华中科技大学《模拟电子技术基础》-CH01-2课件

一个增益两个电阻如何求？2

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放大电路的主要性能指标1.输入电阻输入电阻求法1：输入端口加电压（Vi）求电流（Ii）输入电阻求法方法1特点：可靠，不易出错去掉信号源但后面要注意折算电阻问题输入电阻是从放大电路输入端口看进去的等效电阻3

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放大电路的主要性能指标1.输入电阻求法2、纯电阻网络时直接看进去求输入电阻Ri采用电阻串并直接化简方法，简化（合并）成一个电阻。同样要注意折算电阻问题输入电阻的作用？从信号源吸收信号能量评判如何从信号源有效获取能量放大器增益增减的评判参数输入电阻很大，能够有效地获取电压能量输入电阻很小，能够有效地获取电流能量参考比较：信号源内阻很大，能够恒定输出电流信号源内阻很小，能够恒定输出电压5

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放大电路的主要性能指标2.输出电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻-阻抗输出电阻是从放大电路输出端口看进去的等效电阻输出电阻求法1：加电压求电流求法2、纯电阻网络时直接看进去求输入电阻7

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放大电路的主要性能指标2.输出电阻经典应用公式-要牢记---通过开路电压和某一负载电压及负载电阻值求输出电阻方法3：开路电压负载电压法开路电压带负载时的电压两式相除实验中比较好用。9uo测量开路电压vo=vso方法4、开路电压除以短路电流法。~rovso~rovsoio测量短路电流io=vso/Ro输出电阻：vo/io=vso/（vso/Ro

）=Ro

评价如何有效地向负载输出能量的能力放大器增益增减的评判参数输出电阻很大，能够有效地输出电流能量输出电阻很小，能够有效地输出电压能量参考比较：负载电阻很大，能够有效的吸收电压能量负载电阻很小，能够有效的吸收电流能量输出电阻的作用？向负载分配能量11

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放大电路的主要性能指标3.增益放大倍数=输出量输入量输入量输出量放大器物理量物理量单位输入量对应的输出量被放大信号的灵敏度被放大输入输出特性的斜率增大可以看出：12

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放大电路的主要性能指标输入量输出量放大器物理量物理量总结放大的本质是什么？1.放大什么？2.分辨率（细节、差异）1.幅值2.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。受控源的作用？根据放大输入电阻吸收的电能向负载输出放大的电能14

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放大电路的主要性能指标3.增益其中四种增益常用分贝（dB）表示。当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时，可大大扩大增益变化的敏感视野计算多级放大电路的总增益时，可将乘法化为加法进行运算功率等于单因素的平方顾单因素的dB为20.dB讨论？“甲放大电路的增益为-20倍”

和“乙放大电路的增益为-20dB”，问哪个电路的增益大？3dB电压增益：1.41-3dB电压增益：0.7073dB功率增益：2-3dB功率增益：0.5A0.010.10.51.02.010201001000AdB-40-20-60620264060PdB-20-10-3031013203016增益还是20倍方向相反1%电压电流增益的特殊值：第一次课2关于增益？放大电路的核心对增益应该有什么要求？稳定稳定稳定已知有那些因素影响增益的稳定？输入电阻与信号源内阻不匹配输出电阻与负载电阻不匹配导致增益不稳定记住：一个增益，两个电阻放大电路的核心参数增益要稳定两个电阻解决端口匹配问题，也是增益稳定的主要因素20

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽频域频率响应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。21

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽一般信号都有一定的频率范围。频域期望放大后的信号能够和输入信号一样。要求输入信号和输出信号各频率分量幅值有相同比例变化相位的频率分布。22

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽实际的放大电路中总是存在一些电抗性元件，如电容、电感、电子器件的极间电容以及接线电容与接线电感等。前述的放大电路模型讨论增益时认为对所有频率都是一样的。因此，放大电路的增益必然和信号频率有关用单频正弦波扫频放大电路得到放大电路的频率响应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。

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽电压增益考虑频率时的表达式为：复数形式25

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽或写为其中频域上的幅值增益频域上的输入输出相位差两者综合表征频域上的复增益是增益的完全表示27

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标在高频和低频时增益有递减减少在中频区平坦增益有是一常数28

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽其中普通音响系统放大电路的幅频响应高频区中频区低频区3dB频率点（半功率点）3dB频率点（半功率点）

直流放大电路的幅频响应与此有何区别？问题：该电路直流能否通过？No下降到70.7%的位置直流放大电路的幅频响应29某些典型信号的频率范围30信号频率范围心电图0.05200Hz音频信号20Hz15kHz

？模拟视频信号直流

4.5MHz调幅无线广播88108MHz调频无线广播5401600kHz超高频电视470806MHz卫星电视3.74.2GHz输入信号输出正常放大区不正常放大区不正常放大区观察有丰富频率特性的信号通过带宽有限的放大器的情况放大器放大器频率响应信号频率范围输出信号频率范围复增益是放大器增益的完全表示今后的一般增益表达是中频区某一单纯频率上的增益为了简化放大器的分析：放大器性能分析先在中频某一单纯频率上分析，最后在频率响应一节再扩展到整个频率区域分析放大器的增益变化。对放大器完全增益的要求：通过放大器时每个频率分量的增益要求一样。通过放大器时每个频率分量的相移要求一样。任何不一样都可能发生失真关于放大失真：是指信号经过放大系统后原本形状（或其他特征）发生改变输出信号不能完全重现输入信号的形状34B.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。基波二次谐波输入信号输出信号二次谐波有变形基波二次谐波35

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）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。基波二次谐波输入信号输出信号二次谐波基波增益相对二次谐波过大有变形基波二次谐波36

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放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）B.频率失真（线性失真）相位失真：

对不同频率的信号相移不同，产生的失真。二次谐波有滞后基波二次谐波变形(a)信号(b)振幅频率失真(c)相位频率失真线性失真与非线性失真的差别:起因不同,结果不同.线性失真不会产生新的频率分量.信号通过线性时不变系统,其频率成分不变,但各频率分量的振幅及相位会发生变化.7.1频率响应的基本概念7.1.1频率失真信号通过线性时不变系统,其频率成分不变,但各频率分量的振幅及相位会发生变化.(a)信号(b)振幅频率失真(c)相位频率失真线性失真与非线性失真的差别:起因不同,结果不同.线性失真不会产生新的频率分量.7.1.2实际的频率响应及通频带的定义增益频带积40

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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。end

时域判断：

频域判断：

产生高次谐波分量41

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放大电路的主要性能指标5.非线性失真非线性失真系数:endVO1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。高次谐波占基波的比重向电路输入标准正弦波，测出输出的信号的高次谐波，可以衡量电路的非线性程度:失真线性失真非线性失真不同频率成分的输入信号，经过同一放大电路后，出现彼此放大幅度不一致的幅频失真产生附加相移的相频失真产生的原因是由于线性电抗元件的频率效应引起的某一频率的信号经过放大后波形发生畸变，出现了新的频率成分波形不完整的截止失真、饱和失真、波形正负半周交跃失真，波形中心不对称等原因是元件输入、输出函数关系的非线性关于失真的讨论：得到相等的增益放大有相同的相移分量数目不变通过系统的信号各频率分量不失真：线性失真：得到不相等的增益放大有不相同的相移分量数目不变通过系统的信号各频率分量非线性失真：通过系统的信号各频率分量分量数目增加44

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放大电路的主要性能指标6.失真与带宽带宽是不是越宽越好？噪声最大输出功率7.放大电路的其它指标效率转换速率信噪比抗干扰能力体积工作温度存储温度功耗何谓噪声：叠加在信号中的不是信号的成分。-----更加复杂的问题，在进一步的课程中讨论。----因素很多：如随机过程、热、光、电磁干扰、接触不良、制作缺陷等等。模拟电子的核心任务：如何设计稳定不失真抗噪声的放大电路。何谓稳定：设计好的放大电路，各个频率点上的增益是恒定的----好似一个简单的问题，竟然用这么厚的一本本书来讨论。----不稳定的因素太多，太复杂----讨论稳定是一般模电教材的主题，详细讨论。----不稳定常常属于一种内部噪声，以稳定影响为主何谓线性失真：输出信号不能完全重现输入信号----一个复杂的问题，模电做定性讨论。----产生原因，电路中电抗性器件引起模拟电子技术的核心任务如何设计满足要求的稳定不失真抗噪声的放大电路常用模拟电路及功能：1，放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大2，滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰3，运算电路：用于信号的比例、加减乘除、微积分、对数指数。。。。。等运算4，信号转换电路：用于信号的电压→电流、电流→电压、直流→交流、交流→直流、直流→频率。。。。。。等5，信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。。。。等6，直流电源：将220V，50Hz交流电转换成不同输出电压和电流的稳定直流电，作为各种电子电路的供电电源。481.5.1

某放大电路开路输出电压为V0‘，短路输出电流为Ios，试求其输出电阻Ro。1.5.2

试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测试信号源？用它可以测量放大电路的哪些性能指标？幅频特性相频特性如何测？491.5.3

对于一个单频正弦波信号，经有限带宽的放大电路放大后，是否有可能出现频率失真？为什么？单频波不产生线性失真1.5.4

你或朋友的随身听（便携磁带播放机）使用的是几节几伏的干电池？它输出电压信号的最大峰-峰值约为多少？如果驱动8的扬声器，其输出的最大功率约为多少？

3V为例：峰值功率：1.125W50小结介绍了信号的概念和信号的频谱特性讨论了本书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（Vi或Ii）和输出信号（Vo或Io）之间的关系，放大电路可分为四种类型：