电子技术基础_第五版(模拟部分)第一章

模拟电子技术基础——电子教案V2.02期末考试:70%平时成绩:30%平时成绩包括:课堂考勤、课外作业、平时小测验等。3•模拟电子技术基础课程的特点•课程的重点和难点4模拟电子技术课程的特点•工程性–实际工程需要证明其可行性•定性分析的重要性–实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存在一定的误差范围的。•定量计算的特殊性——估算–近似分析要抓主要矛盾和矛盾的主要方面。•近似分析的合理性，近似分析的条件–电子电路归根结底是电路，不同条件下要构造不同模型。•模型建立的必要性电子元器件的特点使然。5•实践性–几乎没有什么电子电路不经调试就达到设计目的•理论分析与实际的差距•半导体器件参数的分散性–实验方法•常用电子仪器的使用方法•电子电路的测试方法•故障的判断与排除方法•EDA软件的应用方法–上好理论-EDA-实践三个台阶模拟电子技术课程的特点6课程在本科生素质教育中的作用•由于电子技术基础课程的基础性和广泛性，使之在本科教育中起着重要的作用。有利于建立几个观念–系统观念–工程观念–实践观念–科技进步观念–创新意识6/26一个电路从信号输入、中间的处理到最后的输出，各级之间的增益分配、参数设置、逻辑关系都是相互协调、相互制约的，只有通盘考虑、全面调试才能获得理想效果。特别有利于学生系统集成的能力、综合应用能力、仿真能力的培养。电子技术中“忽略次要，抓住主要”的近似估算方法、等效模型的构造方法、电子电路设计中可行性分析的方法均能引导学生的思维更切合工程实际。任何电子电路和系统的设计，只有通过硬件实现，才能证明其正确性和可行性，此外还要解决本电路和环境的关系问题。电子技术、电子器件的飞速发展，让人深刻地体会到，只有不断更新知识，才能不断前进。使学生认识到应着眼于基础，放眼于未来。电子电路可在咫尺之间产生千变万化，能够充分发挥学生的想象力和创造力，因而特别有利于创新意识和创新能力的培养。7课程的重点和难点•放大电路–概念：放大、失真、静态与动态、直流通路与交流通路、等效电路、放大倍数、输入电阻和输出电阻、频率响应……–基本电路：单管（三种接法）、差分、互补输出级–基本方法：等效电路法、图解法•反馈–概念：反馈、正反馈与负反馈、直流反馈与交流反馈、电压反馈与电流反馈、串联反馈与并联反馈–判断方法–深度负反馈放大倍数的估算方法–交流负反馈对放大电路性能的影响及引入反馈的方法–负反馈放大电路的稳定性及消除振荡的方法•集成运放基本应用–集成运放工作在线性区的应用：运算、滤波–集成运放工作在非线性区的应用：电压比较器复杂应用8传感器接收器信号发生器隔离电路滤波器阻抗变换放大器运算电路信号转换电路比较器采样保持功率放大器A/D转换执行机构计算机数字系统不同的闭环系统将引入各种不同的反馈！反馈D/A转换从系统认识电路，注意知识点之间的相互关系和知识的完整性脉冲的产生和整形组合电路时序电路单片机91.1信号1.3模拟信号和数字信号1.2信号的频谱1.4放大电路模型1.5放大电路的主要性能指标101.信号：信息的载体微音器输出的某一段信号的波形1.1信号112.电信号源的电路表达形式戴维宁等效：将信号源等效为一个理想电压源与内阻相串联的形式。诺顿等效戴维宁等效理想电压源：a、b端开路时的开路电压内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看进去的等效电阻。1.1信号12诺顿等效：将信号源等效为一个理想电流源与内阻相并联的形式。理想电流源：a、b端短路时的短路电流内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看进去的等效电阻。1.1信号132.电信号源的电路表达形式电压源等效电路(戴维宁等效)电流源等效电路(诺顿等效)SSSRiv1.1信号141.电信号的时域与频域表示A.正弦信号)sin()(0mtVtv000π2π2fT1.2信号的频谱时域151.电信号的时域与频域表示B.方波信号)5sin513sin31(sinπ22)(000SStttVVtvTπ20满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数2SV——直流分量其中π2SV——基波分量31π2SV——三次谐波分量1.2信号的频谱方波的时域表示162.信号的频谱B.方波信号)5sin513sin31(sinπ22)(000SStttVVtv频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。1.2信号的频谱幅度谱相位谱17C.非周期信号傅里叶变换：通过快速傅里叶变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。)0(非周期信号包含了所有可能的频率成分离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号气温波形气温波形的频谱函数（示意图）1.2信号的频谱181.3模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。191.4放大电路模型电压增益（电压放大倍数）iovvvA电流增益ioiiAi互阻增益)(ioiArv互导增益)S(ioviAg1.放大电路的符号及模拟信号放大20——负载开路时的电压增益ovAiR——输入电阻oR——从负载端看进去的放大电路的输出电阻A.电压放大模型：ivovAv戴维宁等效1.4放大电路模型2.放大电路模型21由输出回路得LoLiOoRRRAVvv则电压增益为iovvVALoLoRRRAv由此可见LRvA即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？（考虑改变放大电路的参数）LoRR理想情况0oR1.4放大电路模型22另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减siRR理想情况有sisiivvRRR要想减小衰减，则希望…？iR1.4放大电路模型23——负载短路时的电流增益siA由输出回路得LooioRRRiAiis则电流增益为ioiiAiLooRRRAis由此可见LRiA要想减小负载的影响，则希望…？LoRR理想情况oR由输入回路得isssiRRRii要想减小对信号源的衰减，则希望…？siRR理想情况0iR1.4放大电路模型B.电流放大模型(诺顿等效)24C.互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端D.互导放大模型（自学）E.隔离放大电路模型1.4放大电路模型251.5放大电路的主要性能指标1.输入电阻ttiiRv测量电路：ttiiRv26对输入为电压信号的放大电路，输入电阻越大越好；对输入为电流信号的放大电路，输入电阻越小越好。输入电阻决定放大电路对信号源的衰减。271.5放大电路的主要性能指标2.输出电阻Ls,0ttoRvviR输出电阻决定放大电路带负载的能力。对输出量为电压信号的放大电路，输出电阻越小越好；对输出量为电流信号的放大电路，输出电阻越大越好。注意：输入、输出电阻为交流参数281.5放大电路的主要性能指标3.增益反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。其中(dB)lg20vA电压增益四种增益iovvvAioiiAiioiArvioviAgiAA、v常用分贝（dB）表示。(dB)lg20iA电流增益(dB)lg10PA功率增益291.5放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽电压增益可表示为)j()j()j(ioVVAV在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。)]()([)j()j(ioioVV或写为)()(VVAA其中称为幅频响应jjio)()()(VVAV称为相频响应io)()()(30该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标1.5放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽其中—上限频率—Hf普通音响系统放大电路的幅频响应—下限频率—Lf称为带宽LHffBWHLHfBWff时，当311.5放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。321.5放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）相位失真：对不同频率的信号相移不同，产生的失真。331.5放大电路的主要性能指标5.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数:end%100o122oVVkkVO1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k为正整数。