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模拟电子技术基础 4双极型三极管及放大电路基础 模拟电子技术基础 2运算放大器 1绪论 3二极管及其基本电路 5场效应管放大电路 6模拟集成电路 7反馈放大电路 8功率放大电路 9信号运算与信号产生电路 10直流稳压电源 1 1信号1 2信号的频谱1 3模拟信号和数字信号1 4放大电路模型1 5放大电路的主要性能指标 1绪论 1 信号是信息的载体 通常所说的信号指的是电信号 1 1信号 2 电信号源的电路表达形式 a 电压源等效电路 b 电流源等效电路 戴维宁 诺顿 图1 1 1信号源的等效电路 3 信号是时间的函数 1 信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱 通过傅立叶变换可实现信号从时域到频域的变换 幅度谱 将一个信号分解为正弦信号的集合 得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布 称为该信号的幅度频谱 P4 相位谱 将一个信号分解为正弦信号的集合 得到其正弦信号相位随角频率变化的分布 称为该信号的相位频谱 1 2信号的频谱 2 举例 单一频率的正弦波信号 周期信号 满足狄利克雷条件 展开成傅里叶级数 直流分量 其中 基波分量 三次谐波分量 举例 无穷离散频率的周期方波信号 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 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 3 无穷连续频率的非周期信号 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 信号的放大是最基本的模拟信号处理功能 这里研究的是线性放大 即放大电路输出信号中包含的信息与输入信号完全相同 输出波形的任何变形 都被认为是产生了失真 电压放大模型 电流放大模型 1 放大电路的符号及模拟信号放大 互阻放大模型 互导放大模型 隔离放大电路模型 R s I o I i V o V s V i R L A 图1 4 1放大电路的表示方法 b 简化电路 电压增益 电压放大倍数 电流增益 互阻增益 互导增益 2 放大电路模型 放大电路是一个双口网络 从端口特性来研究放大电路 可将其等效成具有某种端口特性的等效电路 输入端口特性可以等效为一个输入电阻 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式 负载开路时的电压增益 1 电压放大模型 输入电阻 输出电阻 由输出回路得 则电压增益为 由此可见 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 理想情况 另一方面 考虑到输入回路对信号源的衰减 理想 有 要想减小衰减 则希望 关心输出电流与输入电流的关系 2 电流放大模型 负载短路时的电流增益 2 电流放大模型 由输出回路得 则电流增益为 由此可见 要想减小负载的影响 则希望 理想情况 由输入回路得 要想减小对信号源的衰减 则希望 理想 3 互阻放大模型 自学 输入输出回路没有公共端 4 互导放大模型 自学 5 隔离放大电路模型 1 5放大电路的主要性能指标 输入电阻 输出电阻 增益 频率响应及带宽 非线性失真 放大电路的性能指标是衡量它的品质优劣的标准 并决定其适用范围 输入电阻输入电阻的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小 2 输出电阻输出电阻的大小决定了放大电路带负载的能力 即放大电路输出量随负载变化的程度 所以 另一方法 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 甲放大电路的增益为 20倍 和 乙放大电路的增益为 20dB 问哪个电路的增益大 四种增益 常用分贝 dB 表示 另有功率增益 4 频率响应及带宽 频域指标 A 频率响应及带宽 电压增益可表示为 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 或写为 其中 举例 普通音响系统放大电路的幅频响应 该图称为波特图 纵轴 dB 横轴 对数坐标 其中 接上例 普通音响系统放大电路的幅频响应 高频区 中频区 低频区 直流放大电路的幅频响应与此有何区别 B 频率失真 线性失真 幅度失真 由于放大电路对不同频率的信号的增益不同 而使输出波形产生的失真 基波 二次谐波 输入信号 输出信号 基波 二次谐波 相位失真 对不同频率的信号相移不同 产生的失真 对于具有上图幅频响应的放大电路 若输入50kHz的正弦波 是否会产生频率失真 5 非线性失真 由元器件非线性特性引起的失真 小写字母 大写下标表示总量 含交 直流 如 vCE iB等 大写字母 大写下标表示直流量 如 VCE IC