西安交通大学赵进全模拟电子技术基础第十章学习教案

1、会计学1西安交通大学西安交通大学 赵进全赵进全 模拟电子技术模拟电子技术(jsh)基础基础 第十章第十章第一页，共74页。10.2.1 单相(dn xin)桥式整流电路1. 电路电路(dinl)组成组成a+_uOTru2+_u1b+_D1D2D4D3RL第2页/共74页第二页，共74页。2. 工作工作(gngzu)原理原理u2tO22UuOtOtOiO22UL2/2RU输入(shr)电压输出(shch)电压输出电流设tUu sin222 (a)二极管D1D4性能理想(b)uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第3页/共74页第三页，共74页。tOuD1uD3,tOiD1i

2、D3,u2tO22U输入(shr)电压二极管D1、D3电流(dinli)二极管D1、D3电压(diny)22UL2/2RUuOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第4页/共74页第四页，共74页。3. 主要(zhyo)性能指标 (1) 整流(zhngli)输出直流电压 u2tO22UuOtO22U)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 因为(yn wi)输出电压tuU 02Od1输出直流电压222U 29 . 0 U 第5页/共74页第五页，共74页。(2) 输出电压(diny)纹波因数 OorUU 定义(dngy)式中Uor 输出(shch)电

3、压中各次谐波电压有效值的总和UO 输出电压的平均值第6页/共74页第六页，共74页。2O2O22OorUUUUU 对于(duy)全波整流电路)6cos3524cos1522cos321(222O tttUu 26o24o22oorUUUU2O22UU 由于(yuy)故1)(2O2 UU483. 0 第7页/共74页第七页，共74页。(3) 整流(zhngli)二极管的正向平均电流 2ODII (4) 整流二极管的最高反向(fn xin)电压 2RM2UU LO2RU L229 . 0RU L245. 0RU uOTr+u1RLiD1D4+D1D3D2u2iD2iOab第8页/共74页第八页，共

4、74页。10.2.2 电容滤波(lb)电路+_uOTru2+_u1+_D1D2D4D3RLC第9页/共74页第九页，共74页。(1) 当当C=0时时1 . 工作工作(gngzu)原理原理Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C输入电压tUu sin222 23 4u222UtO第10页/共74页第十页，共74页。234u222UtO输入(shr)电压输出电压(diny)波形桥式整流(zhngli)电路输出电压2O9 . 0 UU Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uOuOO23422Ut第11页/共74页第十一页，共74页。输出电压(diny)波形由于电容器的充电(chng din)时间

5、常数0o1 Cr (2) 当C0、RL=时22UuOO234tTr+u1D4+D1D3D2u2uO+Cro234u222UtO输入(shr)电压第12页/共74页第十二页，共74页。(3) 当C0、RL 时电容器的充电(chng din)时间常数0)/(oLo1 CrCRr 输出(shch)电压234u222UtO输入(shr)电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,uO =uC u2第13页/共74页第十三页，共74页。输出(shch)电压23 4u222UtO输入(shr)电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro22UO234tuOuC,当

6、C充电(chng din)到最高点时C将通过RL开始放电二极管D1、D3将截止第14页/共74页第十四页，共74页。电容器的放电(fng din)时间常数CRL2 由于2较大(jio d)，放电比较缓慢Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+C234u222UtO输出(shch)电压22UO234tuOuC,ro第15页/共74页第十五页，共74页。当|u2|uC时C又开始(kish)充电，直到最大值。二极管D2、D4导通234u222UtOTr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+Cro输出(shch)电压22UO234tuOuC,第16页/共74页第十六页，共74页。t输出(shch)电

7、压波形234u222UtO输入(shr)电压Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CroC放电(fng din)C充电D截止D导通22UO234uOuC,第17页/共74页第十七页，共74页。2电容滤波电路(dinl)的外特性及主要参数估计 (1) 电容滤波电路(dinl)的外特性)(OOifu 0.9U2C=0C小C大Tr+u1RLD4+D1D3D2u2uO+CiOuOiOO22U第18页/共74页第十八页，共74页。a. 当iO一定(ydng)时，C越小，UO(AV)越小，纹波越大。b.当C一定(ydng)时，iO越大, UO(AV)越小。外特性(txng)特点电容滤波电路适用于负载电

8、流比较小或负载基本不变的场合。结论： 外特性差0.9U2C=0C小C大uOiOO22U第19页/共74页第十九页，共74页。(3) 输出(shch)电流平均值 L2L(AV)OO(AV)2 . 1RURUI (2) 输出(shch)电压平均值2(AV)O)4 .11 .1(UU 一般取 2O(AV)2 . 1 UU 若若LCR 2)5(3T第20页/共74页第二十页，共74页。(4) 整流(zhngli)二极管的平均电流 (b) 二极管导通时，有冲击(chngj)电流(a) 比无滤波电容(dinrng)时的平均电流大二极管电流的特点tO23OtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO

9、流过二极管电流波形电压波形第21页/共74页第二十一页，共74页。放电时间常数越大，越小，冲击(chngj)电流越大。(c) 冲击(chngj)电流与二极管的导通角()有关O23tOtuCuOiDiD1iD3iD2iD4IDMuCuO(5) 整流二极管的最高反向(fn xin)电压 2RM2UU 第22页/共74页第二十二页，共74页。3型滤波(lb)电路 R+C1C2uIuORL+L+C1C2uIuORL+LC型滤波(lb)电路RC型滤波(lb)电路第23页/共74页第二十三页，共74页。在图示电烙铁供电电路中，试分析以下几种情况在图示电烙铁供电电路中，试分析以下几种情况(qngkung)各

10、属于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况各属于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况(qngkung)下电烙铁温度最低？为什么？下电烙铁温度最低？为什么？(1) S1、 S2均闭合均闭合(b h);(2) S1、 S2均分断均分断;(3) S1闭合闭合(b h)、S2分分断断;(4) S1分断、分断、 S2闭合闭合(b h)。电烙铁电烙铁UOCD1D3D2D4S1S2220V思 考 题第24页/共74页第二十四页，共74页。10.3.1 稳压电路(dinl)的功能和性能指标 1稳压(wn y)电路的功能 稳定稳定(wndng)输出直流电压输出直流电压2稳压电路的主要性能指标 (1) 稳压系数 0

11、,0IIOOrO TIUUUUS第25页/共74页第二十五页，共74页。(2) 电压(diny)调整率 %10010,0IOOO TIUUUUS(3) 输出电阻 0,0OOOI TUIUR(4) 电流(dinli)调整率 %1000,0OOI TUIUUS第26页/共74页第二十六页，共74页。(5) 输出电压(diny)的温度系数 %10010,0OOIO UITTUUS稳压电路输出端的(dund)交流分量（通常为100Hz）的有效值或幅值。 (6) 纹波电压(diny) (7) 纹波电压抑制比 oppippriplg20UUS 输入、输出电压中的纹波电压之比第27页/共74页第二十七页，共

12、74页。10.3.2 串联反馈型线性稳压电路(dinl)的工作原理1电路(dinl)组成 基准(jzhn)环节比较放大环节调整环节取样环节+R+AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO第28页/共74页第二十八页，共74页。2稳压(wn y)原理 IU OUCEUL)(R或FUOUBU+R+AUBUREFUIRLTDZRWR2R1UF+UO第29页/共74页第二十九页，共74页。REFW22W1minOURRRRRU REF22W1maxOURRRRU REFW22W1OURRRRRU 3输出(shch)电压UI+RRL+-ATDZRWR2R1UBUFUREF+UOWR WR +第3

13、0页/共74页第三十页，共74页。4调整(tiozhng)管参数选取原则 (1) ICMIOmaxO(max)CE(max)IU(2) PCM(3)CEO(BR)UCE(max)U第31页/共74页第三十一页，共74页。5限流保护(boh)电路 保护电路R+-UORL+T1IB1T2IC2URUBIO比较放大环节I+UI第32页/共74页第三十二页，共74页。(2) 当Io增大(zn d), T2导通。IB1减小，限制了Io的增大(zn d)。(1) 当IO较小时，URIZmax，稳压管首先(shuxin)可能被烧坏。(4) 如R=0,则u2RD1D3D2D4C1RLUOC2DZu1V15Z

14、U+第60页/共74页第六十页，共74页。例2 试求图示电路的输出(shch)电压UO 的可调范围。 解 由题意知，运算放大器处于(chy)线性状态，根据“虚短”的概念，由图可得 +-+-+AW7808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第61页/共74页第六十一页，共74页。O2P1P1XX433URRRRRURRR 故XXP12P1433OURRRRRRRRU +-+-+AW7808OU1R2R3RpR4RK5K5K3K1K2IUV15+-XXUpR pR 第62页/共74页第六十二页，共74页。当 时 ppRR V8V)821213555(O U当

15、 时0p RV12V)82213555(O U故 UO 的可调范围(fnwi)为812V。 XXP12P1433OURRRRRRRRU PR PR(0 )第63页/共74页第六十三页，共74页。例3 运算放大器组成的稳压电路如图所示。图中输入直流电压UI=30 V，调整管T的=25，运算放大器的开环增益为100 dB、输出电阻为100 W， 输入电阻为2 MW ，稳压管的稳定(wndng)电压UZ=5.4 V，稳压电路的输出电压近似等于9 V。在稳压电路工作正常的情况下，试问： +R112kUOUiAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第64页/共74页第六十四页，共74页。(1)

16、调整管T的功耗(n ho)PT和运算放大器的输出电流等于多少？ (2) 从电压串联负反馈电路(dinl)详细分析计算的角度看，该稳压电路(dinl)的输出电压能否真正等于9V?如不能，输出电压的精确值等于多少？+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第65页/共74页第六十五页，共74页。(3) 在调整(tiozhng)管的集电极和基极之间加一只5.1 kW的电阻R4（如图中虚线所示），再求运算放大器的输出电流；(4) 说明引入电阻R4的优点。+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第66页/共74页第六十六页，共74页。解 (1) 调整

17、(tiozhng)管功耗 )()(32OLOOIECETRRURUUUIUP W11. 2mW)329091. 09()930( +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第67页/共74页第六十七页，共74页。运算放大器的输出电流(dinli)IAO即为调整管的基极电流(dinli)IB )(1132OLOBAORRURUII mA87. 3mA)329091. 09(2511 +R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第68页/共74页第六十八页，共74页。(2) 由于电路中运放的电压(diny)放大倍数是有限值，所以UO只能近似等于9V。已知运放(yn fn)的开环增益 A=105 电路(dinl)的反馈系数53323323 RRRF+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第69页/共74页第六十九页，共74页。531011055 按负反馈电路(dinl)增益计算方法可得闭环增益AFAA 1f60001105 第70页/共74页第七十页，共74页。V)4 . 56000110(5 V9998. 8 ZfOUAU 故+R112kUOUIAR2R3RLDZR4+T915.1k2k3k+第71页/共74页第七十一页，共74页。(c) 增加电阻(dinz)R4后，流过R4的电流I4为 mA98. 3