模拟电子技术基础教材:模拟电子技术基础康华光主编(第四版)
本课程的主要内容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学习方法
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。
绪论传感器压力 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模拟电子技术 数字信号处理 模拟电子技术传感器传感器传感器传感器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执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术 数字信号处理 模拟电子技术电子系统远信号 电子系统与信号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。
信号源等效电路周期性方波信号
0
VS
0
2
T
2T
t
v
v
0
VS
2SV
SV2?32SV
52SV
ω0 3ω0 5ω0 ω
···
)5sin 5 13sin 31(sin 22(t) 000 tttVVv SS
) ( tv
时当 2)12( TntnTV S
时当 TntTn )1(2)12(0
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 。
模拟信号和数字信号
0
f(t)
t
模拟信号和数字信号模拟信号 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。
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
1.时间离散,幅度连续;
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
2.时间离散,幅度离散;
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
3.时间连续,幅度离散;
由数字信号处理电路数字信号数字信号只存在高低两种电平的相互转化。
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
放大电路的基本知识放大电路的基本知识模拟信号放大
iV VAV
0
iI IAI
0
iG VAI
0
iR IAV
0
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模型电压放大电压放大电路模型输出开路( RL= ∞)
时的电压增益
0
00 RR
RVAV
L
Li
V
0
0
0
RR
R
A
V
V
A
L
L
V
i
V
∴ R0 应尽量 <<RL,以减小信号的衰减。
R0 = 0
iS
iSi
RR
RVV
Ri = ∞
∴ 当 Ri>>RS时,才能减小信号的衰减。
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流放大电路模型输出短路( RL= 0)
时的电流增益
0
00
RR
RIAI
L
iIS
0
00
RR
R
A
I
I
A
L
IS
i
I
∴ R0 应尽量 >> RL,以减小信号的衰减。
R0 = ∞
iS
SSi
RR
RII
Ri = 0
∴ 当 Ri<<RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型互阻放大互阻放大电路模型输出开路( RL= ∞)
时的互阻增益000 RR
RIAV
L
Li
R
0
0
0
RR
R
A
I
V
A
L
L
R
i
R
∴ R0 应尽量 << RL,以减小信号的衰减。
R0 = 0
iS
SSi
RR
RII
Ri = 0
∴ 当 Ri<<RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型互导放大互导放大电路模型输出短路( RL= 0)
时的互导增益
0
00
RR
RVAI
L
iGS
0
00
RR
R
A
V
I
A
L
GS
i
G
∴ R0 应尽量 >> RL,以减小信号的衰减。
R0 = ∞
iS
iSi
RR
RVV
Ri = ∞
∴ 当 Ri >> RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型为了提高安全性和抗干扰能力,普遍采用隔离放大。
放大电路的主要性能指标
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。
iV
输入为电流信号的放大电路,Ri 越小,输入端的 越大。
iI
T
T
i
I
V
R
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。
0V
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。
0I
0
0
SV
T
T
I
V
R
LR
VP 20
0?
LRIP 200?
0
00 RR
RVAV
L
Li
V
0
00
RR
RIAI
L
iIS
放大电路的主要性能指标
3.增益例 1:
dBA
lg20增益放大电路的增益为 100倍,应为多少 dB?
dBdB 40100lg20增益解:
放大电路的增益为 -20dB,应为多少倍?例 2:
解:
倍1.0?
A
dBdBA 20lg20
增益放大电路的主要性能指标
4.频率响应及带宽
jV
jVA
i
V
0?
VV AA
幅频响应 相频响应
5.非线性失真非线性失真是由放大器件引起的失真。
放大电路的主要性能指标
5.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),集成运放,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)。
本课程的主要内容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学习方法
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。
绪论传感器压力 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模拟电子技术 数字信号处理 模拟电子技术传感器传感器传感器传感器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执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术 数字信号处理 模拟电子技术电子系统远信号 电子系统与信号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。
信号源等效电路周期性方波信号
0
VS
0
2
T
2T
t
v
v
0
VS
2SV
SV2?32SV
52SV
ω0 3ω0 5ω0 ω
···
)5sin 5 13sin 31(sin 22(t) 000 tttVVv SS
) ( tv
时当 2)12( TntnTV S
时当 TntTn )1(2)12(0
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 。
模拟信号和数字信号
0
f(t)
t
模拟信号和数字信号模拟信号 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。
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
1.时间离散,幅度连续;
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
2.时间离散,幅度离散;
0
f(t)
tt1 t3 t5t2 t4,..
3.时间连续,幅度离散;
由数字信号处理电路数字信号数字信号只存在高低两种电平的相互转化。
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
放大电路的基本知识放大电路的基本知识模拟信号放大
iV VAV
0
iI IAI
0
iG VAI
0
iR IAV
0
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模型电压放大电压放大电路模型输出开路( RL= ∞)
时的电压增益
0
00 RR
RVAV
L
Li
V
0
0
0
RR
R
A
V
V
A
L
L
V
i
V
∴ R0 应尽量 <<RL,以减小信号的衰减。
R0 = 0
iS
iSi
RR
RVV
Ri = ∞
∴ 当 Ri>>RS时,才能减小信号的衰减。
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流放大电路模型输出短路( RL= 0)
时的电流增益
0
00
RR
RIAI
L
iIS
0
00
RR
R
A
I
I
A
L
IS
i
I
∴ R0 应尽量 >> RL,以减小信号的衰减。
R0 = ∞
iS
SSi
RR
RII
Ri = 0
∴ 当 Ri<<RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型互阻放大互阻放大电路模型输出开路( RL= ∞)
时的互阻增益000 RR
RIAV
L
Li
R
0
0
0
RR
R
A
I
V
A
L
L
R
i
R
∴ R0 应尽量 << RL,以减小信号的衰减。
R0 = 0
iS
SSi
RR
RII
Ri = 0
∴ 当 Ri<<RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型互导放大互导放大电路模型输出短路( RL= 0)
时的互导增益
0
00
RR
RVAI
L
iGS
0
00
RR
R
A
V
I
A
L
GS
i
G
∴ R0 应尽量 >> RL,以减小信号的衰减。
R0 = ∞
iS
iSi
RR
RVV
Ri = ∞
∴ 当 Ri >> RS时,才能减小信号的衰减。
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。
放大电路模型为了提高安全性和抗干扰能力,普遍采用隔离放大。
放大电路的主要性能指标
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。
iV
输入为电流信号的放大电路,Ri 越小,输入端的 越大。
iI
T
T
i
I
V
R
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。
0V
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。
0I
0
0
SV
T
T
I
V
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LR
VP 20
0?
LRIP 200?
0
00 RR
RVAV
L
Li
V
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00
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RIAI
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iIS
放大电路的主要性能指标
3.增益例 1:
dBA
lg20增益放大电路的增益为 100倍,应为多少 dB?
dBdB 40100lg20增益解:
放大电路的增益为 -20dB,应为多少倍?例 2:
解:
倍1.0?
A
dBdBA 20lg20
增益放大电路的主要性能指标
4.频率响应及带宽
jV
jVA
i
V
0?
VV AA
幅频响应 相频响应
5.非线性失真非线性失真是由放大器件引起的失真。
放大电路的主要性能指标
5.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),集成运放,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)。