康华光版模拟电子技术

1、模拟电子技术基础南华大学电气工程学院 阳璞琼 讲师办公室：电气工程学院403室1.1 信号信号1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1 1 绪论绪论1.2 信号的频谱信号的频谱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u 电子技术的发展电子技术的发展u电子技术的发展水平很大程度上反映在元器件电子技术的发展水平很大程度上反映在元器件的发展上。的发展上。1947年年 贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管1958年年 集成电路集成电路(IC)（几个晶体管）（几个晶体管）1969年年 大规模大规模IC（1000-10万个）万个）1975年

2、年 超大规模超大规模IC（30mm2集成集成15万个）万个）现在现在 4核的核的i7集成了集成了7.31亿晶体管。亿晶体管。1. 信号：信号： 信息的载体信息的载体微音器输出的某一段信号的波形微音器输出的某一段信号的波形 1.1 信号信号2. 电信号源的电路表达形式电信号源的电路表达形式电压源等效电路电压源等效电路电流源等效电路电流源等效电路SSSRiv 1.1 信号信号1. 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 tVtv00022fT 1.2 信号的频谱信号的频谱时域时域1. 电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示B B. 方波信号方

3、波信号)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtvT20 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2SV基波分量基波分量312S V三次谐波分量三次谐波分量 1.2 信号的频谱信号的频谱方波的时域表示方波的时域表示 2. 信号的频谱信号的频谱B B. 方波信号方波信号)5sin513sin31(sin22)(000SS tttVVtv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和相位频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。随角频率变化的分布，

4、称为该信号的频谱。 1.2 信号的频谱信号的频谱幅度谱幅度谱相位谱相位谱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气温波形气温波形 气温波形的频谱函数（示意图）气温波形的频谱函数（示意图） 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处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。处理模拟信号的

5、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。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 1.4 放大电路模型放大电路模型电压增益（电压放大倍数）电压增益（电压放大倍数）iovvv A电流增益电流增益ioiiAi 互阻增益互阻增益)(io iArv互导增益互导增益)S(ioviAg 1. 放大电路的符号及模拟信号放大放大电路的符号及模拟信号放大负载开路时的负载开路时的 电压增益电压增益A. 电压放大模型电压放大模型ovAiR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LoLiOoRRR

6、AV vv则电压增益为则电压增益为iovv VALoLoRRRA v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 R2. 放大电路模型放大电路模型 1.4 放大电路模型放大电路模型 另一方面，考虑到另一方面，考虑到输入回路对信号源的输入回路对信号源的衰减衰减siRR 理想情况理想情况有有sisiivvRRR 要想减小衰减，则希望要想减小衰减，则希望？ iR 1.4 放大电路模型放大电路模型A. 电压放大模型电压放大模型

7、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s iA由输出回路得由输出回路得LooioRRRiAiis 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 理想情况理想情况0i R 1.4 放大电路模型放大电路模型C. 互阻放大模型（自学）互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端输入输出回路没有公共端D. 互导放大模型（自学）互导

8、放大模型（自学）E. 隔离放大电路模型隔离放大电路模型 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1. 输入电阻输入电阻ttiiRv 1.5 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 Ls,0ttoRvviR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 1.5 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 电电压压增增益益四种增

9、益四种增益iovvv AioiiAi ioiArv ioviAg iAA 、v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 1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应频率响应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可表示为)j ()j ()j (io VVAV 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。)()()j ()j (ioio VV或写为或写

10、为)()( VVAA其中其中称称为为幅幅频频响响应应 jjio)()()( VVAV 称称为为相相频频响响应应 io)()()( 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 1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应频率响应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下下限限频频率率Lf称称为为带带宽宽LHffBW HLH fBWff 时，时，当当 1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应频率响应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。 1.2.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4. 频率响应频率响应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。相位失真：相位失真： 对不同频率的信号相对不同频率的信号相移不同，产生的失真。移不同，产生的失真。 1.2.3 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标5.