第4章第1节模拟信号与放大电路

第四章模拟电路基础通用电子控制技术一、模拟信号

在生产、医疗、科研等领域中，经常要对事物的某些物理量（如温度、湿度、光照、速度、压力等）进行检测、转换、比较和控制等。大小或者方向往往随时间是连续变化的物理量，称为模拟量。

人们通过传感器把非电量转换成的电量，其幅度随时间连续变化的信号，称为模拟信号。二、基本放大电路

经过传感器转换而来的模拟信号往往十分微弱，不方便人们对其进行有效的观察、测量、控制或调节，所以，需要利用放大电路对模拟信号进行放大。

人们利用送话器（话筒）把声音转换成微弱的电信号，然后通过放大电路的放大作用，驱动扬声器，把电信号还原成声音，实现声音的放大。三种基本晶体管放大电路（a）共发射极放大电路（b）共集电极放大电路（c）共基极放大电路（1）共发射极放大电路的电压、电流、功率放大倍数都较大，所以应用在多级放大器的中间级。

（2）共集电极放大电路只有电流放大作用，无电压放大作用。它的输入电阻大，输出电阻小，常用作实现阻抗匹配和作为缓冲电路，也可作为多级放大器的输入级和输出级。

（3）共基极放大电路主要是频率特性好，所以多用作高频放大器、高频振荡器及宽频带放大器。（一）晶体管共发射极放大电路的基本组成（1）VT：放大管，起电流放大作用。（2）：基极偏置电源，为发射结提供正向偏压。（3）：基极偏置电阻。一般为几十千欧至几百千欧。（4）：集电极直流电源，为集电结提供反向偏压。（5）：集电极电阻。一般为几百欧至几千欧。（6）、：输入和输出耦合电容。（7）：负载电阻。（8）：信号源电压。（9）：信号源内阻。（二）放大器的静态工作点1．静态工作点单电源共发射极放大电路静态：放大器无信号输入时的直流工作状态叫静态。静态工作点：在静态下电流电压共同确定的点叫静态

工作点，用Q表示。一般描述静态工作点的量用、、和表示。硅管为0.7V，锗管为0.3V一个放大器的静态工作点的设置是否合适，是放大器能否正常工作的重要条件。2．静态工作点对放大器工作状态的影响没有偏置的输入电路(1)去掉，

则=0，输入电流随在信号负半周，输入电流等于零，波形失真。变化。(2)若保留，且阻值适当，则将有合适的数值，+它只有大小的变化，没有正负极性的变化。这样就的波形失真

保证基极的总电流始终是单方向的电流，即不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流有偏置时输入电流波形图（三）放大原理的变化将产生基极电流的变化，使基极总电流发生变化，集电极电流电阻上产生压降，使放大器的集电极电压随之变化。通过断直流，输出信号电压也随之变化。

将在集电极耦合，隔放大器输入正弦电压后晶体管各极电流电压波形：

（四）直流通路与交流通路放大信号中，既有直流成分又有交流成分。（a）原电路

（b）直流通路

（c）交流通路1．直流通路的画法将电容视为开路，则由图（a）等效为图（b）。2．交流通路的画法将容量较大的电容视为短路；将直流电源视为短路，其他元件

照画。上述所示电路的交流通路如图（c）所示。（五）静态工作点对输出波形失真的影响1）饱和失真如果静态工作点Q在交流负载线上位置过高，如图中点，则在输入信号幅值较大时，管子将进入饱和区，输出电压。波形负半周被部分削除，产生“饱和失真”2）截止失真如果静态工作点Q在交流负载线上位置过低，如图中点，则在输入信号幅值较大时，管子将进入截止区，输出电压波形正半周被部分削除，产生“截止失真”。3）非线性失真非线性失真是由于晶体管的工作状态离开线性放大区，进入非线性的饱和区和截止区而产生的。三、多级放大电路的组成

（a）阻容耦合

（b）变压器耦合（c）直接耦合n级放大器的放大倍数为：

四、复合管放大电路的组成一般通过复合管的形式实现电流的放大。常用的四种复合管①每只晶体管三个电极的电流流向正确。复合管组成原则：②复合管的类型取决于前一只晶体管。复合后的放大倍数是两晶体管放大倍数的乘积。五、晶体管自锁电路的组成与工作原理自锁电路：是指按下开关能自动保持通电的电路。晶体管自锁电路结构特点：一个PNP管与一个NPN型晶体管组合，如图所示。晶体管自锁工作过程：两个晶体管互锁实现功能控制。A为高电平，VT1导通，F为低电平，VT2导通，此后A保持高电平，不受输入影响。【例题1】如图所示是小明设计的防盗报警电路,用干簧管检测门的开闭,只要门被打开就报警,其中S1为手动开关。手动开关S1按下时的作用是（）

A.使蜂鸣器立即报警B.使蜂鸣器在门关闭后继续报警C.使三极管V3基极保持低电平D.替代干簧管B【例题2】（2018年11月选考）如图所示是小明设计的电路,当温度低于设定值时V4发光。已知三极管工作在开关状态,Rt为热敏电阻。下列分析中不正确的是（）A.Rt应选用负温度系数的热敏电阻B.S闭合时,V3导通后,V2导通C.闭合S后,温度下降到设定值以下时V4发光,然后温度升高到设定值以上时V4熄灭D.S断开,当V1截止时,V3截止C【例题3】（2019年4月选考）如图所示的对称电路,三极管V3、V4工作在放大状态。下列分析中不正确的是(

)A.流过V1、V2的电流相同B.增大R3阻值后,流过V1、V2的电流变小C.增大R1阻值后,流过V1的电流变小,流过V2的电流变大D.减小R1阻值后,流过V1的电流变大,流过V2的电流不变【解析】R1减小→Ib3增大→Ie3增大→R3

电流增大(IR3=Ie3+Ie4)→UR3增大。因此，Ue4↑→Ub4↑→Ib4↓电流减小(Ib4=(12V-Ub4)/R2)。所以Ie4减小,流过V3的电流变小。D【例题4】（2017年11月选考）小明设计了如图所示的温度报警电路。当检测到的温度高于设定值后，V3随温度升高逐渐变亮，如果温度继续上升到一定值后，V4、V5开始变亮，最后蜂鸣器HA发出报警声。根据电路图和功能要求完成下列任务：QQ1Q2（1）Rt应选择

（在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.可调电阻；D.定值电阻）；（2）从V3变亮到V4、V5变亮的过程中，V1集电极c和发射极e之间的电压

（在A.降低；B.升高；C.保持不变BA作业布置配套练习：P192-194

练习答案：手机微信扫描书后二维码

配套教材书名《通用电子控制技术》