实例解读模拟电子技术完全学习与应用课件5

1、textLogo一、序幕篇一、序幕篇新浪微博： 5章章电与磁的转换电与磁的转换电感电感新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972实例解读模拟电子技术完全学习与应用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications杨欣Yang X 胡文锦Hu W J 张延强Zhang Y Q 莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y F 刘湘黔Liu X Q电路飞翔网免费提供本书及相关电路飞翔网免费提供本书及相关视频教学、实验演示等全方位学习资源视频教学、实验演示等全方位学习资源 将对应章节的检索码输入

2、主页的搜索栏，或将对应章节的检索码输入主页的搜索栏，或 用智能手机、平板电脑扫描二维码用智能手机、平板电脑扫描二维码5.1 实例引入实例引入地下宝藏探测仪地下宝藏探测仪新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972如果贴近地面如果贴近地面移动探测头，移动探测头，当有地下的金当有地下的金属器物靠近时，属器物靠近时，探测仪就会发探测仪就会发出提示，表明出提示，表明地下有可疑金地下有可疑金属物品。属物品。5.1.1 电生磁电生磁新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.1.2 磁生电磁生电新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.2元器件元器件A电感器电

3、感器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972电感器（电感器（inductor），简称电感，它实际上就是），简称电感，它实际上就是一个线圈，线圈可以是空心的，也可以绕制在某一个线圈，线圈可以是空心的，也可以绕制在某些磁性材料上。些磁性材料上。5.2.1铁氧体磁环铁氧体磁环新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972实例解读模拟电子技术完全学习与应用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications杨欣Yang X 张锴麟Zhang K 张延强Zhang Y 莱诺克斯Nokes

4、 L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X实例解读模拟电子技术完全学习与应用 A simple guide to analog electronic circuits, devices, and applications杨欣Yang X 胡文锦Hu W 张延强Zhang Y 莱诺克斯Nokes L 王玉凤Wang Y 刘湘黔Liu X5.2.2 阻交通直阻交通直新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972“阻交阻交”是阻止交流信号，是阻止交流信号，“通直通直”是导通直流信是导通直流信号，这是电感一个最本质的特性，与电容的特性隔号，这是电感一个最本质的特性，与电容的特性隔直通交正好相

5、反。直通交正好相反。5.2.3电感的电感量电感的电感量新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972电感把电流转换成磁场的能力使用电感量电感把电流转换成磁场的能力使用电感量（inductance）来描述，电感量的单位是亨利）来描述，电感量的单位是亨利（henry），简称亨，用字母），简称亨，用字母“H”来表示。来表示。1H=103mH=106H有一类电感也具有一类电感也具有色环指示的电有色环指示的电感量，比如色环：感量，比如色环：黄黄-紫紫-黑黑-银，表银，表示的电感量数值示的电感量数值为为47，单位都是，单位都是H，误差为，误差为10%5.2.3电感的电感量电感的电感量新浪微博：

6、电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.2.3电感的电感量电感的电感量新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.2.4电感的种类电感的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972电感有芯与否对电感量的影响至关重要，要想让电感电感有芯与否对电感量的影响至关重要，要想让电感L1达到达到10H的电感量，需要把线圈绕制在适当的铁芯的电感量，需要把线圈绕制在适当的铁芯或其他铁磁材料芯上。给电感增加芯可以有效提高磁或其他铁磁材料芯上。给电感增加芯可以有效提高磁通量，从而在有限的尺寸下制成更大电感量的器件。通量，从而在有限的尺寸下制成更大电感量的器件。5.2.5电感

7、的芯电感的芯新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972如果电感的芯是铁氧体材料就可以在高频电路中使用，如果电感的芯是铁氧体材料就可以在高频电路中使用，比如收音机的磁棒天线。铁氧体芯可以极大的提高电比如收音机的磁棒天线。铁氧体芯可以极大的提高电感的电感量。比如一个空芯电感的电感量为感的电感量。比如一个空芯电感的电感量为1mH，当，当加入一个铁氧体芯后电感量可以升至约加入一个铁氧体芯后电感量可以升至约400mH。5.2.5电感的芯电感的芯新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972电感两端的电压由流经的电流变化率来决定，计算电感两端的电压由流经的电流变化率来决定，计算式为

8、：式为：L为电感的电感量，为电感的电感量， 表示电流变化率。如果有表示电流变化率。如果有1V的的电压施加到电感量为电压施加到电感量为1H的电感时，将会使电感中的的电感时，将会使电感中的电流以电流以1A/s（安每秒）增加。（安每秒）增加。5.2.6电感两端的电压与能量存储电感两端的电压与能量存储新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.3电路与应用电路与应用A电感的应用基础电感的应用基础新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972电感对交流信号的反抗作用用感抗（电感对交流信号的反抗作用用感抗（inductive reactance）来描述，用）来描述，用“XL”来表

9、示：来表示：假如有一个频率假如有一个频率50Hz的信号经过电感量为的信号经过电感量为10H的电感，的电感，则感抗为：则感抗为：直流信号的频率直流信号的频率f为为0Hz，因此电感对直流信号电阻，因此电感对直流信号电阻为为0，这也就是为什么直流信号可以顺利通过电感。，这也就是为什么直流信号可以顺利通过电感。5.3.1感抗感抗由于电感对交流信号的反抗作用，一开始电流为由于电感对交流信号的反抗作用，一开始电流为0A，电感两端的电压为最大值。之后，电感中电流开始电感两端的电压为最大值。之后，电感中电流开始逐渐增大，而电压减小，电流的变化滞后于电压的逐渐增大，而电压减小，电流的变化滞后于电压的变化，它们之

10、间有变化，它们之间有90的相差。的相差。5.3.2相移相移新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.3.3电感的品质因数（电感的品质因数（Q）新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972绕制电感的漆包线存在一定的电阻，所以制成的电绕制电感的漆包线存在一定的电阻，所以制成的电感具有阻抗。电流通过时有一部分被转换成了热量。感具有阻抗。电流通过时有一部分被转换成了热量。品质因数品质因数Q描述电感的品质。描述电感的品质。Q等于某一频率下电感等于某一频率下电感感抗与阻抗的比值：感抗与阻抗的比值：如果如果Q越大，表明电感的性能越接近理想状态，电能越大，表明电感的性能越接近理想

11、状态，电能的损耗也就越小。的损耗也就越小。5.3.3电感的品质因数（电感的品质因数（Q）新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972如有一个电感量为如有一个电感量为47mH的电感，查技术手册知其阻的电感，查技术手册知其阻抗（抗（DC resistance）为）为120，如果有，如果有50Hz的信号经的信号经过它时，过它时，Q值为：值为：另有一个同样电感量的电感，其阻抗为另有一个同样电感量的电感，其阻抗为0.88，工作，工作于同样的条件下则于同样的条件下则Q值为：值为：5.3.4电感的串联与并联电感的串联与并联新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.4电路与应用电

12、路与应用BLC电路电路新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.4.1LC并联电路并联电路电感与电容相反的特性，使得电感与电容相反的特性，使得LC并联电路在输入信号并联电路在输入信号Vin达达到谐振频率（到谐振频率（resonance frequency）时，其阻抗表现）时，其阻抗表现为无穷大，为无穷大，LC并联电路相当并联电路相当于断开。谐振频率的计算式为：于断开。谐振频率的计算式为：谐振频率：当谐振频率：当LC并联电路的输入信号并联电路的输入信号Vin的频率接近的频率接近谐振频率谐振频率f0时，电路所表现的阻抗最大，对输入信号时，电路所表现的阻抗最大，对输入信号Vin的影

13、响最小。我们说的影响最小。我们说LC并联电路允许频率接近谐并联电路允许频率接近谐振频率振频率f0的信号通过。的信号通过。5.4.1LC并联电路并联电路新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972而当输入信号而当输入信号Vin的频率远离谐振频率的频率远离谐振频率f0时，时，LC并联并联电路的阻抗相对较小，此时电路的阻抗相对较小，此时LC并联电路就好并联电路就好像短路一样，对像短路一样，对输入信号输入信号Vin有较有较大的影响。大的影响。结论是：结论是：LC并联电路允许频率等于谐振频率并联电路允许频率等于谐振频率f0的信的信号通过，而衰减频率不等于谐振频率号通过，而衰减频率不等于谐振频

14、率f0的信号。的信号。5.4.1LC并联电路并联电路新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972假设某假设某LC并联电路中电感的电感量为并联电路中电感的电感量为10mH，电容，电容的容量为的容量为0.01F，则谐振频率，则谐振频率f0为：为：5.4.1LC并联电路并联电路新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972如果把电感和电容串联在一起，构成了一个如果把电感和电容串联在一起，构成了一个LC串联串联电路，它与电路，它与LC并联电路具有相反的特性。并联电路具有相反的特性。5.4.2LC串联电路串联电路新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972推荐参考书目推

15、荐参考书目5.5 设计与仿真设计与仿真RLC滤波器滤波器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.5.1RL低通滤波器低通滤波器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.5.1RL低通滤波器低通滤波器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.5.2RL高通滤波器高通滤波器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.5.2RL高通滤波器高通滤波器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.5.3其他其他RL电路电路5.6元器件元器件B变压器变压器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972变压器（变

16、压器（transformer）通过线圈的互感实现电能）通过线圈的互感实现电能从一个线圈向另一个线圈的传递。从一个线圈向另一个线圈的传递。电源适配器把电源适配器把220V AC（市电）转换成低压供身边（市电）转换成低压供身边的电子产品使用。的电子产品使用。5.6.1电源适配器电源适配器新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972初级线圈和次级线圈两端的电压之比等于线圈的匝初级线圈和次级线圈两端的电压之比等于线圈的匝数比，其公式为：数比，其公式为：VP为初级线圈两端电压，为初级线圈两端电压，VS为次级线圈两端电压，为次级线圈两端电压，nP为初级线圈匝数，为初级线圈匝数，nS为次级线圈匝

17、数。比如某变为次级线圈匝数。比如某变压器初级线圈压器初级线圈nP=200匝，次级线圈匝，次级线圈nS=11匝，则当初匝，则当初级电压为级电压为VP=220V AC时，次级电压时，次级电压VS为：为：5.6.2电压变换与阻抗匹配电压变换与阻抗匹配新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972变压器的输入功率变压器的输入功率PP应当等于输出功率应当等于输出功率PS，即：，即：PP=PS5.6.2电压变换与阻抗匹配电压变换与阻抗匹配新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972变压器帮助实现阻抗匹配变压器帮助实现阻抗匹配:5.6.2电压变换与阻抗匹配电压变换与阻抗匹配新浪微博：

18、电路飞翔网站： QQ群： 214926972电源变压器（电源变压器（mains transformer）实现交流电压的）实现交流电压的变换。在选购变压器时首要考虑的参数就是初级和变换。在选购变压器时首要考虑的参数就是初级和次级的电压。次级的电压。5.6.3变压器的种类变压器的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972另一个变压器参数是另一个变压器参数是额定功率。如图示的额定功率。如图示的电路，我们可以估计电路，我们可以估计它的工作电流一般不它的工作电流一般不会超过会超过10mA，所以，所以电路的消耗功率：电路的消耗功率：P=VI=9V10mA1W于是选择次级于是选择次级9V、

19、额定功率为、额定功率为1W的电源变压器的电源变压器5.6.3变压器的种类变压器的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972立式和环形立式和环形两种电源变两种电源变压器。立式压器。立式或环形电源或环形电源变压器都有变压器都有单绕组和双单绕组和双绕组之分。绕组之分。5.6.3变压器的种类变压器的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972音频变压器（音频变压器（audio transformer）是工作于信号在音）是工作于信号在音频频率范围内（频频率范围内（20Hz20000Hz）的变压器。）的变压器。5.6.3变压器的种类变压器的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 214926972中频变压器（中频变压器（IF transformer ）也）也称为中周，常常称为中周，常常用在超外差式收用在超外差式收音机和电视机的音机和电视机的中频放大电路中。中频放大电路中。5.6.3变压器的种类变压器的种类新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269725.7 应用体验应用体验手机来电闪光坠手机来电闪光坠新浪微博： 电路飞翔网站： QQ群： 2149269723.7.1电位器的影响电位器的影响当手机有