fù)載的能力差。放大電路輸入電阻大，則取用信號源電流就小，對信號源的影響就小。因此一般電子設(shè)備的輸入電阻都很高。三、放大電路性能指標(biāo)3.輸出電阻從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻，定義為在輸入電壓源短路(電流源開路)并保留

和負(fù)載開路(因?yàn)樨?fù)載并不屬于放大電路)的情況下，放大電路的輸出端所加測試電壓u0與其產(chǎn)生的測試電流i0的比值輸出電阻的大小，決定了放大電路帶負(fù)載的能力。輸出電阻越小，負(fù)載上得到的電壓信號就越多，負(fù)載變化對輸出電壓大小的影響就越小，稱放大電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。

三、放大電路性能指標(biāo)4.通頻帶寬

基本放大電路組成01放大電路三種組態(tài)02放大電路性能指標(biāo)03放大電路典型應(yīng)用04四、放大電路典型應(yīng)用通信設(shè)備（手機(jī)、對講機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)。。。）音頻放大器（音響系統(tǒng)、電視系統(tǒng)、揚(yáng)聲器系統(tǒng)。。。）醫(yī)療器械（體溫計、血壓計、心電圖儀。。。）安防監(jiān)控（圖像、視頻放大。。）測量儀器（物理量檢測、化學(xué)類檢測、生物量檢測。。。）本次課程到此結(jié)束，再見梁長垠教授模擬電子技術(shù)梁長垠教授項(xiàng)目二基本放大電路的制作與測試梁長垠教授共射放大電路組成01共射放大電路分析02分壓偏置放大電路03共射放大電路應(yīng)用04一、共射放大電路組成1.固定偏置共發(fā)射極放大電路組成T：電流放大作用核心元件Vcc：供電電源RB：基極偏置電阻，通過它向發(fā)射結(jié)提供正向偏壓，獲得基極靜態(tài)電

流，從而能在合適的直流狀態(tài)下工作。Rc：集電極負(fù)載電阻，通過它使集電結(jié)獲得反向偏壓，同時將三極管

放大的集電極電流轉(zhuǎn)換成電壓信號。C1、C2：耦合電容，用于信號源與放大電路之間、放大電路與負(fù)載之

間的直流隔離作用?；竟舶l(fā)射極放大器組成2.電路中各元件作用電路如圖所示。

共射放大電路組成01共射放大電路分析02分壓偏置放大電路03共射放大電路應(yīng)用04二、共射放大電路分析1.靜態(tài)分析（直流靜態(tài)工作點(diǎn)）靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)：IBQ、ICQ、UCEQ2.計算方法（基爾霍夫定律）電路工作條件：交流輸入、輸出信號均為零，耦合電容可視為開路，直流電源作用下電路中電壓、電流均為直流直流通路靜態(tài)工作點(diǎn)計算方法｛二、共射放大電路分析3.動態(tài)分析（交流分析）動態(tài)參數(shù)：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻4.分析方法（微變等效電路）電路工作條件：耦合電容可視為短路，直流電源可視為短路共射放大電路組成01共射放大電路分析02分壓偏置放大電路03共射放大電路應(yīng)用04三、分壓偏置放大電路1.分壓偏置放大電路結(jié)構(gòu)作用：解決固定偏置共射極放大器熱穩(wěn)定性不好的問題，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)2.靜態(tài)工作點(diǎn)計算｛三、分壓偏置放大電路3.分壓偏置放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)原理4.動態(tài)分析集電極電流與受溫度影響而變化的參數(shù)β、UBE無關(guān)基本放大電路組成01放大電路三種組態(tài)02放大電路性能指標(biāo)03放大電路典型應(yīng)用04四、放大電路典型應(yīng)用（1）輸出電壓與輸入電壓反相1.共射極放大電路特點(diǎn)（2）既能放大電壓信號，也能放大電流信號2.共射極放大電路典型應(yīng)用低頻放大器、多級放大電路的中間級咪頭信號放大電路R1電阻是給咪頭提供工作電壓，通過Rc和R2提供輸入偏置電壓給三極管，C1是輸入信號耦合電容，負(fù)責(zé)將咪頭信號進(jìn)行耦合并且給三極管將其放大，最終將放大的信號在通過電容C2進(jìn)行耦合送給麥克風(fēng)話筒正極，話筒的負(fù)極是話筒線外層屏蔽層“銅線網(wǎng)”。本次課程到此結(jié)束，再見梁長垠教授模擬電子技術(shù)梁長垠教授項(xiàng)目二基本放大電路的制作與測試梁長垠教授共集電極放大電路01共集放大電路分析02共基極放大電路03共基放大電路應(yīng)用04一、共集放大電路組成1.共集電極放大電路組成共集電極放大器組成集電極通過電源交流接地，輸入信號和輸出信號以集電極為公共端共集電極放大電路01共集放大電路分析02共基極放大電路03共基放大電路應(yīng)用04二、共集放大電路分析1.共集電極放大電路靜態(tài)分析共集電極放大器組成直流通路｛二、共集放大電路分析2.共集電極放大電路動態(tài)分析交流通路微變等效電路｛二、共集放大電路分析3.共集電極放大電路典型應(yīng)用射隨器具有輸入電阻高、輸出電阻低、電壓放大倍數(shù)近似等于1、輸出電壓與輸入電壓同相位、具有一定的電流放大倍數(shù)等特點(diǎn)，在電子電路中得到廣泛的應(yīng)用。（1）作輸入級利用高輸入阻抗可減小對信號源的影響。（2）作輸出級利用低輸出阻抗可提高帶負(fù)載能力，使輸出電壓穩(wěn)定。（3）作中間隔離級利用其阻抗變換作用，接在兩級共發(fā)射極放大電路之間，可減小后級對前級的影響。二、共集放大電路分析3.共集電極放大電路典型應(yīng)用帶自舉電路的射極跟隨器，可以提高偏置電路的等效電阻，從而保證射極輸出器具有足夠高的輸入電阻T2作為中間級將輸入級T1、輸出級T3相互隔離開，作用是緩沖、隔離前后級的相互干擾，保證電路的正常工作狀態(tài)RC移相式振蕩電路的輸出級為射極輸出器。接入T2后，使振蕩選頻電路與負(fù)載支路相隔離，二者互補(bǔ)干擾，電路能夠正常工作共集電極放大電路01共集放大電路分析02共基極放大電路03共基放大電路應(yīng)用04三、共基極放大電路1.共基極放大電路組成發(fā)射極作輸入端，集電極作輸出端，基極為共用端，主要用在高頻電路。2.共基極放大電路靜態(tài)分析與分壓偏置共發(fā)射極放大電路完全相同3.共基極放大電路動態(tài)分析R0=Rc共集電極放大電路01共集放大電路分析02共基極放大電路03共基放大電路應(yīng)用04四、共基放大電路應(yīng)用1.共基放大電路特點(diǎn)共基極放大器最突出的特點(diǎn)是輸入電阻小，電壓放大倍數(shù)高，通頻帶寬，即信號的頻率失真小，適合在頻率較高的場合使用2.共基放大電路典型應(yīng)用ANT為鞭狀天線，R1，R2、L1、C1、C2、C3、C4、T1構(gòu)成高頻放大電路。R1是T1的基極偏流電阻，作用是向T1提供一個合適的靜態(tài)工作電流，C3是提供交流通路的高頻旁路電容，故本級電路屬于共基極放大電路。C1將鞭狀天線ANT捕捉到的信號耦合到L1、C2構(gòu)成的LC并聯(lián)諧振電路進(jìn)行帶通濾波（87~108MHz），其諧振中心頻率為98MHz。經(jīng)過帶通濾波后的信號送入T1的發(fā)射極進(jìn)行放大，放大后的信號從R2取出，經(jīng)C4耦合到后級的混頻電路。FM調(diào)頻收音機(jī)的調(diào)頻頭電路三種組態(tài)放大電路

三種組態(tài)放大電路比較三極管的各電極獲得合適穩(wěn)定的靜態(tài)偏置后，信號從不同的電極輸入、輸出，便構(gòu)成不同組態(tài)的放大電路本次課程到此結(jié)束，再見梁長垠教授模擬電子技術(shù)梁長垠教授項(xiàng)目二基本放大電路的制作與測試梁長垠教授多級放大電路組成01多級放大電路耦合02多級放大電路分析03多級放大電路應(yīng)用04一、多級放大電路組成多級放大電路組成:多級放大電路通常由輸入級、中間級、輸出級組成。輸入級：要求輸入電阻高，以減小對信號源影響(減小索取信號源的電流)，提高凈輸入電壓。一般由共集電極電路或場效應(yīng)管放大電路組成。中間級：中間級通常要求有足夠的電壓放大倍數(shù)，多級放大器的增益大部分由中間級承擔(dān)，一般由共發(fā)射極電路組成。輸出級：輸出級有兩個要求：一是輸出電阻要小，即帶負(fù)載能力要強(qiáng)；二是要有一定的輸出功率。因此