模电课件-第一讲序论

1模拟电子技术基础－电子教案V3.0主讲教师：张传洋：

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生导师山东

机电学院自动化系：OFFICE：8#-220：课程简介、教学目的及要求模拟电子技术基础是高等学校自动化、电气类、电子类、信息类专业知识平台中的重要课程，是学生在电子技术入门阶段的专业基础课。课程涉及模拟信号的产生、传输及处理等方面的内容，工程实践性很强。课程任务是使学生获得适应信息时代电子技术的基本理论、基本知识及基本分析方法。旨在培养学生综合应用能力、创新能力和电子电路计算机分析、设计能力。本课程的研究对象：模拟电子技术的研究对象是在介绍常用电子器件（包括集成电路器件）的工作原理和特性的基础上，着重介绍常用模拟电子电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。本课程基本要求为：1、常用电子器件：着重掌握它们的外特性和主要参数，到电路中所起的作用，并会使用。对器件的工作机理和电路，本着“器件为电路应用”的原则，不做过多的深入的介绍。2、常用模拟电子电路：重点掌握分析方法，要能够对电路的工作原理作定性的分析，并在此基础上对电路作定量的计算。课程学习完成能为学生以后深入学习电子技术及其在专业中的应用打好两方面的基础：其一是正确使用电子电路特别是集成电路的基础；其二是为将来进一步学习设计集成电路专用

打好基础。学习指导电子技术的基本任务可称之为“信号的产生、信号的传输、信号的处理”，任务的完成取决于对电子器件、电子电路、电子系统的性能的研究。按照功能和构成原理的不

子电路可分为模拟电路和数字电路两大类。本课程着重

模拟电路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本应用。主要内容:(1)简要地介绍电子系统与信号的基本概念(2)

模拟电路的基本单元电路——放大器（模型）及其性能指标基本要求:(1)了解电子系统的基本概念及组成(2)了解信号的分类方法及放大电路的分类(3)熟悉放大电路的主要性能指标课程特点1、工程性和实践性强；2、在四年制本科学习中起到“承上启下”的作用；高数、大学物理、电路

模拟电子技术

高频电子电路、其他专业课程3、电路千变万化，不同于前面课程的思维方式、入门难；4、内容多、涉及面广、新知识点多，学时少。难学的原因：（1）半导体器件是一种非线 件，由它组成的电路是非线性电路，与以前所学的线性电路的分析方法不同；（2）电子电路中直流分量和交流分量并存；（3）要求具备综合运用电路课程知识的能力，如二端口网络，网络函数，非线性电路的分析等。大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC等。小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。如，vCE、iB等。小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。等。书中有关符号的约定ce、Vb如，I学习方法1、深入理解模拟电路的基本概念；2、掌握典型电路的结构及分析方法；3、重视课堂教学环节、课后结合课件及时复习、认真完成作业，重视实践教学环节，通过实验课巩固课堂上所讲的理论知识和培养分析问题、解决问题的能力；4、 归纳总结；5、要培养 能力；6、勤学好问。信号信号的频谱模拟信号和数字信号放大电路模型放大电路的主要性能指标1.信号：信息的载体微音器输出的某一段信号的波形1.1

信号2.电信号源的电路表达形式电压源等效电路电流源等效电路SSRi

vS1.1

信号1.电信号的时域与频域表示A.正弦信号v(t)

Vm

sin(0t

)000T

2π

2πf1.2

信号的频谱时域5132

π000S

t

)3sint

1(sin

t

2Vv()t

VS

T0

2π1.电信号的时域与频域表示B.

信号满足 雷条件，展开成傅级数2VS——直流分量其中π2VS——基波分量π

32VS

1

——三次谐波分量1.2

信号的频谱的时域表示sin515132

π000S

t

)sin3

t

(sin

t

2Vv(t)

VS

2.信号的频谱频谱：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。B.

信号1.2

信号的频谱幅度谱相位谱C.非周期信号变换：通过快速

变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。(0

)非周期信号包含了所有可能的频率成分离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号气温波形气温波形的频谱函数（示意图）1.2

信号的频谱1.3、模拟信号和数字信号数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。1.4

放大电路模型电压增益（电压放大倍数）ivvA

vo电流增益ioiiiA

互阻增益io()iA

rv互导增益(S)iovigA

1.放大电路的符号及模拟信号放大Ro

——输出电阻由输出回路得o

LoRLVO

iR

Rv

A

v则电压增益为v

voVARL

Avo由此可见RL

iAv

Ro

RL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…？（考虑改变放大电路的参数）理想情况Ro

RL

Ro

02.放大电路模型A.电压放大模型Avo

——负载开路时的电压增益Ri

——输入电阻1.4

放大电路模型理想情况有sivRiRs

Riv

要想减小衰减，则希望…？Ri

RsRi

1.4

放大电路模型A.电压放大模型另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减——负载短路时的电流增益2.电流放大模型Ais由输出回路得LoRoR

Rio

Ais

ii则电流增益为ioiiiA

oRoisR

R

A由此可见LR

iA

要想减小负载的影响，则希望…？LRo

RL理想情况Ro

由输入回路得s

iRsR

Rii

is要想减小对信号源的衰减，则希望…？Ri

Rs理想情况Ri

01.4

放大电路模型C.互阻放大模型（输入输出回路没有公共端））D.互导放大模型（E.

放大电路模型1.4

放大电路模型1.5

放大电路的主要性能指标1.输入电阻ttiivR

1.5

放大电路的主要性能指标2.输出电阻ttovs

0,RL

viR

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3.增益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。四种增益i

iov

iv

iA

vo

A

ioiri

vA

ivAg

io其中Av、Ai常用分贝（dB）表示。电压增益

20

lg

Av

(dB)电流增益

20

lg

Ai

(dB)功率增益

10lg

AP

(dB)1.5

放大电路的主要性能指标iV

(j

)V

(j

)AV

(j

)

o

4.频率响应A.频率响应及带宽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。电压增益可表示为i

o

[o

(

)

i

(

)]V

(j

)V

(j

)或写为VV

A

(

)(

)A其中称为幅频响应io

)V

(

jVV

(

j

)A

(

)

称为相频响应

(

)

o

(

)

i

(

)该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标1.5

放大电路的主要性能指标其中4.频率响应A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应fH

——上限频率fL

——下限频率称为带宽当fH

fL时，BW

fH1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。相位失真：对不同频率的信号相移不同，产生的失真。1.5

放大电路的主要性能指标5.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数:end2V

ok

k

2

100%Vo1VO1

是输出电压信号基波分量的有效值，Vok

是高次谐波分量的有效值，k为正整数。本章小结1．本章首先通过具体实例简要介绍了电子系统与信号的概念，以及信号的频谱特性，

了本课程所涉及的各种信号的特点。模拟电路处理的是模拟信号，数字电路处理的是数字信号。信号放大电路是最基本的模拟信号处理电路。根据实际应用所要求的输入信号和输出信号之间的关系，放大电路可分为四种类型：电压放大、电流放大、