模擬電子技術(shù)

一钉蒲、什么是模擬電子技術(shù)

1、模擬信號(hào)

模擬信號(hào)就是光滑的彻坛、連續(xù)的信號(hào)顷啼。

2、什么是模擬電子信息系統(tǒng)

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A/D就是AD轉(zhuǎn)換器昌屉,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)钙蒙。D/A就是DA轉(zhuǎn)換器,將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)间驮。

二躬厌、模電常用術(shù)語(yǔ)和儀器

1、常用術(shù)語(yǔ)

(1)共價(jià)鍵

有幾個(gè)相鄰原子通過(guò)共用電子并與共用電子之間形成的一種強(qiáng)烈作用竞帽,叫做共價(jià)鍵烤咧。

(2)電場(chǎng)

電場(chǎng)是電荷及變化磁場(chǎng)周?chē)臻g里存在的一種特殊物質(zhì)。與通常的實(shí)物不同抢呆,不是由分子原子所組成的煮嫌,但它卻是客觀存在的特殊物質(zhì),具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等客觀屬性抱虐。
電場(chǎng)的力的性質(zhì)表現(xiàn)為:電廠對(duì)放入其中的電荷有作用力昌阿,這種力成為電場(chǎng)力。電場(chǎng)的能的性質(zhì)表現(xiàn)為:當(dāng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力對(duì)電荷做功懦冰,說(shuō)明電場(chǎng)具有能量灶轰。

(3)溫度的電壓當(dāng)量

閉合電路(即通常電路)中,由于兩點(diǎn)間存在溫差而出現(xiàn)的電位差刷钢,稱為溫度的電壓當(dāng)量锭吨。

(4)動(dòng)態(tài)信號(hào)

動(dòng)態(tài)信號(hào)主要指隨時(shí)間變化的信號(hào)国章。

(5)直流電流

方向和強(qiáng)度做周期性變化的電流叫交流電流(如電腦,白熾燈泡、電視)蚯窥;大小和方向都不隨時(shí)間變化而變化的電流叫直流單流(如手機(jī)電池撤蚊、手電筒電池)初澎。

(6)內(nèi)阻

內(nèi)阻一般是對(duì)電源或儀表說(shuō)的金抡。對(duì)于電源,有內(nèi)電阻r荆针,同樣消耗電能(表現(xiàn)為熱能)敞嗡,和外電路串聯(lián)分壓,外電路用電電流越大航背,內(nèi)電阻耗能就越大喉悴,電壓下降也就越大。
對(duì)于儀表玖媚,如電流表的內(nèi)阻很小粥惧,因?yàn)榇?lián)使用,分壓極小最盅,通常不計(jì)突雪;如電壓表內(nèi)電阻很大,并聯(lián)使用分流極小涡贱,通常不計(jì)咏删。

(7)信號(hào)頻率

周期性的信號(hào)均有其對(duì)應(yīng)的頻率,即周期的倒數(shù)问词。

(8)電容

電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng)督函,當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累計(jì)在導(dǎo)體上激挪,造成電荷的累計(jì)儲(chǔ)存辰狡,儲(chǔ)存的電荷量成為電容。

(9)電感

變化中的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)垄分,而變動(dòng)的磁場(chǎng)會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)宛篇,其線性關(guān)系的參數(shù)稱為電感。由于電磁轉(zhuǎn)換薄湿,擁有儲(chǔ)存和釋放能量的功能叫倍。

(10)相位

相位是對(duì)于一個(gè)波形偷卧,特定的時(shí)刻在它循環(huán)中的位置:一種它是否在波峰、波谷或他們之間某點(diǎn)的標(biāo)度吆倦。相位描述信號(hào)波形變化的度量听诸,以度為單位。波形循環(huán)一周即為360°蚕泽。

(11)信號(hào)失真

信號(hào)在傳輸過(guò)程中與原有信號(hào)相比所發(fā)生的偏差晌梨。在理想的放大器中,輸出波形除放大外须妻,應(yīng)與輸入波形完全相同仔蝌,但實(shí)際上不能完全一樣。這種現(xiàn)象叫失真璧南。

(12)電導(dǎo)

導(dǎo)體的導(dǎo)電能力可以用電導(dǎo)來(lái)表示,電導(dǎo)為電阻的倒數(shù)师逸。

(13)跨導(dǎo)

跨導(dǎo)指輸出端電流的變化值與輸入端電壓的變化值之間的比值司倚。

(14)電位

電位又稱電勢(shì)能,是指單位電荷在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)所具有的電勢(shì)能篓像。

(15)同相輸入和反相輸入

同相輸入指輸出于輸入同相动知,反相輸入指輸出于輸入反相。

(16)電平

電平是指兩功率或電壓之比的對(duì)數(shù)员辩。單位分貝盒粮,用dB表示。常用的電平有功率電平和電壓電平兩類(lèi)奠滑。

(17)容抗

將電容器接入交流電路中時(shí)丹皱,電容器極板上所帶電荷對(duì)定向移動(dòng)的電荷具有阻礙作用,這種阻礙作用稱為容抗宋税。

2摊崭、常用儀器

(1)萬(wàn)用表

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(2)Multisim

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(3)示波器

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三、半導(dǎo)體二極管和三極管

1杰赛、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

(1)本征半導(dǎo)體

半導(dǎo)體:導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體呢簸。
導(dǎo)體:鐵、鋁乏屯、銅等金屬元素(低價(jià)元素)根时,其最外層電子在電場(chǎng)作用下很容易產(chǎn)生定向移動(dòng),形成電流辰晕。
絕緣體:惰性氣體蛤迎,橡膠等,其原子的最外層電子受原子核的束縛能力很強(qiáng)含友,只有在外電場(chǎng)強(qiáng)盜一定程度時(shí)才可能導(dǎo)電忘苛。
半導(dǎo)體:硅蝉娜、鍺等,均為4價(jià)元素扎唾,他們?cè)拥淖钔鈱与娮邮茉雍说氖`力介于半導(dǎo)體與絕緣體之間召川。
本征半導(dǎo)體:是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。
其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:

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本征半導(dǎo)體中的兩種載流子
運(yùn)載電荷的粒子稱為載流子胸遇。外加電場(chǎng)時(shí)荧呐,帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴均參與導(dǎo)電,且運(yùn)動(dòng)方向相反纸镊。由于載流子數(shù)目很少倍阐,故導(dǎo)點(diǎn)性很差。
溫度升高逗威,熱運(yùn)動(dòng)加劇峰搪,載流子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng)凯旭。熱力學(xué)溫度0K時(shí)不導(dǎo)電概耻。

(2)雜質(zhì)半導(dǎo)體

雜志半導(dǎo)體主要依靠多數(shù)載流子導(dǎo)電。摻入雜質(zhì)越多罐呼,多數(shù)載流子濃度越高鞠柄,導(dǎo)電性越強(qiáng)。

1)N型半導(dǎo)體

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2)P型半導(dǎo)體

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P型半導(dǎo)體主要依靠空穴導(dǎo)電嫉柴,這點(diǎn)和N型半導(dǎo)體相反厌杜。摻入雜質(zhì)越多,空穴濃度越高计螺,導(dǎo)電性越強(qiáng)夯尽。

(3)PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?/h3>

1)導(dǎo)電原理

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2)PN結(jié)的形成

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因電場(chǎng)作用所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。參與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)目相同登馒,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡呐萌,就形成了PN結(jié)。

3)PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/h3>
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4)PN結(jié)的電容效應(yīng)

①勢(shì)壘電容

PN結(jié)外加電壓變化時(shí)谊娇,空間電荷區(qū)的寬度將發(fā)生變化肺孤,有電荷的積累和釋放的過(guò)程,與電容的充放電相同济欢,其等效電容稱為勢(shì)壘電容Cb赠堵。

②擴(kuò)散電容

PN結(jié)外加的正向電壓變化時(shí),在擴(kuò)散路程中載流子的濃度及其梯度均有變化法褥,業(yè)余電荷的積累和釋放的過(guò)程茫叭,其等效電泳稱為擴(kuò)散電容Cd。

PN結(jié)的結(jié)電容Cj = Cb + Cd半等。

2揍愁、半導(dǎo)體二極管

(1)二極管的組成

1)什么是二極管

將PN結(jié)封裝呐萨,引出兩個(gè)電極,就構(gòu)成了二極管莽囤。
二極管的電路符號(hào):


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各種二極管:


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2)二極管的分類(lèi)

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(2)二極管的伏安特性及電流方程

1)電流方程

有這樣一個(gè)電路谬擦,電流流經(jīng)一個(gè)二極管:

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圖中的電阻R可以忽略,它是為了保護(hù)二極管防止電流過(guò)大而設(shè)計(jì)的朽缎。
在二極管D的上下惨远,我們測(cè)出了電壓uD,同時(shí)測(cè)出了電流iD话肖,那么我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)電流和電壓的關(guān)系如下圖所示:
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當(dāng)給二極管增加正向電壓時(shí)晃财,電壓值大于Uon之后翘魄,二極管內(nèi)部開(kāi)始有電流流過(guò)坦仍。
當(dāng)給二極管增加反向電壓時(shí)湿颅,會(huì)有一個(gè)反向電流IS,在反向電壓大于UBR的時(shí)候床蜘,電流就會(huì)擊穿二極管辙培,然后反向電流馬上增大。
IS叫做反向飽和電流悄泥,UBR叫做反向擊穿電壓虏冻。
那么i和u之間的關(guān)系肤粱,我們可以用這個(gè)方程來(lái)表示:
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方程中的UT是溫度的電壓當(dāng)量弹囚,是個(gè)常量,和具體使用哪個(gè)二極管有關(guān)领曼,通常在常溫下為26mV鸥鹉。IS是反向飽和電流,也是個(gè)常量庶骄,和具體使用哪個(gè)二極管有關(guān)毁渗。
這個(gè)方程正好是個(gè)指數(shù)函數(shù),和正半軸的指數(shù)曲線吻合单刁。

2)二極管的伏安特性

①單向?qū)щ娦?/h5>

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若施加正向電壓灸异,那么u>>(遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于)UT,則電流方程可以簡(jiǎn)化為:
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若施加正向電壓羔飞,那么-u>>UT肺樟,則電流方程可以簡(jiǎn)化為:
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②伏安特性受溫度的影響。

T(℃)升高的時(shí)候逻淌,在電流不變的情況下管壓降(就是二極管兩端的電壓)會(huì)下降么伯,同時(shí)反向飽和電流IS會(huì)變高,UBR會(huì)下降卡儒,也就是說(shuō)田柔,溫度越高俐巴,二極管更容易被擊穿。
一般來(lái)說(shuō)硬爆,溫度每增高10℃欣舵,IS就會(huì)增大一倍。
所以摆屯,溫度上高邻遏,二極管正向特性左移,反向特性下移虐骑。

3准验、晶體三極管

(1)晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)

晶體三極管又叫晶體管或者三極管。


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1)三極管的結(jié)構(gòu)

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2)三極管的符號(hào)

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3)三級(jí)管的特性

三極管可以實(shí)現(xiàn)這樣的控制:


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當(dāng)基極沒(méi)有電流時(shí)廷没,它是截止的糊饱。


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而當(dāng)基極有電流,三極管就導(dǎo)通了颠黎。

如果只接一個(gè)電源另锋,不管是正接還是反接,電流都無(wú)法導(dǎo)通狭归。因?yàn)樗喈?dāng)于兩個(gè)二級(jí)管反著接夭坪。


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為了讓這個(gè)三極管導(dǎo)通,我們給BE極也接上電源:


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流過(guò)基極的電流越大过椎,相應(yīng)地更多的電子就流向了集電極室梅。


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這就是三極管小電流控制大電流的原理:


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(2)晶體管的放大原理和條件

我們先了解幾個(gè)名詞概念

①I(mǎi)B:流過(guò)B極的電流

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②IC:流過(guò)C極的電流
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③IE:流過(guò)E極的電流
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④VBE或者UBE:B、E兩極之間的電壓
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⑤VCB或者UCB:C疚宇、B兩極之間的電壓
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⑥VCE或者UCE:C亡鼠、E兩極之間的電壓
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1)放大條件

當(dāng)VBB的電壓為0時(shí),三極管處于截止?fàn)顟B(tài)敷待,相當(dāng)于開(kāi)關(guān)沒(méi)開(kāi)间涵,電流流不過(guò)去:

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uBE>Uon的意思就是說(shuō)uBE要大于0,即上圖中uBE要開(kāi)啟榜揖。

2)電流分配

E極電流等于B極+C極電流

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Δi是指有效電流勾哩。

(3)晶體管的輸入輸出特性

1)輸入特性

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2)輸出特性

①飽和狀態(tài)

當(dāng)我們給VBB接通5V電壓,但由于接通了電阻举哟,所以UBE的電阻也就在0.7V左右思劳,這是我們給VCC的電壓從0V加大到20V:

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此時(shí)我們看IC隨UCE變化的函數(shù)關(guān)系:
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在UBE大于C極電壓之前,三極管的這種狀態(tài)就是飽和狀態(tài)炎滞。

②放大狀態(tài)

繼續(xù)加大電壓敢艰,當(dāng)在UCE大于UBE之后,三極管進(jìn)入放大狀態(tài):

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在此期間册赛,雖然UCE一直在增大钠导,但是IC的變化不大震嫉,大概是IB的100到200倍,這個(gè)倍數(shù)就是放大系數(shù)β牡属。

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IB越大票堵,iC越大。

③擊穿狀態(tài)

如果VC加得過(guò)大逮栅,三極管會(huì)被瞬間擊穿悴势,造成永久損壞,此時(shí)就是擊穿狀態(tài):

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具體三極管的最大承受電壓措伐,要看手冊(cè):
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超過(guò)這些絕對(duì)最大額定參數(shù)特纤,三極管和可能會(huì)徹底損壞。

四侥加、放大電路

1捧存、放大的概念

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VCC的這個(gè)電源與話筒、揚(yáng)聲器的電源是分開(kāi)的担败,它是獨(dú)立的昔穴。

典型的應(yīng)用:


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2、放大的性能指標(biāo)

對(duì)于信號(hào)而言提前,任何放大電路均可以看成是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)吗货。


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(1)放大倍數(shù)

放大倍數(shù)就是輸出量與輸入量之比。

1)電壓放大倍數(shù)(較常用)

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2)電流放大倍數(shù)

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3)其他放大倍數(shù)

電壓比電流


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電流比電壓


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當(dāng)我們拿到一個(gè)三級(jí)管的時(shí)候狈网,想知道它的放大倍數(shù)宙搬,需要查看手冊(cè)或說(shuō)明書(shū):


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(2)輸入電阻和輸出電阻

1)概念

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Ri是輸入電阻,Ro是輸出電阻孙援。注意RL不是輸出電阻害淤,它是負(fù)載電阻

2)計(jì)算

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我們可以看到扇雕,輸入電阻只與輸入電壓和輸入電流有關(guān)系拓售,與負(fù)載電阻沒(méi)有關(guān)系。而輸出電阻和負(fù)載電阻有關(guān)系镶奉。

(3)通頻帶

衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力础淤。由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)哨苛,使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降鸽凶,并產(chǎn)生相移(相位移動(dòng))。
換句話說(shuō)建峭,輸入源的輸入信號(hào)頻率不能太高或太低玻侥,應(yīng)該在一個(gè)合適的頻率范圍內(nèi),這個(gè)范圍的大小就是通頻帶亿蒸。

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fbw就是通頻帶的簡(jiǎn)寫(xiě)凑兰。

3掌桩、基本共射放大電路的工作原理

(1)電路組成

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Rb和Rc都是保護(hù)電阻,防止電流過(guò)大姑食。

(2)靜態(tài)工作點(diǎn)的概念

輸入電壓ui為零時(shí)波岛,晶體管各極的電流、b-e間的電壓(管壓降)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q音半,有以下工作點(diǎn):
IBQ:靜態(tài)基極電流
ICQ(IEQ):靜態(tài)集電極電流(靜態(tài)發(fā)射極電流)
UBEQ:基極和發(fā)射極之間的電壓
UCEQ:集電極和發(fā)射極之間的電壓

(3)共射放大電路的波形分析

若我們給Ui一個(gè)正弦信號(hào)则拷,如下圖所示:

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圖中的虛線,是靜態(tài)基極電流曹鸠,由于加上了Ui產(chǎn)生的交流信號(hào)電流煌茬,所以使得正弦信號(hào)向上平移了(即加上了IBQ)。
iC彻桃、ICQ和ib宣旱、IBQ之間只不過(guò)差了一個(gè)放大系數(shù)β,所以他們的波形也是這樣叛薯。
而UCE
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如果IBQ或者UCEQ設(shè)置不當(dāng)?shù)脑捇胍鳎瑫?huì)出現(xiàn)以下情況:
UCEQ過(guò)低:

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UCEQ過(guò)高:
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4、放大電路的分析方法

(1)直流通路和交流通路

1)直流通路

電容開(kāi)路耗溜,電感相當(dāng)于短路组力。因?yàn)殡娙菔遣煌ǖ模姼兄徊贿^(guò)是線圈抖拴,且電壓電流沒(méi)有變化燎字,電感也沒(méi)有阻力硬贯,就相當(dāng)一根導(dǎo)線念逞。
原有的電路圖可以簡(jiǎn)化成這樣:


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↓↓↓


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其靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算公式為:
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2)交流通路

大容量電容相當(dāng)于短路,直流電源相當(dāng)于短路窝爪。電容根據(jù)變化的電流方向出現(xiàn)感應(yīng)洒放,相當(dāng)于通交流蛉鹿。
原有的電路圖可以簡(jiǎn)化成這樣:


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↓↓↓


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3)改進(jìn)的共射電路

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直流通路的時(shí)候,情況如下圖所示:


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它的信號(hào)源和放大源用的是同一路電源往湿。

交流通路的時(shí)候妖异,情況如下圖所示:


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(2)共射電路的分析方法

1)等效電路法

給你一個(gè)電路圖,你要畫(huà)出它對(duì)應(yīng)的直流模型和交流模型的等效電路领追。
①直流模型:適用于Q點(diǎn)的分析他膳。輸出回路等效為電流控制的電流源。

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這個(gè)電路的等效直流模型如下圖:
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圖中兩個(gè)三角形組成的菱形為電流源绒窑,就是IBQ被放大β倍之后的電流棕孙。

其靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算公式為:


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②交流模型:低頻小信號(hào)作用。(高頻信號(hào)需要專(zhuān)業(yè)的電路來(lái)處理)


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這個(gè)電路的等效交流模型如下圖:


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兩個(gè)豎著的三角形組成的菱形,是電壓源蟀俊。

UBE和IC的計(jì)算公式為:

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之所以要求導(dǎo)分歇,是因?yàn)榻涣鞯碾娏骱碗妷憾际亲兓那€,所以要用他們的導(dǎo)數(shù)來(lái)計(jì)算欧漱。整理以下可以得出下列式子:
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其中职抡,h11就是上圖中的電阻;
h12無(wú)量綱误甚,因?yàn)閮蓚€(gè)電壓進(jìn)行求導(dǎo)是沒(méi)有單位的缚甩;
h21同樣無(wú)量綱,因?yàn)閮蓚€(gè)電流進(jìn)行求導(dǎo)是沒(méi)有單位的窑邦;
h22是電導(dǎo)擅威,它是電流對(duì)電壓求導(dǎo),是電阻的導(dǎo)數(shù)冈钦。

2)放大電路的另一中模型(交流郊丛、動(dòng)態(tài))

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這個(gè)電路還可以等效成如下圖的等效交流模型:


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其中,輸入電壓Ui的計(jì)算方法為:

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輸出電壓Uo的計(jì)算方法為:

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電壓放大系數(shù)Au的計(jì)算方法為:

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輸入電阻Ri的計(jì)算方法為:

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輸出電阻Ro就是Rc

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五瞧筛、多級(jí)放大電路

1厉熟、多級(jí)放大電路的耦合方式

(1)直接耦合

直接耦合電路原理圖

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圖中的Rc1既是第一級(jí)的集電極電阻,又是第二級(jí)的基極電阻较幌。
直接耦合的優(yōu)點(diǎn)是既能傳送交流信號(hào)揍瑟,也能傳送直流信號(hào),還便于集成化乍炉。
缺點(diǎn)是輸入為零時(shí)绢片,有可能會(huì)出現(xiàn)輸出產(chǎn)生變化的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)岛琼,前級(jí)由溫度變化所引起的電流底循、電位的變化會(huì)逐級(jí)放大。

(2)阻容耦合

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利用電容連接信號(hào)源與放大電路槐瑞、放大電路的前后級(jí)熙涤、放大電路與負(fù)載,為阻容耦合随珠。
它各級(jí)之間的靜態(tài)工作點(diǎn)Q相互獨(dú)立灭袁,但不能放大變化緩慢的信號(hào)猬错,低頻特性差窗看,不能集成化。

(3)變壓器耦合

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它的優(yōu)缺點(diǎn)和電容耦合一樣倦炒。

2显沈、多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析

我們把多級(jí)放大電路抽象稱為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)模型,如下圖所示:


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該模型的電壓放大倍數(shù)為:


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即,一個(gè)多級(jí)放大電路的電壓放大系數(shù)拉讯,為每一級(jí)放大電路的放大系數(shù)的乘積涤浇。

輸入電阻:
image.png

輸出電阻:
image.png

3、差分放大電路

①共模信號(hào)
電壓大小相等魔慷,極性相同的信號(hào)只锭。
②差模信號(hào)
電壓大小相等,極性相反的信號(hào)

(1)長(zhǎng)尾式差分放大電路

特點(diǎn):抑制共模信號(hào)院尔,放大差模信號(hào)蜻展。

image.png

我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路就是兩個(gè)三極管電路對(duì)稱著接的。uc1和uc2之間的電壓邀摆,是電路的輸出纵顾。
image.png

輸入共模信號(hào)的時(shí)候,uc1=uc2栋盹,所以差為0施逾,就沒(méi)有輸出了。

1)抑制共模信號(hào)

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2)抑制差模信號(hào)

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圖中畫(huà)紅框的地方不用深究例获,它給電路提供了差模信號(hào)汉额,即uI1和uI2的強(qiáng)度相等,方向相反榨汤。通常為由耦合電容和差分信號(hào)源|uI1| + |uI2| = uId
RL是負(fù)載電阻闷愤。
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五、集成運(yùn)算放大電路

1件余、集成運(yùn)算放大電路概述

(1)集成運(yùn)算放大電路的組成

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現(xiàn)實(shí)生活中的集成運(yùn)算放大芯片:


集成運(yùn)算放大電路芯片的一種——雙列直插

我們把圖中粉色框的部分讥脐,簡(jiǎn)化為下面的三角。其中的Aod為放大系數(shù)啼器。
uN的極性和uO相反旬渠,uP的極性和uO相同。
輸入級(jí):前置級(jí)端壳,采用差分放大電路告丢。要求Ri大,能夠承受比較大的電壓损谦,輸入端耐高壓岖免。
中間級(jí):主放大級(jí),多采用共射放大電路照捡。要求有足夠的放大能力颅湘。
輸出級(jí):功率級(jí),要求RO小栗精,最大不是真輸出電壓盡可能大闯参。因?yàn)橐?qū)動(dòng)負(fù)載瞻鹏,所以要有足夠大的電流。
偏置電路:它是獨(dú)立于上面三級(jí)的鹿寨。它為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)新博。采用電流源電路。

(2)集成運(yùn)算放大電路的電壓傳輸特性

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線性區(qū):uO = Aod(uP - uN
Aod是開(kāi)環(huán)差模放大倍數(shù)脚草。
非線性區(qū):
當(dāng)|uP - uN|大于一定值時(shí)赫悄,集成運(yùn)算放大電路的輸出不是+uOM,就是-uOM馏慨,uOM就是正負(fù)極大值涩蜘。

2、常用電子電路的分析方法

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只有最后一步的定量計(jì)算是需要計(jì)算準(zhǔn)確數(shù)值的熏纯,其它步驟都只用定量估算即可同诫。

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3、集成運(yùn)算放大電路項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

(1)項(xiàng)目介紹

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(2)嵌入式軟件調(diào)試接口電路分析

基于集成運(yùn)放的UART串行調(diào)試接口:
測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題之后樟澜,就要進(jìn)入調(diào)試階段误窖,串口調(diào)試是調(diào)式的常用手段之一,一些服務(wù)器秩贰、工作站計(jì)算機(jī)上面是會(huì)有串口的霹俺,電路板上通常也都會(huì)標(biāo)配上串口模塊電路。
電路板和PC機(jī)會(huì)通過(guò)串口線連接在一起毒费,PC機(jī)上會(huì)有串口調(diào)試工具軟件丙唧,如下圖所示:


image.png

開(kāi)發(fā)板上的串口模塊電路:


RS-232通信圖

串口是俗稱,全稱為RS-232通信接口觅玻。
黃色部分為MAX3232芯片想际,它負(fù)責(zé)將CPU給的信息轉(zhuǎn)換為可以在串口線上傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

串口針頭

MAX3232芯片左側(cè)接的是CPU,TX是發(fā)送端溪厘,RX是接收端胡本,分別接在MAX3232的10號(hào)和9號(hào)引腳上。
MAX3232芯片內(nèi)部集成了幾個(gè)內(nèi)部放大器畸悬,它們都是集成運(yùn)放侧甫。他們都將接收到的信號(hào)進(jìn)行放大,然后再發(fā)送出去蹋宦。

六披粟、放大電路中的反饋

1、反饋的基本概念

(1)反饋的概念

放大電路輸出量的一部分或全部通過(guò)一定的方式引回到輸入回路冷冗,影響輸入守屉,稱為反饋。


反饋的原理圖

(2)反饋和負(fù)反饋

反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋贾惦,否則為正反饋胸梆。

(3)直流反饋和交流反饋

直流通路中存在的反饋稱為支流反饋敦捧,交流通路中存在的反饋稱為交流反饋须板。

Rf既是直流負(fù)反饋又是交流負(fù)反饋碰镜,Re則只是直流負(fù)反饋

(4)局部反饋和級(jí)間反饋

只對(duì)多級(jí)放大電路中某一級(jí)起反饋?zhàn)饔玫姆Q為局部反饋,將多級(jí)放大電路的輸出量引回到其輸入極的輸入回路稱為級(jí)間反饋习瑰。


局部反饋和級(jí)間反饋

2绪颖、交流負(fù)反饋的四種組態(tài)

(1)電壓反饋和電流反饋

將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來(lái)影響凈輸入量的為電壓反饋將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來(lái)影響凈輸入量的為電流反饋。


如果Xo是Uo則就是電壓反饋甜奄,如果是Io則就是電流反饋

(2)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

輸入量柠横、反饋量、凈輸入量的疊加關(guān)系是電壓疊加课兄,則為串聯(lián)反饋牍氛。關(guān)系為電流疊加則為并聯(lián)反饋。


如果Xi烟阐、Xi'和Xf中的X是U搬俊,那就是串聯(lián)反饋,如果是I蜒茄,那就是并聯(lián)反饋

(3)四種反饋組態(tài)

①電壓串聯(lián)負(fù)反饋

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②電流串聯(lián)負(fù)反饋

image.png

③電壓并聯(lián)負(fù)反饋

image.png

④電壓并聯(lián)負(fù)反饋

image.png

3唉擂、反饋的判斷

(1)判斷有無(wú)反饋

找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系,弱有則有反饋檀葛,否則無(wú)反饋玩祟。


無(wú)反饋的集成運(yùn)算放大電路

有反饋的集成運(yùn)放

(2)判斷是直流反饋還是交流反饋

看反饋是存在于直流通路還是交流通路。


直流反饋和交流反饋

(3)判斷正負(fù)反饋

看凈輸入量是被增大還是被減小屿聋。


負(fù)反饋

正反饋

(4)判斷電壓反饋和電流反饋

強(qiáng)行令輸出電壓為0空扎,弱反饋量也隨之為0,則為電壓反饋润讥;若反饋量依然存在隶校,則為電流反饋掸哑。


電壓負(fù)反饋

電流負(fù)反饋

(4)判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

在輸入端,輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加耕餐,為串聯(lián)反饋;以電流的方式疊加奠蹬,為并聯(lián)反饋掺冠。


并聯(lián)反饋

引入了串聯(lián)反饋

(5)總結(jié)

*要掌握負(fù)反饋電路的結(jié)構(gòu),因?yàn)樨?fù)反饋電路更常見(jiàn)冠绢。
*電壓負(fù)反饋動(dòng)態(tài)參數(shù)估算抚吠。
*電流負(fù)反饋的動(dòng)態(tài)估算。

4弟胀、反饋電路的實(shí)戰(zhàn)

(1)項(xiàng)目介紹

image.png

(2)千兆以太網(wǎng)口電路分析

以太網(wǎng)控制芯片(左側(cè))和PHY器件(水晶頭插頭楷力,圖片右側(cè))相連喊式,

電容充當(dāng)反饋
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