高级维修电工培训之模电模块

1、高电理论-模拟电子技术 -谢薇薇一、单级交流放大电路放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。BJT（双极结型三极管）放大电路有三种组态： 共射极电路、共集电极电路、共基极电路较大输出较小输入uiuoAu特点：RB1上偏流电阻 RB2下偏流电阻 RE发射极电阻分压偏置式放大电路共发射极电路Ce调整RB1、RB2和Rc使发射结正偏、集电结反偏，目的提供静态工作点，减小其波形失真。（注意实际调整静态工作点时，一般是以？为准）影响静态工作点的因素很多，但最主要是温度。图中RE的引入是一个负反馈，目的是抑制因温度等原因而引起的工作点漂移。（ RE稳定工作点的同时，使电压增益下降，电阻越大，增益下降越多

2、。因此就接入发射极旁路电容一只大容量的电容Ce ）三极管起放大作用，主要因（电流增益）比较稳定，所以晶体管是一种电流控制型器件，而与此对应的是场效应管是一种电压控制型器件。TICQIEQREUB固定UBEIBQICQ 在日常使用中，多级管子常串联使用，集成电路内部也为多级放大，多级放大电路的放大倍数应为各级放大倍数之和/积？（直流放大器的级间耦合一般采用直接耦合方式）分析方法有图解分析法和小信号模型分析法（近似估算法）。静态工作点的计算近似估算法；功率放大电路的分析图解分析法。放大电路三种组态的主要性能：A、共射极电路： 1、Ri越大越好； Ro越小越好（与集电极电阻有关）。 2、Vo与Vi的

3、相位关系为反相；最大电流增益为。 3、常用于多级放大电路的中间级，作用为电压信号放大（低频情况下）。B、共集电极电路特点：电压增益约为1，且Vo与Vi同相。Ri最高，Ro最小，频率特性较好。常用于多级放大电路的输入级、中间级、输出级（缓冲级），用作电压跟随器。C、共基极电路特点：电流增益约为1， Vo与Vi同相。常用于高频或宽频电路，有电流跟随的作用。二、差分式放大电路1.差模信号和共模信号 Vid=Vi1-Vi2 Vic=(Vi1+Vi2)/2用差模和共模电压表示两输入电压： Vi1=Vic+Vid/2 Vi2=Vic-Vid/2由此见，两输入端的Vic大小相等，极性相同；差模电压的大小相等

4、，极性相反。2、差分式放大电路是这样一种放大器：当它放大差模信号时就有较高的电压增益，而对于共模电压信号则显现出低得多的电压增益。 即 放大差模信号；抑制共模信号。在差模共模同时存在情况下，对于线性放大电路来说，可借助叠加原理求总输出电压：Vo=AvdVid+AvcVic差分式放大电路，在电路完全对称、双端输入、双端输出的情况下，电路与单边电路的电压增益相等，可见该电路是用成倍的元器件以换取抑制共模信号的能力（共模电压增益越小，说明放大电路性能越好）。实际分析时，认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数Ac=0，在低电压下，实现抑制温漂和提高共模抑制比的目的。3、差分放大电路是构成多级直接耦合放

5、大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来，为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温漂的效果。还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，故可以不失真的放大各类非正弦信号，如方波、三角波等。4、四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。5、差分放大器常放在组合放大电路的输入级，以抑制温漂，因为输入级的误差对整个电路的影响最大。三、反馈放大电路定义：所谓反馈是指将电路输出电量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，用一定的方式送回到输入回路，以影响输入电量的过程。反馈体现了输出信

6、号对输入信号的反作用。（注意电源线和地线不能作为反馈通路）引入反馈的放大电路称为反馈放大电路，它由基本放大电路A和反馈网络F组成一个闭合环路。Xi输入信号，Xo输出信号，Xf反馈信号。Xid是基本放大电路的净输入信号，对于负反馈放大电路而言，Xid是输入信号Xi与反馈信号Xf相减后的差值信号。以上这些信号可以是电压，也可以是电流。基本放大电路的增益为 A=Xo/Xid反向传输系数为 F=Xf/Xo，称为反馈系数。基本放大电路 A反馈网络 FXiXfXidXo+-反馈放大电路的组成框图开环与闭环： 判断一个放大电路中是否存在反馈，只要看电路的输出回路与输入回路之间是否存在反馈网络，即反馈通路。若

7、没有反馈网络，则不能形成反馈，这种情况称为开环；若有反馈网络存在，则能形成反馈，称这种状态为闭环。正反馈与负反馈： 反馈信号送回到输入回路与原输入信号共同作用后，对净输入信号影响有两种效果：负反馈使净输入信号量比没有引入反馈时减小了；正反馈是使净输入信号量比没有引入反馈时增加了 在放大电路中一般引入负反馈。串联反馈与并联反馈： 由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定。 串联负反馈要求信号源内阻越小越好，并联负反馈为增强负反馈效果，则要求信号源内阻越大越好基本放大电路A反馈网络 F串联反馈XoVidVfRsVs并联反馈+-+-+-基本放大电路A反馈网络 FIsRsiiiidifXo电压反馈与电

8、流反馈 判断电压与电流反馈的常用方法是“输出短路法”，即假设输出电压Vo=0，或令负载电阻RL=0，看反馈信号是否还存在，若不存在了，则说明反馈信号与输出电压成比例，是电压反馈；若反馈信号还存在，则说明反馈信号不是与输出电压成比例，而是与输出电流成比例，是电流反馈。（注意电压反馈稳定输出电压）四种组态：电压串联、电压并联、电流串联和电流并联负反馈 电压负反馈的特点：具有稳定输出电压的作用，具有较好的恒压输出特性。可以说电压串联负反馈放大电路是一个电压控制的电压源。 电流负反馈的特点：维持输出电流基本恒定，因此电流负反馈具有近似于恒流的输出特性。分析共射极输出放大电路就是一个电压串联负反馈放大电

9、路。（先判串并联，再考虑正负反馈，最后考虑电压或电流）负反馈放大电路增益的一般表达式： 闭环增益Af=Xo/Xi=Xo/(Xid+Xf)=Xo/(Xo/A)+FXo)=A/(1+AF)引入负反馈后，放大电路的闭环增益Af改变了，其大小与（1+AF）有关。Af=A/(1+AF)（1+AF）是衡量反馈程度的重要指标，负反馈放大电路所有性能的改变程度都与（1+AF）有关。通常把（1+AF）的大小称为反馈深度，而将AF称为环路增益。当|1+AF|1时，则|Af|1时，|Af|=1/|F|。这说明在深度负反馈条件下，闭环增益几乎只取决于反馈系数，而与开环增益的具体数值无关。当|1+AF|A|，说明已从原

10、来的负反馈变成了正反馈。当|1+AF|=0时，则|Af|趋于无穷，就是说放大电路在没有输入信号时，也会有输出信号，产生了自激振荡，使放大电路不能正常工作。在负反馈放大电路中，自激振荡现象是要设法消除的。减小非线性失真 多级放大电路中输出级的输入信号幅度较大，在动态过程中，放大器件可能工作到它的传输特性的非线性部分，因而使输出波形产生非线性失真。引入负反馈后，可减小这种非线性失真。负反馈减小非线性失真的程度与反馈深度（1+AF）有关。eg.在运算电路中，集成运算放大器工作在线性区域，因而要引入深度负反馈，利用反馈网络实现各种数学运算。应当注意，负反馈减小非线性失真所指的是反馈环内的失真。如果输入

11、波形本身就是失真的，即使引入负反馈也是无济于事的。引入负反馈后下限频率减小，上线频率增加，使放大电路的通频带展宽，频率响应得到改善。串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻；电压负反馈减小输出电阻，稳定输出电压；电流负反馈增大输出电阻，稳定输出电流。四、信号处理与信号产生电路1、滤波电路是一种能使有用频率信号通过而同时抑制无用频率信号的电子装置。 对于幅频响应，把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带，通带和阻带的界限频率叫做截止频率。 理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线性的相位响应，而在阻带内幅度衰减到零（|A（jw）|=0）。按照通带和阻带

12、的相互位置不同，滤波电路通常可以分为： 低通滤波电路、高通滤波电路、带通滤波电路、带阻滤波电路、全通滤波电路。（幅频响应图）2、正弦波振荡电路的振荡条件： 正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件为：AF=1（振幅平衡和相位平衡）3、振荡电路的振荡频率fo是由相位平衡条件决定的。一个正弦振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是fo ，这就要求在AF环路中包含一个具有选频特性的网络，简称选频网络。 它可以设置在放大电路A中，也可设置在反馈网络F中，它可以用RC元件组成，也可以用LC元件组成。用RC元件组成选频网络的振荡电路称

13、为RC振荡电路，一般用来产生1Hz1MHz范围内的低频信号；用LC元件组成选频网络的振荡电路称为LC振荡电路，一般用来产生1MHz以上的高频信号。基本放大电路A反馈网络 FXi=0Xf+XoXa正反馈放大电路的方框图（Xi=0）基本放大电路A反馈网络 FXaXfXo正弦波振荡电路的方框图总结：|AF|1，则虽能振荡，输出波形将会失真。一般应取|AF|略大于1，起振后采取稳幅措施使电路达到|AF|=1，产生幅度稳定，几乎不失真的正弦波。4、三点式LC振荡电路 LC振荡电路除变压器反馈式，尚有常用的电感三点式和电容三点式振荡电路。（工作原理：1。震荡信号你可以在电感L处加上变压器即可取出 2. 这

14、个振荡电路由电感L与电容C1组成一个震荡电路，同时也是一个滤波器，将直流信号中的正弦波提取出来。由于信号在电路中会衰减，所以需要将信号进行放大补偿，电路中的三极管就是放大用的，震荡信号从图中3处输入三极管，经过放大作用，再输入到C1与L中，补偿掉损失的部分，这样振荡器就可以维持稳定的振幅和频率了。关键元件就是C1，L与三极管T。 3.由于电容有“通交隔直”的作用，C2与C3的作用就是提供交流通路。）两种电路各自的特点： 电感三点式LC振荡电路的缺点是，反馈电压Vf取自L2上，L2对高次谐波（相当于fo而言）阻抗大，因而引起振荡回路输出谐波分量增大，输出波形不理想。 电容三点式特点：由于反馈电压

15、是从电容C2两端取出，对高次谐波阻抗小，因而可将高次谐波滤除，所以输出波形好。5、石英晶体振荡电路 工程应用中，要求振荡频率十分稳定。因此引用频率稳定度 来作为衡量振荡电路的质量指标之一。fo为振荡频率， 为频率偏移。 影响LC振荡电路振荡频率fo的因素主要是LC并联谐振回路的参数L、C和R。LC谐振回路的Q值对频率稳定也有较大影响，可以证明，Q值愈大，频率稳定度越高。为提高Q值，应尽量减小回路损耗电阻R并加大 值。 一般的LC振荡电路，其Q值可达数百，在要求频率稳定度高的场合，往往采用石英晶体振荡电路就是用石英晶体取代LC振荡电路中的L、C元件组成的正弦波振荡电路，其频率稳定度可高达10-9

16、甚至10-11。五、稳压电路1、串联反馈式稳压电路 这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT-V1与负载串联，故称为串联式稳压电路。 输出电压的变化量由反馈网络取样比较放大电路V2放大后去控制调整管V1的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压Vo的目的。假设因某种原因使输出电压Uo上升，其稳压过程为UoUb2Ub1（Uc2）Uo。 串联型稳压电路的输出电压可由Rp进行调节。 Uo=Uz*(R1+Rp1+R2)/(R2+Rp2) Rp1 、Rp2分别是Rp上下部分阻值 2、硅稳压管稳压电路（稳压管） 齐纳二极管又称稳压管，是一种用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管，其代表符号如图a，这种管子的

17、杂质浓度较高，空间电荷区内的电荷密度也大，因而该区域很窄，易形成强电场。 当反向电压达到某一定值时，反向电流急增，产生反向击穿，如图b特性所示。图中Vz表示反向击穿电压稳压管的稳定电压。 稳压管稳压作用在于，电流增量很大时，只引起很小的电压变化，曲线越陡，稳压性能越好。 Iz（min）和Iz（max）为稳压管工作在正常稳压状态的最小和最大工作电流。 反向电流小于Iz（min）时，管子进入反向截止状态，稳压特性消失； 反向电流大于Iz（max）时，稳压管可能被烧毁一般稳压值Vz较大时，可以忽略Rz的影响，即认为Vz是恒定值。稳压管在直流稳压电源中的应用 Vi为待稳定的直流电源电压，一般是由整流滤波电路提供。Dz为稳压管，R为限流电阻，它的作用是使电路有一个合适的工作状态，并限定电路的工作电流（Iz（min）Iz0，则Vo将趋于正饱和极限电压+Vom=V+。反之，若（Vp-Vn）0，则Vo将趋于负饱和极限电压-Vom=V-。与前述相反，若Vo未达到饱和