模拟电子技术基础
—— 电子教案 V2.0
1.1 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
1,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
2,电信号源的电路表达形式电压源等效电路 电流源等效电路
S
S
S Ri
v?
1.1 信号
1,电信号的时域与频域表示
A,正弦信号
)s i n ()( 0m tVtv
00
0
π2π2 fT
1.2 信号的频谱时域
1,电信号的时域与频域表示
B,方波信号
)5s i n513s i n31( s i nπ22)( 000SS tttVVtv
T
π2
0
满足狄利克雷条件,展开成傅里叶级数
2S
V —— 直流分量其中
π
2 SV —— 基波分量 31π2 S?V —— 三次谐波分量
1.2 信号的频谱方波的时域表示
2,信号的频谱
B,方波信号
)5s i n513s i n31( s i nπ22)( 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
C,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
1.3 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 。
1.4 放大电路模型电压增益 （ 电压放大倍数 ）
i
o
v
v
v?A
电流增益
i
o
i
iA
i?
互阻增益
)(
i
o
iA r
v
互导增益
)S(
i
o
v
iA
g?
1,放大电路的符号及模拟信号放大
—— 负载开路时的电压增益
A,电压放大模型
ovA
iR
—— 输入电阻
oR
—— 输出电阻由输出回路得
Lo
L
iOo RR
RA
V vv
则电压增益为
i
o
v
v?
VA
Lo
L
o RR
RA
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 ）
Lo RR
理想情况 0
o?R
2,放大电路模型
1.4 放大电路模型另一方面,考虑到输入回路对信号源的衰减
si RR
理想情况有
s
is
i
i vv RR
R
要想减小衰减,则希望 …？
iR
1.4 放大电路模型
A,电压放大模型
—— 负载短路时的电流增益
2,电流放大模型
siA
由输出回路得
Lo
o
io RR
RiAi
is
则电流增益为
i
o
i
iA
i?
Lo
o
RR
RA
is
由此可见?
LR?iA
要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo RR
理想情况
oR
由输入回路得
is
s
si RR
Rii
要想减小对信号源的衰减,则希望 …？
si RR
理想情况
0i?R
1.4 放大电路模型
C,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
1.5 放大电路的主要性能指标
1,输入电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
2,输出电阻
Ls,0
t
t
o Rv
v
iR
注意：输入,输出电阻为交流电阻
1.5 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
( d B )lg20 vA?电压增益四种增益
i
o
v
v
v?A
i
o
i
iA
i?
i
o
iAr
v?
i
o
v
iA
g?
iAA,v
常用分贝 （ dB） 表示 。
( d B )lg20 iA?电流增益
( d B )lg10 PA?功率增益
1.5 放大电路的主要性能指标
4,频率响应
A.频率响应及带宽电压增益可表示为
)j(
)j()j(
i
o
V
VA
V?
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( io
i
o
V
V
或写为 )()(
VV AA?
其中称为幅频响应 jj
i
o
)(
)()(
V
VA
V?
称为相频响应 io )()()(
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LH ffBW
HLH fBWff 时，当
1.5 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 。
1.2.3 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 。
相位失真：
对不同频率的信号相移不同,产生的失真 。
1.2.3 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
%1 0 0
o1
2
2
o
V
V
k
k
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 。
—— 电子教案 V2.0
1.1 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
1,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
2,电信号源的电路表达形式电压源等效电路 电流源等效电路
S
S
S Ri
v?
1.1 信号
1,电信号的时域与频域表示
A,正弦信号
)s i n ()( 0m tVtv
00
0
π2π2 fT
1.2 信号的频谱时域
1,电信号的时域与频域表示
B,方波信号
)5s i n513s i n31( s i nπ22)( 000SS tttVVtv
T
π2
0
满足狄利克雷条件,展开成傅里叶级数
2S
V —— 直流分量其中
π
2 SV —— 基波分量 31π2 S?V —— 三次谐波分量
1.2 信号的频谱方波的时域表示
2,信号的频谱
B,方波信号
)5s i n513s i n31( s i nπ22)( 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
C,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
1.3 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 。
1.4 放大电路模型电压增益 （ 电压放大倍数 ）
i
o
v
v
v?A
电流增益
i
o
i
iA
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互阻增益
)(
i
o
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v
互导增益
)S(
i
o
v
iA
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1,放大电路的符号及模拟信号放大
—— 负载开路时的电压增益
A,电压放大模型
ovA
iR
—— 输入电阻
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—— 输出电阻由输出回路得
Lo
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iOo RR
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则电压增益为
i
o
v
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VA
Lo
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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 ）
Lo RR
理想情况 0
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2,放大电路模型
1.4 放大电路模型另一方面,考虑到输入回路对信号源的衰减
si RR
理想情况有
s
is
i
i vv RR
R
要想减小衰减,则希望 …？
iR
1.4 放大电路模型
A,电压放大模型
—— 负载短路时的电流增益
2,电流放大模型
siA
由输出回路得
Lo
o
io RR
RiAi
is
则电流增益为
i
o
i
iA
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Lo
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RR
RA
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由此可见?
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要想减小负载的影响,则希望 …？
Lo RR
理想情况
oR
由输入回路得
is
s
si RR
Rii
要想减小对信号源的衰减,则希望 …？
si RR
理想情况
0i?R
1.4 放大电路模型
C,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
1.5 放大电路的主要性能指标
1,输入电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
2,输出电阻
Ls,0
t
t
o Rv
v
iR
注意：输入,输出电阻为交流电阻
1.5 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
( d B )lg20 vA?电压增益四种增益
i
o
v
v
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i
o
i
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i
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v?
i
o
v
iA
g?
iAA,v
常用分贝 （ dB） 表示 。
( d B )lg20 iA?电流增益
( d B )lg10 PA?功率增益
1.5 放大电路的主要性能指标
4,频率响应
A.频率响应及带宽电压增益可表示为
)j(
)j()j(
i
o
V
VA
V?
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( io
i
o
V
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或写为 )()(
VV AA?
其中称为幅频响应 jj
i
o
)(
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V
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称为相频响应 io )()()(
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LH ffBW
HLH fBWff 时，当
1.5 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 。
1.2.3 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 。
相位失真：
对不同频率的信号相移不同,产生的失真 。
1.2.3 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
%1 0 0
o1
2
2
o
V
V
k
k
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 。
