电子系统设计—模拟模板PPT课件

.,1,模拟电子线路设计中的几个问题,马令坤,.,2,内容,1放大器电路1.1设计放大器时应考虑的几个问题1.2常用放大器原理及特点2正弦振荡器电路2.1振荡器的主要性能指标2.2常有振荡器的原理与特点3调制与解调器原理3.1幅度调制与解调原理3.2乘法器实现电路介绍3.3频率调制与解调原理4PLL原理与应用5频率合成技术介绍,.,3,1放大器电路,1.1设计放大器时应考虑的几个问题1）工作频率与功率低频小信号放大；低频功率放大；高频小信号放大；高频功率放大；2）工作带宽频带放大与宽带放大3）运算放大器的增益带宽积4）放大器的级间匹配问题5）输入输出阻抗6）放大器的噪声问题,.,4,1.2常用放大器的原理与特点,1.2.1小信号放大器1）BJT小信号放大器三种基本组态放大器,.,5,.,6,2）FET小信号放大器三种基本放大电路的性能比较,组态对应关系：,CE,BJT,FET,CS,CC,CD,CB,CG,BJT,FET,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,.,7,三种基本放大电路的性能比较,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,CE：,CC：,CB：,CS：,CD：,CG：,.,8,3）小信号放大器静态点的选取（1）小信号意味着什么?（2）静态点的意义放大器正常工作的基础；（3）静态点与增益,.,9,4）差动放大器特点,（1）电路结构完全对称，零漂抑制能力强（2）差模小信号范围大，Vid28mv（3）双电源供电，可使静态时，VB，实现零输入。从而避免有静态电流流过信号源。,ui1,+UCC,RC1,T1,RB1,RC2,T2,RB2,ui2,RE,UEE,uo,ud,uc,.,10,.,11,5）高频小信号放大器（1）单调谐放大器1）工作原理2）特点（2）集中选频放大器,.,12,6）运算放大器（1）集成运放的组成及特点：组成：差动输入,中间放大,推挽输出,偏置电路和附加电路输入级：差动放大,高增益,直接耦合,高输入电阻输出级：OCL电路,偏置电路为恒流源电路（及各种变形电路）,低输出阻抗附加电路：双端输出单端输出，电平位移零输入零输出，过载保护电路（2）典型应用电路,.,13,.,14,.,15,.,16,1.2.2功率放大器1）分类（1）甲类功放导通角360度（2）乙类功放导通角180度（3）甲乙类功放导通角大于180度(4)丙类功放导通角小于180度2)常有的电路形式及特点,.,17,电路的结构特点：,vi,-VCC,T1,T2,+VCC,RL,iL,1.由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。,2.双电源供电。,3.输入输出端不加隔直电容。,T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。交越失真：输入信号Vi在过零前后，输出信号出现的失真称为交越失真。克服的方法：提供静态偏置，使T1,T2工作于甲乙类,(1)OCL电路,.,18,(2)OTL电路,电路特点,1.单电源供电；,2.输出加有大电容。,.,19,实用OTL互补输出功放电路,调节R,使静态VAQ=0.5VCC,D1、D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降，克服交越失真。,Re1、Re2：电阻值12，射极负反馈电阻，也起限流保护作用。,.,20,(3)谐振功率放大器（窄带高频功放）,1）高效；2）是无线通信的核心电路之一；,.,21,2正弦振荡器,2.1正弦振荡器的主要性能指标1）频率稳定度2）输出频率范围3）频率分辨率4)频谱纯度,.,22,2.2常用振荡器电路原理与特点1)分类,.,23,正弦波振荡器按其反馈网络的不同，可分为互感耦合振荡器、电感反馈式振荡器和电容反馈式振荡器三种类型。,2)互感耦合振荡器,互感耦合振荡器有三种形式：调基电路、调集电路和调发电路，这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射极电路来区分的。,.,24,由于基极和发射极之间的输入阻抗比较低，为了避免过多地影响回路的Q值，故在调基和调发这两个电路中，晶体管与振荡回路作部分耦合。,调基电路振荡频率在较宽的范围改变时，振幅比较平衡。,(a)调基电路,调基电路,Re,L,.,25,调集电路在高频输出方面比其它两种电路稳定，而且幅度较大，谐波成分较小。,（b）调集电路,.,26,由于基极和发射极之间的输入阻抗比较低，为了避免过多地影响回路的Q值，故在调基和调发这两个电路中，晶体管与振荡回路作部分耦合。,（c）调发电路,.,27,3)LC振荡电路,1）电容反馈三点式振荡器,2）电感三点式振荡器,3）两种改进型的电容反馈振荡器,.,28,.,29,(1)由于Cce、Cbe的接入系数减小，晶体管与谐振回路是松耦合。,(2)调整C1C2的值可以改变反馈系数,但对谐振频率的影响很小。,由于放大倍数与频率的立方成反比，故随着放大频率的升高振荡的幅度明显下降，上限频率受到限制。故:,(3)调整C3值可以改变系统的谐振频率,对反馈系数无影响。,(1)克拉泼电路的波段覆盖的范围窄。,(3)工作波段内输出波形随着频率的变化大。,克拉泼电路的特点:,(2)增大C1和减小C3时引起振荡幅度下降，难于起振。,.,30,EC,主要特点：1）频稳度高；2）作为波段振荡器的波段覆盖可以较宽，ka1.61.8，且在波段内幅度较均匀，其工作频率也较高，可达到数百兆赫。这是一种性能较好的振荡器。,.,31,4)晶体振荡器(CircuitofCrystalOscillators),仿真,.,32,.,33,.,34,.,35,5)RC振荡器,.,36,V1,+Vc-,Vo,V1,+VR-,VO,I,V1,V1,.,37,v2,+v1-,文氏电桥振荡器,.,38,3调制与解调器原理,3.1幅度调制与解调原理3.2乘法器实现电路介绍3.3频率调制与解调原理,.,39,3.1幅度调制与解调原理,一、基本概念1)调制的概念及必要性适合信道特性；提高信道利用率。2）模拟调制分类3）幅度调制的分类AM,DSB,SSB,VSB;4)调幅信号的解调包络检波器，同步检波5）混频原理与应用,.,40,二、实现框图,.,41,非相干解调(包络检波),2相干解调（同步检波）,.,42,(1)调幅(DSB为例),（2）检波,（3）混频,调幅，检波与混频之间的频谱变换关系：,.,43,3.2MC1496乘法器电路应用,幅度调制、混频实现电路,.,44,同步及二极管包络检波实验电路图,.,45,3.3频率调制与解调原理,1）频率调制的概念及特点频谱的非线性搬移；高的抗干扰能力；宽的频带2）调频的实现方法A变容二极管直接调频B间接调频3）调频信号解调方法4）调频发射接收机,.,46,变容二极管直接调频原理电路（VCO),.,47,间接调频框图,.,48,调频发射机（FMtransmitter）的组成。,N1=64,f01=200KHzfm1=25Hz,f03=1.8-2.3MHZfm3=1.6KHZ,fL=11-10.5MHZ,f0=86.4-110.4MHZfm=76.8KHZ,N2=48,FM发射机与接收机,f02=12.8MHZfm2=1.6KHZ,调频广播波段：，而（音频）调制信号的频率=50HZ15KHZ，要求输出的FM信号最大频偏=75KHZ，输出FM信号的带宽:BFM=2（mf+1）Fmax=2+2Fmax=180KHZ，于是在调频广播工作波段内，各调频电台的频率间隔取200KHZ