电子工程师应该掌握的20个模拟电路的详细分析与解答

1、电子工程师应该掌握的 20个模拟电路的详细分析及参考答案一、桥式整流电路二极管的单向导电性：二极管的PN结加正向电压，处于导通状态；加反向电压， 处于截止状态。伏安特性曲线；理想开关模型和恒压降模型：理想开关模型指的是在二极管正向偏置时，其管压降为0,而当其反向偏置时， 认为它的电阻为无穷大，电流为零.就是截止。恒压降模型 是说当二极管导通以后，其管压降为恒定值，硅管为，锗管V桥式整流电流流向过程：当u 2是正半周期时，二极管 Vd1和Vd3导通；而二极管Vd2和Vd4截止，负载 R-的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在u2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，

2、二极管 Vd2和Vd4导通而Vd1和Vd3 截止，负载R上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。计算:Vo,lo,二极管反向电压.Uo=, Io=R l,Urm=V2 U 2二、电源滤波器电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以 平滑，达到滤波的目的。波形形成过程：输出端接负载 RL时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也 向电容C充电，充电时间常数为t充=(Ri / R_C) RiC, 般Ri <<R,忽略Ri压 降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，

3、当3 t= 3 11时，有u 2=u 0,此后u 2 低于u 0，所有二极管截止，这时电容 C通过FL放电，放电时间常数为 RC,放 电时间慢，u 0变化平缓。当3 t= 3 t2时，u 2=u 0, 3 t2后u 2又变化到比u 0 大，又开始充电过程，u 0迅速上升。3 t= 3t3时有u 2 = u 0，3t 3后，电容通 过R-放电。如此反复，周期性充放电。由于电容 C的储能作用，FL上的电压波动 大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。计算：滤波电容的容量和耐压值选择电容滤波整流电路输出电压 Uo在V 2U 2 2之间，输出电

4、压的平均值取决于放电 时间常数的大小。电容容量R_C±( 35) T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步 近似为Uo-整流管的最大反向峰值电压Uh=V2U 2，每个二极管的平均电流是负 载电流的一半。三、信号滤波器信号滤波器的作用：把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度，但同 时必须让有用信号顺利通过。与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来 过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波 器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是 只允许某一特定的频率通过。相同点：都是用电路的 幅频特性来工作。LC串联和并联电路的阻抗计

5、算：串联时，电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j( 3 L-1/3 C)并联时电路阻抗为 Z=1/j 3 C/ (R+j 3 L)=考滤到实际中，常有 R<<3 L, 所以有Z"幅频关系和相频关系曲线：画出通频带曲线：计算谐振频率：fo=1/2 nVLC四. 微分电路和积分电路电路的作用：微分电路：1. 提取脉冲前沿2. 高通滤波3. 改变相角（加）微分电路是积分电路的逆运算，波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。与滤波器的区别和相同点：原理相同，应用场合不同。积分电路：1.延迟、定时、时钟2低通滤波3.改变相角（减）积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波

6、，还可将锯齿波转换为抛物波。 微分和积分电路电压变化过程分析微分电路：在图4-17所示电路中，激励源为一矩形脉冲信号，响应是从电阻两端取出 的电压，即，电路时间常数小于脉冲信号的脉宽，通常取。图4-17微分电路图因为t<0时，而在t = 0 时，突变到，且在0< t < t1 期间有：，相当于在 RC串联电路上接了一个恒压源，这实际上就是 RC串联电路的零状态响应：。由 于，则由图4-17电路可知。所以，即：输出电压产生了突变，从 0 V突跳到。因为，所以电容充电极快。当时，有，贝U。故在期间内，电阻两端就输出一个正 的尖脉冲信号，如图4-18所示。在时刻，又突变到0 V，且

7、在期间有：=0 V,相当于将RC串联电路短接，这实 际上就是RC串联电路的零输入响应状态：。由于时，故。因为，所以电容的放电过程极快。当时，有，使，故在期间，电阻两端就输出一 个负的尖脉冲信号，如图4-18所示。图4-18微分电路的Ui与uo波形由于为一周期性的矩形脉冲波信号，则也就为 同一周期正负尖脉冲波 信号， 如图4-18所示。尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作 触发器的触发信号；在变 流技术中常用作 可控硅的触发信号。这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果，故称这种电路为微分电路。微分电路应满足三个条件： 激励必须为一周期性的矩形脉冲； 响应必 须是从电阻两端取出的电

8、压； 电路时间常数远小于脉冲宽度，即。积分电路：在图4-19所示电路中，激励源为一矩形脉冲信号，响应是从电容两端取出 的电压，即，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取。因为时，在t =0时刻突然从0 V上升到时，仍有，故。在期间内，此时为 RC串联状态的零状态响应，即。由于，所以电容充电极慢。当时，。电容尚未充电至稳态时，输入信号已经 发生了突变，从突然下降至0V。则在期间内，此时为 RC串联电路的零输入. 响应状态，即。由于，所以电容从处开始放电。因为，放电进行得极慢，当电容电压还未衰 减到时，又发生了突变并周而复始地进行。这样，在输出端就得到一个锯齿波信 号，如图4-20所示。锯齿波信

9、号在示波器、显示器等电子设备中作 扫描电压。由图4-20波形可知：若越大，充、放进行得越缓慢，锯齿波信号的线性就 越好。从图4-20波形还可看出，是对积分的结果，故称这种电路为积分电路。RC积分电路应满足三个条件：为一周期性的矩形波；输出电压是从电容两端取出；电路时间常数远大于脉冲宽度，即。图4-19积分电路图画出变化波形图计算：时间常数：RC电压变化方程：微分：i F=i c=Cdui/dtUo=iFR=RCdui/dt积分：Uo=Uc=(1/C)/icdt,因 Ui=UR+Uo当 t=to 时，Uc=Uo随后 C充电，由于 ROTk,充电很慢，所以认为 Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R

10、,故Uo=(1/c) / icdt=(1/RC) / Uidt电阻和电容参数的选择：五. 共射极放大电路 三极管的结构 ,三极管各极电流关系：le=lcn+lbn=lc+lb lc=lcn+lcboIbIb =Ibn-Icbo特性曲线： 共发射极输入特性曲线共发射极输出特性曲线放大条件：发射结正偏(大于导通电压) ，集电极反向偏置元器件的作用：UCc为直流电源(集电极电源)，其作用是为整个电路提供能源， 保证三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置。Rb为基极偏置电阻，作用是为基极提供合适的偏置电流。 Rc 为集电极负载电阻，作用是将集电极电流的变化 转换成电压的变化。晶体管V具有放大作用，是放大

11、器的核心。必须保证管子工 作在放大状态。电容C1C2称为隔直电容或耦合电容，作用是隔直流通交流，即 保证信号正常流通的情况下，使交直流相互隔离互不影响。电路的用途：将微弱的电信号不失真(或在许可范围内)地加以放大，把直流电 能转化成交流电能。电压放大倍数：电压增益用 Au表示，定义为放大器输出信号电压有效值与输入 信号电压有效值的比值，即Au=Uo/Ui。Uo与信号源开路电压Us之比称为考虑信 号源内阻时的电压放大倍数，记作Aus，即Aus=Uo/Us根据输入回路可得Ui=Us r i/(r s+ri) ，因此二者关系为 Aus=Au ri/(r s+ri) 输入输出的信号电压相位关系：输出电

12、压与输入信号电压波形相同，相位相差 180°，并且输出电压幅度比输入电压大。交流和直流等效电路图：静态工作点的计算：基极电流l BFUCbUBE/Rb(U=取Ube=M)集电极电流lcF B l BQ, UCeQ=UCc-| CeRco 电压放大倍数的计算：输入电压 Ui=l br be 输出电压 Uo= - B I bR、L(R' L=RcR/Rc+R_)电压放大倍数 Au=- B R/r be=- B RJR_/r be(Rc+R)六. 分压偏置式共射极放大电路元器件的作用:C3为旁通电容，交流短路F4o FB1R32为基极偏置电阻，作用是为基 极提供合适的偏置电流。电路

13、的用途：既有电压增益，也有电流增益，应用最广，常用作各种放大器的主放大级。电压放大倍数：输入父流电压 Ui=l br be输出父流电压为 Uo= -lc(R c II R)=- B lb(Rc/ FL)故得电压放大倍数 Au=- B (RcI FL)/r be二-B R' Jr be 式中 R'l= RcI RL r be=rbb / +(1+ B )26mV/l eq输入输出的信号电压相位关系 : 输出电压与输入信号电压波形相同，相位相差 180°，并且输出电压幅度比输入电压大。交流和直流等效电路图 :电流串联负反馈过程分析 : 负反馈对参数的影响 :R4 的负反馈

14、 使得输出随输入的 变化受到抑制，导致Au减小，输入电阻增大。静态工作点的计算：URdUCgR bi+RI c尸 I eq=LB-UbeQRe UCeq=UCc-I cQRc+R) 电压放大倍数的计算: Au=- B (Rc/ RL)/r be=- B R'L/r be 源电压放大倍数Aus=AuRi/(Rs+Ri) Ri=R B1/ RB2/ r be受控源等效电路分析 ：发射极接电阻时的交流等效电路电流放大倍数Ai 流过RL的电流Io和输入电流li分别为Io=IcRc/Rc+R l= B IbRc/Rc+RL Ii=Ib(RB+rbe)/R b 式中 恳=陽 / R32，由此可得A

15、i=lo/li= B RRc/(RB+rbe)(R c+R)若满足 R3»rbe,RL<vRc厕 Ai B 输入电阻 Ri=Ui/Ii=R b/ rbe若 Rs>>rbe,则 Rirbe输出电阻 Ro=Uo/Io I us=o=Rc源电压放大倍数 Aus, 定义为输出电压 Uo 与信号源电压 Us 的比值，即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若满足 Ri>>Rs,则 Aus Au若旁路电容Ce开路时的情况，旁路电容 CE开路，发射极接有电阻Re,此时直流 通路不变，静态点不变，Ui=l bbe+(1+ B )IbR E,Uo仍为-B IbR'L,电

16、压放大倍数将 变为Au=Uo/Ui=- B R'L/r be+(1+ B )Re,对比知放大倍数减小了，因为 Re的自动调 节作用，使得输出随输入变化受到抑制，导致Au减小。当(1+ B )RE>>rbe,则有Au-R'l/Re,与此同时，从 b极看去的输入电阻R'l (不包括 Rb1Rb2变为R、L=Ui/lb=r be+(1+B )Re,即射极电阻RE折合到基极支路应扩大(1+ B )倍，因此， 放大器的输入电阻Ri=Rb1/ Rb2/ R'i，输入电阻明显增大了。七. 共集电极放大电路 (射极跟随电路 )元器件的作用：R2为反馈电阻，能稳定静态

17、工作点。电路的用途 , ：常作为多级放大电路的输入电路的输入级、 输出级、中间缓冲级， 功率放大电路中，常作推挽输出级。电压放大倍数：Uo=le(Re/ R)=(1+ B )lbR'e Ui=lbrbe+Uo=lbrbe+(1+ B ) IbR'e Au=(1+ B )R'e/rbe+(1+ B )R'e输入输出的信号电压相位关系：输出电压与输入电压同相。 交流和直流等效电路图： 电路的输入和输出阻抗特点：输入电阻高，输出电阻低。电流串联负反馈过程分析：在输入电压 Ui 一定时，某种原因(如负载电阻变 小)使输出电流Io增大，则反馈信号Uf增大，从而使运放的净输

18、入信号 Ud减 小，使输出电压Uo减小，使Io减小，从而抑制了 Io的增大。过程可表示为： RL Io Uf UdUojf Io J 电流负反馈放大具有恒流源的性质。负反馈对电路参数的影响： 提高放大倍数的稳定性， 稳定输出电流， 展宽通频带， 减小非线性失真抑制干扰噪声， 串联负反馈使输入电阻增大， 电流负反馈使输出 电阻增大。静态工作点的计算：UB" Rb2UC(/Rbi+FB2 I CQ I eq=LB-Ube(/Re I bq=Ic(/ B ,Uceq=UC(-I cQRe 电压放大倍数的计算：Uo=Ie(Re/ RL)=(1+B)IbR'e Ui=Ibrbe+Uo=

19、Ibrbe+(1+ B ) IbR'e Au=(1+B )R'e/rbe+(1+ B )R'e八. 电路反馈框图 反馈的概念：将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部通过某些元件 或网络（称为反馈网络） ，反向送回到输入回路，来影响原输入量（电压或电流） 的过程称为反馈。正负反馈及其判断方法： 当输入量不变时， 若输入量比没有反馈时变大了， 即反 馈信号加强了净输入信号， 这种情况称为 正反馈 ；反之，若输出量比没有反馈时 变小了，即反馈信号削弱了净输入信号，这种情况称为 负反馈 。通常采用“瞬时 极性法”判断。方法如下：首先创定输入信号为某一瞬时极性（一般设对地极

20、性 为正），然后再根据各级输入、输出之间的相位关系（对分立元件放大器有共射 反相，共集、共基同相；对集成运放有，Uo与U-反相、与U+同相）依次推断其他有关各点瞬时输入信号作用所呈现的瞬时极性（用+或T表示升高，-或J表示降低）；并确定从输出回路到输入回路的反馈信号的瞬时极性；最后判断反馈信 号的作用是加强了还是削弱了净输入信号。 使净输入信号加强的为正反馈， 若是 削弱则为负反馈。 电流反馈和电压反馈及其判断方法：若反馈是对输出电压采样则称为电压反馈， 若反馈是对输出电流采样， 则称为电流反馈。 电压反馈的反馈信号与输出电压成 正比，电流反馈的反馈信号与输出电流成正比。 常用方法 负载电阻短

21、路法 （亦称 输出短路法）。方法是假设将负载电阻 R短路，也就是使输出电压为零。此时若 原来是电压反馈， 则反馈信号一定随输出信号电压为零而消失； 若电路中仍然有 反馈存在，则原来的反馈是应该是电流反馈。带负反馈电路的放大增益：净输入信号 Xid=Xi-Xf, 开环增益为 A=Xo/Xid, 反 馈系数为F=Xf/Xo。闭环增益 Af=Xo/Xi负反馈放大电路增益表达式为Af=A/1+AF 负反馈对电路的放大增益 ,通频带, 增益的稳定性 , 失真, 输入和输出电阻的影响： 提高闭环放大倍数的稳定性，提高（1+AF）倍。展宽通频带，上限fHf增加1+AmF 倍，下限fLf减小1/1+AmF倍。

22、减小非线性失真和抑制干扰、噪声。对输入电阻 的影响：串联负反馈使输入电阻增大1+AF倍,并联负反馈使输入电阻减小1/1+AF 倍；对输出电阻的影响：电压负反馈使输出电阻减小1/1+AF倍，电流负反馈使输出电阻增大1+AF倍。九 . 二极管稳压电路稳压二极管的特性曲线：稳压二极管应用注意事项：稳压二极管工作在 反向击穿状态 ，外接电源电压应 保证管子反偏，其大小应不低于反向击穿电压。稳压过程分析：当电流的增量厶Iz很大时(Izmin<lvlzmax ),只引起很小的电 压变化 Uz,即电流在很大范围内变化时，其两端电压几乎不变，这表明，稳压 二极管反向击穿后，能通过调整自身电流实现稳压。击

23、穿后，电流急剧增大，其 管耗相应增大。 必须对击穿后的电流加以限制， 与稳压管串联一个具有适当阻值 的限流电阻。十. 串联稳压电源串联稳压电源的组成框图：每个元器件的作用：R3R4R5&成采样电路，当输出电阻将基础代谢变化量的一 部分送到比较放大器的基极，基极电压能反映输出电压的变化，称为取样电压。 电阻R2和稳压管D2组成基准电路，为Q2发射极提供一个基准电压，R2为限流 电阻，保证D2有一个合适的工作电流。三极管 Q2和R1构成比较放大环节，Q2 是比较放大管，R1既是Q2的集电极电阻，又是Q1的基极偏置电阻，比较放大 管的作用是先放大输出电压的变化量， 然后加到调整管的基极， 控

24、制调整管工作， 可以提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。 Q1 是调整管，它与负载串联，所 以称之为串联型线性稳压电路。调整管Q1受比较放大管的控制，工作在放大状态，集射间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的变化。稳压过程分析：当负载 R不变，电压Ui减小时，输出电压Uo有下降趋势，通 过取样电阻的分压使比较放大管的基极电位UB2下降，而比较放大管的发射极电压不变(Ue2=LD2)，因此IBE2也下降，于是比较放大管导通能力减弱，UC2升高，调整管导通能力增强，调整 D1集射之间的电阻R3E1减小，管压降UCE1下降，由于 Uo=Ui-UcEi,所以使输出电压Uo上升，保证了 Uo基本不变，

25、上述稳压过程表示 如下：Ui J Uo；(下降趋势)UB2； LBe2； Ub2f (UbiT ) UCeiJ UoT 当输入电压减小时，稳压过程与上述过程相反 当输入电压Ui不变时，负载R增大时，引起输出电压 Uo有增长趋势，则电路 产生下列调整过程：RT UoT (上升趋势)UB2? UBe2? UC2； (Ubi； ) UCeT Uo； 当负载减小时，稳压过程相反。输出电压计算：UB2=Uo(R2+RP)/(R1+R2+Rp)Uo=Lb(R1+R2+R/R2+R' p=(Ud2+LBe：)(R1+R2+FP)/(R2+R' p)式中 UD2 为稳压管和稳压值，UBE2这Q

26、2发射结电压当R调到最上端时，输出电压为最小值 Uomin=( LD2+IBE2) (R1+R2+R / (R2+R) 当 Rp 调 到 最 下端时， 输出 电压 为最 大值 Uomax=( UD2+UBE2)( R1+R2+Rp) /R2=1+(R1+Rp)/R2(U D2+UBE2)十一. 差动放大电路电路各元器件的作用： 电路的用途：抑制零点漂移，解决静态工作点相互影响。 电路的特点：对称，两个三极管完全相同，外接电阻也相同。电路的工作原理分析：差动电路完全对称，当电源波动或温度变化时，两管集 电极电流将同时变化。 两管的漂移信号在输出端互相抵消， 使得输出端不出现零 点漂移，从而抑制零

27、漂。如何放大差模信号而抑制共模信号： 当差动放大器输入共模信号时， 由于电路完 全对称， 两管的极电位变化相同， 因而输出电压 Uoc 保持为零， 这和静态时的输 出结果完全一样。 从而抑制共模信号。 当差动放大器输入差模信号时， 由于电路 对称，其两管输出端电位 Uc1和UC2的变化也是大小相等，极性相反。若某个管 集电极电位升高厶Uc,则另一个管集电极电位必然降低 Uco差动放大器的差模 电压放大倍等于组成该差动放大器的半边电路的电压放大倍数。电路的单端输入和双端输入，单端输出和双端输出工作方式：十二. 场效应管放大电路 场效应管的分类 , 特点, 结构, 场效应管是利用输入电压产生的电场

28、效应来控制输出电流的， 所以又称之为电压 控制型器件。它工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电，故也叫单极型 半导体三极管。它具有很高的输入电阻， 能满足高内阻信号源对放大电路和要求， 是较理想的前置级器件。 它还具有热稳定性好， 功耗低，噪声低，制造工艺简单， 便于集成等特点。转移特性和输出特性曲线： 场效应放大电路的特点：1）场效应管是一种电压控制器件，即通过 UGs控制I D2）场效应管输入端几乎没有电流，所以其直流输入电阻和交流输入电阻都非常 高。3）由于场效应管是利用多数载流子导电的， 因此，与双极性三极管相比， 具有噪 声小，受幅射的影响小、热稳定性较好而且存在零温度系数点等特

29、性。4）由于场效应管的结构对称， 有时漏极和源极可以互换使用， 而各项指标基本上 不受影响，因此应用时比较方便灵活。结型场效应管漏极和源极可以互换使用，但栅源电压不能接反；衬底单独引出的 MOS管漏极和源极可以互换使用，NMOS 管衬底连电路最低电位，PMO管衬底连电路最高电位。MOS?在使用时，常把衬 底和源极连在一起，这时漏极、源极不能互换。5）场效应管的制造工艺简单，有利于大规模集成。6）由于MOSg效应管的输入电阻可高达1015Q，因此由外界静电感应所产生的电 荷不易泄漏，而栅极上的 SiO2 绝缘层又很薄，这将在栅极上产生很高有电场强 度，易引进绝缘层击穿而损坏管子。应在栅极加有二极

30、管或稳压管保护电路。7）场效应管的跨导很小， 当组成放大电路时， 在相同的负载电阻下， 电压放大倍 数比双极型三极管低。场效应放大电路的应用场合：MOS管与结型管相比开关特性更好。结型场效应 管主要用途是在模拟电路中用做放大元件， 既可作分立元件使用， 也可制作成集 成电路。十三. 选频（带通）放大电路 每个元器件的作用：单调谐回路带通放大器由两部分组成：一部分是以 BJT 或PET为核心的放大镜部分；另一部分是由 LC并联谐振回路完成滤波作用，并且， 放大器件与负载都与振荡回路采用部分连接， 以减小外界因素变化对选频特性的 不良影响选频放大电路的特点：高增益特征频率的计算：f=fo=1/2

31、nV LC 选频元件参数的选择：幅频特性曲线十四. 运算放大电路 理想运算放大器的概念：所谓理想运算放大器就是各项技术指标理想化的运算 放大器。具体指标有：1）开环电压放大倍数 Aod*;2）输入电阻 rid=x；r ic=x；3）输入偏置电流 I B1=I B2=0；4）失调电压U、失调电流Iio以及它们的温飘均为零；5）共模抑制比Kcmr= %；6）输出电阻 rod=0;7）-3dB 带宽 fH=x；8）无干扰、噪声。运放的输入端虚拟短路： 当集成运放工作在线性区时， 输出电压在有限值之间变 化，而集成运放的AocHx,则Uid=uod/Aod0,但不是短路，故称为“虚短”由此 得出u+u

32、-,上式说明集成运放工作在线性区时，两输入端电位近似相等。运放的输入端的虚拟断路：由于集成运放的差模开环输入电阻rid,输入偏置 电流Ib0,不向外部索取电流，因此两输入端电流为零，即可得出 i+=i-0, 上式说明，流入集成运放同相端和反相端的电流近似为零，所以称为“虚断” 。反相输入方式的运放电路的主要用途：把信号进行反向运算 输入电压与输出电压信号的相位关系是 :输入电压的输出电压成比例关系，相位 相反，当R1=Rf=R，输入电压与输出电压大小相等，相位相反，成为反相器。同相输入方式下的增益表达式分别是 :Auf=u o/u i =1 +Rf/R1输入阻抗分别是:r if（1+AF）r

33、id fx输出阻抗分别是：r of=r°d/1+AH0十五 . 差动输入运算放大电路 差分输入运算放大电路的特点：输出电压与运放两端的输入电压差成比例，能 实现减法运算。用途: 常用作减法运算以及测量放大器 输出信号电压与输入信号电压的关系式 : uo=uo1+uo2=(1+R2/R1)R4/(R3+R4)u i2 -ui1 R2/R1十六 . 电压比较器电压比较器的作用 : 比较两个或多个模拟量的大小，并将比较结果由输出状态反 映出来。工作过程是：电压比较实质是运放的反相端u-和同相端u+进行比较，根据非线性 区特点知：当u-<u+时，输出正向饱和电压，Uo=U(+Uod;当

34、u->u+时，输出负向 饱和电压，Uo=U(-Uod ;当u-=u+时，UkUo <UbH(状态不定)，仅此刻同相端 和反相端可看成“虚短路” 。比较器的输入 -输出特性曲线图如何构成迟滞比较器 ： 在单限比较器中引入正反馈， 就可实现迟滞特性。 输入信 号可以同相端输入，也可以从反相端输入。十七.RC振荡电路振荡电路的组成 : 放大电路，反馈网络，选频网络和稳幅环节。振 荡 电 路 的 作 用 :RC 振 荡 器 一 般 工 作 在 低 频 范 围 内 ， 它 的 振 荡 频 率 为 20Hz200kHz.振荡电路起振和平衡幅度条件 : 自激振荡形成的基本条件上反馈信号与输入信号

35、 大小相等，相位相同。可得自激振荡的条件为 AF=1。包含两层含义：1反馈信号 与输入信号大小相等，即丨AF| =1，称为幅度平衡条件；2反馈信号与输入信号 相位相同，表示输入信号经过放大电路产生的相移© a和反馈网络的相移© f之和 为 0, 2n，4n,，2n n ,即© a+© f=± 2n n (n=0,1,2,3 )，称为相位平衡条 件。RC 电路阻抗与频率的关系曲线 :相位与频率的关系曲线：RC振荡电路的相位条件分析：在=3 o=1/RC时，其相移© f=0,为了使振荡电 路满足相位条件© af= a+ 

36、9; f=± 2n n ,要求放大器的相移© a也应为0°(或360°) 振荡频率：fo=1/2 n RC如何选择元器件：一般选择反馈电阻Rf大于约等于2Ri。反馈电阻Rf用一个具有 负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压幅值增加时，流过Rf的电流也会增加， 结果热敏电阻Rf减小，放大器增益下降，从而使输出电压幅值下降。也可用一 个正温度系数的热敏电阻代替 R稳幅。十八.LC振荡电路振荡相位条件分析：相位平衡条件：由于谐振频率 f° 处， LC 回路的谐振阻抗 是纯电阻性，所以集电极输出信号与基极的相位差为 180o,即© A=180;

37、为了满 足相位平衡条件， 变压器初次级之间的同名端必须正确连接。 电路振荡时， f=f° ， LC回路的谐振阻抗是纯阻性，反馈信号与输出电压极性相反，即© F=180。于是 © A+© F=360o,保证了电路的正反馈，满足振荡的相位平衡条件。 直流等效电路图和交流等效电路图振荡频率计算：ffo=1/2 nV LC十九 . 石英晶体振荡电路石英晶体的特点 : 具有压电效应， 在晶片两面间加一电场， 晶片就会产生机械变 形，反之，在晶片两面施加机械力，则沿受力方向产生电场，晶片两侧产生异性 电荷。石英晶体的等效电路 :石英晶体的特性曲线 :石英晶体振动器的

38、特点 : 有很高的频率稳定性。石英晶体振动器的振荡频率：串联谐振频率fs=1/2 n LC串联谐振的等效阻抗最 小近似为R,呈纯阻性，是一个很小的电阻。并联谐振频率 fp=1/2 nVLCCo/C+Co=1/2TtVLC*V 1+C/Co =fs* V 1+C/Co.通常Co>>C所以fp与fs非常接近，当fvfs ,两条支路的容抗起主要作用，电路呈 现容性；随着频率增加，容抗逐步减小，当 f=fs时，LC串联谐振，Zo=R呈现 电阻性；当f>fs时，LC支路呈现感性；当f>f p时，Co支路起主要作用，电路 又呈现容性。并联型石英晶体振荡电路，晶体在电路中起一个电感作

39、用，它与 C1， C2组成电 容反馈式振荡电路。fo=1/2 nVLC(Co+C')/(+Co+C')1/2 nVLC*V 1+C/Co+C式 中 C'= (C1*C2 / (C1+C2二十. 功率放大电路乙类功率放大器的工作过程 : 两只晶体管轮流工作， 一只晶体管在输入信号正半 周期导通， 另一只晶体管在输入信号负半周期导通， 这样两管交替工作， 犹如一 推一挽， 在负载上合成完整的信号波形。 选择两个特性一致的管子， 使之都工作 在乙类状态， 组成乙类互补对称功放， 其中一个工作在正弦信号正半周， 另一个 管子工作在正弦信号负半周。在负载上得到一个完整的正弦波。交

40、越失真 : 三极管输入特性曲线有一段死区，而且死区附近非线性又比较严重， 两管的静态工作点取在晶体管输入特性曲线的截止点上， 没有基极偏流。 当输入 信号小于开启电压时，两管都截止，两管电流均为零，无输出信号；在刚在大于 开启电压的很小范围内， 两管集电极电流变化很慢， 输出信号非线性严重。 这种 乙类推挽放大器特有的失真称为交越失真。复合三极管的复合规则：1）复合管的极性取决于第一只三极管。2）输出功率有大小取决于输出管。3） 若两管的电流放大系数为B 1B 2,则复合管的电流放大系数B =B 1* B 2。4）同型复合管和异型复合管发射结等效电阻差别很大，异型复合管发射结 等效电阻就是第一

41、只三极管的等效电阻。甲乙类功率放大器的工作原理分析 : 分别给两只晶体管的发射结加适当的正向 基极偏压，让两只晶体管各有一个较小的电流 Icq流过。经常采用三极管，两电 阻组成的UBe倍压电路为两管提供所需偏压。自举过程分析 :甲类功率放大器的特点 : 输出信号失真较小，效率低于 50% 甲乙类功率放大器的特点 : 有效克服乙类放大电路的失真问题，且能量转换效率 也较高，目前使用较广泛。附录一、稳压电源制作电路一、技术说明：输入交流电压 220vV 。输出电压5V和连续可调电压30V/两组直流。二、制作说明：1、成品用金属盒或者塑料盒包装成产品。2、电压表V、电流表A和调节电压用的电位器Rw安

42、装在包装盒 的面板上。3、电源变压器固定在包装盒的底座上，电路板固定在包装盒的 底座上。4、电压调节的三端稳压集成块 7805 和317 加装散热器。5、直流电源输出导线长短不一。附录二、时钟闹铃控制电路 制作说明： 1、共阳极四位一体 12引脚数码管引脚号是：将数码管的 数字面朝向观察者，左下角是第 1脚，逆时针方向依次是 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 脚。 2 、如果是单个的数码管或两位一体 的数码管， 先测出数字显示段控制引脚和公共控制引脚， 再将四个数 码管的相同的段控制引脚用导线并联连接在一起后 （每位数码管共八 段即八根连接导线），连接在电阻R5R13上，公共控

43、制引脚分别连 接到三极管Q1到Q4的发射极上。3、用40脚的集成块插座焊接在电 路板上，集成块 AT89C51 写入程序后插入到集成块插座上。 4、自己 设计控制程序或用黄有全老师的程序。 5、时钟控制输出由继电器执 行，控制启动时间到时，继电器得电，开关 k1 闭合去控制相应设备 启动；控制停止时间到时，继电器断电，开关 k1 断开去控制相应设 备停止。具体控制对象由制作者确定，如电灯、电饭煲等等。说明：本图为数码管是二位一体的共阴极时的电路图。 将每个二 位一体的数码管的 1 6脚和1 1脚共四个引脚（对应四个数字的 a 段）连 接在一起后接到电阻 R5 的右端。数码管中数字的其余各段 （

44、 b,c,d,e,f,g,dp）连接方法依此类推。 其他注意事项见四位共阳极LED 的时钟闹钟控制器制作的说明。时钟-闹钟- 时间控制器 调节方法一、功能： 时钟显示小时、分钟；可调时钟控制输出；三次可 调闹铃。二、调节方法：各种参数调节设定方法： 第一步：按“功能”键，选择功能 1，进入调节状态； 第二步：重复按“参数”键，选择要调节的参数代码（左第一、二位）从 0 开始依次循环增加1、2、3、E、F、10再回到0。第三步：按“增加”键或“减少”键，相应代码项目 （如代码 1 表 示调节的对象是时钟显示的小时值） 的参数值在其取值范围内 （例如显示时间的小时 取值范围是0023）循环增加或减

45、少 1。左边一位或两位显示参数代码，右边三 位或两位显示参数值。重复第二、三步，设置完所需参数。第三步：按“功能”键，显示代码“ 0”结束调节参数状态，进 入时钟闹钟控制器的正常使用状态。三、参数代码及其取值范围如下表。说明： 1、设定时钟控制的小时起点为 24，则关闭该路时钟控制输出。2、设定闹铃的小时为 24，则关闭该闹铃。附录三、广告彩灯制作说明：1、每个 8050 三极管可以驱动十二个到二十四个发光二极管。 如 果Q1 Q2改成9013,则驱动的发光二极管数量减半。只有相同发光电压 ( 不同颜色的 发光电压一般不同 ) 的发光二极管才可以并联使用。 可以将发光二极管接成需要的图案， 表

46、达 设计者的意图。2、彩灯闪烁的周期是：T=X (R1+R3)X C2+X (R2+R4)X C1根据 闪烁快慢要求选择R1,R2,R3,R4,C1,C2的参数。调节电位器R1、R2的大小，可 以改变闪烁速度。3、电压过高会烧坏发光二极管。工作电压从 3v 开始调大，当提 供的电源电压高于 5v 后应当串入一个27欧姆的电阻作为限流电阻，以免烧坏发光二 极管。附录四：可控硅交流调压器制作可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率 高、寿命长、动作快以及使用方便等优点， 目前交流调压器多采用可控硅调压器。 这里 介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器， 这可用作家用

47、电器的调压装 置，进行控制。图中 RL 是负载（照明灯， 电风扇、电熨斗等） 这台调压器的输出功率达 100W， 一般家用电器都能使用。1、电路原理：电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成， 其电 路原里图如下图所示。从图中可知，二极管 D1D4 组成桥式整流电路，双基极二极管T1 构成张弛振荡器作为可控 硅的同步触发电路。当调压器接上市电后， 220V 交流电通过负 载电阻RL经二极管D1 D4整流，在可控硅SCR的A K两端形成一个脉动直流电压，该电压 由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过 R4、W1 对 电容 C 充电。当充电电

48、压 Uc达到单结晶体管 T1 管的峰值电压 Up 时，单结晶体管 T1 由截止 变为导通，于是电容 C 通过T1管的e、bl结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。 这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极， 使可控硅导通。可控硅导通后的管压降 很低，一般小于1V,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交 流电在负半周时，电容 C 又从新充电如此周而复始，便可调整负载 RL上的功率了。 2、元器件选择调压器的调节电位器选用阻值为470KQ的WH114-1型合成碳膜 电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外， 其余的都用功率为

49、 1/8W 的碳膜电阻。D1-D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大 于 的硅整流二极管 , 如2CZ21B 2CZ83E 2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V 额定平均电流大于 1A 的可控硅整流器件，如国产 3CT 系列。附录五、电源欠压过压报警保护器附录六、过压欠压报警器制作说明1、 名称：电源欠压过压报警保护器2、功能：当电压低于180V或高于250V时，可进行声光报警。当外接交流接触器时，可切断电源，保护用电设备。3、电路图：4、原理说明：输入电源电压正常时， Y1A 输出高电平， Y1B 输出低电平，发光 二极管 LED 及振荡发声电路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件 J1 也不工作。当电压高于 250V或低于180V时，Y1B输出高电平