电子技术基础模拟电路ppt课件

1、1.1 信号信号1.2 信号的频谱信号的频谱1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.4 放大电路模型放大电路模型1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标语音识别模块语音识别模块人体跟踪模块人体跟踪模块决策分析模块决策分析模块语音合成模块语音合成模块串口收发模块串口收发模块麦克风麦克风视觉传感器视觉传感器速度矢量速度矢量分解算法分解算法编码信号编码信号采集采集速度转化速度转化为为pwm电机驱动电机驱动电机电机编码器编码器喇叭喇叭机机器器人人电电子子系系统统电信号源的电路表达形式电信号源的电路表达形式电电子子系系统统rs+ +-vs电压源等效电路电压源等效电路电流源等效电路电流

2、源等效电路电电子子系系统统rsis戴戴维维南南诺诺顿顿sssrvi 信号及其频谱信号及其频谱转换转换 信号：信号： 信息的载体信息的载体温度波动曲线温度波动曲线t/2 200.52 200.02 199.501080706050403020t/s信号及其频谱信号及其频谱 电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示a a. 正弦信号正弦信号)sin()(0m tvtv时域时域o tvmvm ft = =ft 2200 ovm 频域频域信号及其频谱信号及其频谱2. 电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示信号及其频谱信号及其频谱b b. 方波信号方波信号)5sin513sin31(sin22

3、)(000ss tttvvtv t 20 时域时域o 0t = t vs频域频域o2vs vsvs 2vs 2vs 满足狄利克雷条件，展开成傅满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数里叶级数2sv直流分量直流分量其中其中 sv2基波分量基波分量312 sv三次谐波分量三次谐波分量频谱：将一个信号分解为正弦信频谱：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，称为该信随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。号的频谱。 电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示信号及其频谱信号及其频谱c c. 非周期信号非周期信号傅里叶变换：傅里叶变换： 通过快速傅里

4、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可迅速求出非周期信号的频谱函数。数。)0( 非周期信号包含了所有可能的频非周期信号包含了所有可能的频率成分率成分离散频率函数离散频率函数周期信号周期信号连续频率函数连续频率函数非周期信号非周期信号频域频域o t/ c时域时域t/2 200.52 200.02 199.501080706050403020t/s模拟信号和数字信号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。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。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

5、。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。放大电路的基本知识放大电路的基本知识 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 电压放大模型电压放大模型 电流放大模型电流放大模型模拟信号的放大模拟信号的放大放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 增益增益 互阻放大模型互阻放大模型 互导放大模型互导放大模型 隔离放大电路模型隔离放大电路模型 频率响应及带宽频率响应及带宽 非线性失真非线性失真放大电路的模型放大电路的模型模拟信号的放大模拟信号的放大电压增益（电压放大倍数）电压增益（电压放大倍数）rs放大电路放大电路ioii+vo+vs+virl电流增益电流增益ioiiai互阻增益互阻增益)(io iva

6、r互导增益互导增益)s(ioviag 信号源信号源负载负载iovvav 放大电路模型放大电路模型 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。电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。rs放大电路放大电路ioii+vo+vs+virl信号源信号源负载负载f 输入端口特性可以等效为一个输入电阻输入端口特性可以等效为一个输入电阻f 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式放大电路模型放大电路模型负载开路时的负载开路时的 电压增益电压增益1.电压放大模型电压放

7、大模型 (vcvs)rs+vi+vo+rlvsrs+vsvi+vo+rirlrs+vsvi+vo+rirlviavors+vsvi+rovo+rirlviavoovair输入电阻输入电阻or输出电阻输出电阻由输出回路得由输出回路得lolioorrrvavv 则电压增益为则电压增益为iovvav lolorrrav 由此可见由此可见 lr va即负载的大小会影响增益的大小即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？ （考虑改变放大电路的参数）（考虑改变放大电路的参数）lorr 理想情况理想情况0o r放大电路模型放大电路模型 另一方面，考虑到另一方面，考虑到

8、输入回路对信号源的输入回路对信号源的衰减衰减rs+vsvi+rovo+rirlviavosirr 理想理想有有sisiivrrrv 要想减小衰减，则希望要想减小衰减，则希望？ irrs放大电路放大电路ioii+vo+vs+virlrs+vsvi+rovo+rirlviavo电压放大模型电压放大模型电流放大模型电流放大模型放大电路模型放大电路模型关心输出电流与输入关心输出电流与输入电流的关系电流的关系2. 电流放大模型电流放大模型 (cccs)放大电路模型放大电路模型负载短路时的负载短路时的 电流增益电流增益2. 电流放大模型电流放大模型isa由输出回路得由输出回路得looiorrriaiis

9、则电流增益为则电流增益为ioiiai loorrrais 由此可见由此可见 lr ia要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？lorr 理想情况理想情况 or由输入回路得由输入回路得isssirrrii 要想减小对信号源的衰减，则希望要想减小对信号源的衰减，则希望？sirr 理想理想0i r放大电路模型放大电路模型3. 互阻放大模型互阻放大模型ccvs（自看）（自看）输入输出回路没有公共端输入输出回路没有公共端4.互导放大模型互导放大模型vccs（自看）（自看）5. 隔离放大电路模型隔离放大电路模型ro+riviavov o+vi+放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1.

10、 输入电阻输入电阻iiiivr rs+vsvi+riii放放大大电电路路放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标2. 输出电阻输出电阻ioovavv rovo+rlviavo放放大大电电路路ro+viavo放放大大电电路路+vololioorrrvavv 所以所以llooorrvvr 放大电路放大电路it+vtro+vs=0另一方法另一方法0ttos vivr注意：输入、输出电阻为交流电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标3. 增益增益 反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量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转

11、换为输出信号能量的能力其中其中)db(lg20va 电电压压增增益益 “ “甲放大电路的增益为甲放大电路的增益为-20-20倍倍”和和“乙放大电路的增益为乙放大电路的增益为-20db”-20db”，问哪个电路的增益大？问哪个电路的增益大？四种增益四种增益iovvav ioiiai ioivar ioviag ivaa、常用分贝（常用分贝（dbdb）表示）表示)db(lg20ia 电电流流增增益益)db(lg10pa 功功率率增增益益放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）a.a.频率响应及带宽频率响应及带宽 电压增益可表示为电压增益

12、可表示为)()()(io jvjvjav 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。响应，称为放大电路的频率响应。rs放大电路放大电路ioii+vo+vs+virl)()()()(ioio jvjv或写为或写为)()( vvaa其中其中称称为为幅幅频频响响应应)()()(io jvjvav 称称为为相相频频响响应应)()()(io 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）a.a.频率响应及带宽频率响应及带宽 普通音响系统放大电路的幅频响应

13、普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图该图称为波特图纵轴：纵轴：dbdb横轴：对数坐标横轴：对数坐标放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）a.a.频率响应及带宽频率响应及带宽 其中其中上上限限频频率率hf普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应03db20lg|av|/db带宽带宽2204060202 1022 1032 104f/hzflfh高频区高频区中频区中频区低频区低频区3db 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3db 频率点频率点（半功率点）（半功率点）下下限限频频率率lf称称为为带带宽宽lh

14、ffbw hlh fbwff 时时，当当 直流放大电路的幅频响应直流放大电路的幅频响应与此由何区别？与此由何区别？放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）b.b.频率失真（线性失真）频率失真（线性失真）幅度失真：幅度失真： 对不同频率的信号增对不同频率的信号增益不同，产生的失真。益不同，产生的失真。o t io t o基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）b.b.频率失真（线性失真）频率失真（线性失真）幅度失真：幅度失真： 对不同频率的信号增益不同，产生的失真。对不同频率的信号增益不同，产生的失真。相位失真：相位失真： 对不同频率的信号相移不同，产生的失真。对不同频率的信号相移不同，产生的失真。放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标5. 非线性失真非线性失真 由元器件非线性特性由元器件非线性特性引起的失真。引起的失真。分为饱和失真和截止失真。分为饱和失真和截止失真。非线性失真系数非线性失真系数o