模拟电子技术-信号基础.ppt

我们知道电子系统通过获取电信号 放大电信号 最后执行电信号 完成某个特殊的功能 电信号 自然界的各种物理量通过传感器将非电量转换为电量 即电信号 而信号源可以等效为 戴维宁等效电路 诺顿等效电路 1 1信号 1 3模拟信号和数字信号 第一章绪论 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 电子系统处理的是电信号 它由相应的物理量通过传感器转换而得到 微音器输出的某一段信号的波形 信号 信息的载体 自然界中大量的信号都是模拟信号 1 1信号的定义 时域 信号的时间波形表示 频域 将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 频谱 1 2信号的频谱 时域与频域表示 A 正弦信号 时域 1 2信号的频谱 时域与频域表示 B 方波信号 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 方波的时域表示 B 方波信号 周期信号 幅度谱 相位谱 离散频率函数 C 非周期信号 非周期信号包含了所有的 连续 频率成分 通过傅里叶变换求出非周期信号的频谱函数 FFT c截止角频率 信号的带宽 气温波形 气温波形的频谱函数 示意图 1 3模拟信号和数字信号 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 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路 1 4放大电路模型 电压增益 电压放大倍数 电流增益 互阻增益 互导增益 放大的对象是变化量 交流信号 放大的基本特征是功率放大放大的本质是能量的控制和转换能够控制能量的元件称为有源元件 晶体管和场效应管 只有在不失真的情况下放大才有意义 电压放大电路 负载开路时的电压增益 已知 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 理想情况 有 要想减小衰减 则希望 电压放大电路 电流放大电路 负载短路时的电流增益 已知 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 理想情况 互阻放大电路模型 互阻增益 单位 互导放大电路模型 单位 S 互导增益 注意 不同的电路有作用不相同 我们在分析中要根据电路的主要用途选择放大电路模型 再分别选择 戴维宁定理将信号源或者受控源进行等效 诺顿定理将信号源或者受控源进行等效 然后分别采用KVL KCL等定律求解电路的有关参数 戴维宁定理和诺顿定理 电压源等效电路 电流源等效电路 思考题 某放大电路输入信号为10pA 输出为500mV 它的增益是多少 属于哪一类放大电路 互阻放大电路 练习 求Avs 源电压增益 练习 P211 5 5 1 5放大电路的主要性能指标 衡量品质优劣 并决定其使用范围 1 输入电阻 交流电阻 可假定在输入端外加一测试电压vt 计算相应的测试电流it 练习 P211 5 6 2 输出电阻 交流电阻 1 测量法 在信号源短路 但保留内阻RS和负载开路的条件下 带负载能力 是指放大电路的输出量随负载变化的程度 当负载变化时 输出量变化很小或基本不变表示带负载能力强 即输出量与负载大小的关联程度愈弱 放大电路的带负载能力愈强 2 输出电阻 交流电阻 2 实验法通过实验分别测得放大电路开路时的输出电压和带负载时的输出电压vo计算得到Ro的值 练习P211 5 2 当负载电阻RL 1k 时 电压放大电路输出电压比负载开路 RL 时输出电压减少20 求该放大电路的输出电阻Ro 解 设负载开路时输出电压为vo 负载电阻RL 1k 时输出电压为vo 根据题意有 一电压放大电路输出端接1k 负载电阻时 输出电压为1V 负载断开时 输出电压上升到1 1V 求该放大电路的输出电阻Ro 练习P211 5 3 解 3 增益 a 电压增益 20lg Av dB b 电流增益 20lg Ai dB c 功率增益 10lgAP dB 4 频率响应 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 幅频响应Av 相频响应 其中 带宽 在输入信号幅度保持不变的条件下 增益下降3dB的频率点 其输出功率约等于中频区输出功率的一半 这频率点称半功率点 把频率响应的高 低两个半功率点间的频率差定义为放大电路的带宽 练习P201 5 1 解 由题意得 电压增益 电流增益 功率增益 练习P211 5 7 练习P211 5 4 5 失真 线性失真是由于线性电抗元件所引起的频率失真 包括幅度失真和相位失真 是由于不同的频率分量的放大倍数不一样 或不同频率分量的相移不同造成输出信号产生失真的现象 又称频率失真 对单一频率的正弦信号没有线性失真 非线性失真是由放大器件的非线性特性所引起的失真 由于动态范围超出线性放大区 进入饱和或截止区造成的输出波形失真的情况 幅度失真 相位失真 练习P211 5 2 当负载电阻RL 1k 时 电压放大电路输出电压比负载开路 RL 时输出电压减少20 求该放大电路的输出电阻Ro 解 设负载开路时输出电压为vo 负载电阻RL 1k 时输出电压为vo 根据题意有 一电压放大电路输出端接1k 负载电阻时 输出电压为1V 负载断开时 输出电压上升到1 1V 求该放大电路的输出电阻Ro 练习P211 5 3 解 3 增益 a 电压增益 20lg Av dB b 电流增益 20lg Ai dB c 功率增益 10lgAP dB 4 频率响应 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 幅频响应Av 相频响应 其中 带宽 在输入信号幅度保持不变的条件下 增益下降3dB的频率点 其输出功率约等于中频区输出功率的一半 这频率点称半功率点 把频率响应的高 低两个半功率点间的频率差定义为放大电路的带宽 练习P201 5 1 解 由题意得 电压增益 电流增益 功率增益 练习P211 5 7 练习P211 5 4 5 失真 线性失真是由于线性电抗元件所引起的频率失真 包括幅度失真和相位失真 是由于不同的频率分量的放大倍数不一样 或不同频率分量的相移不同造成输出信号产生失真的现象 又称频率失真 对单一频率的正弦信号没有线性失真 非线性失真是由放大器件的非线性特性所引起的失真 由于动态范围超出线性放大区 进入饱和或截止区造成的输出波形失真的情况 幅度失真 相位失真 传统日光灯电路图 你知道它的工作原理吗 喜来灯 你们实习的时间工厂老板交给我的任务 研究它 了解它的性能 最后提示 我们的教学目标及目的 1 根据已有的电路会分析电路的基本参数 能知