电子技术课件：交流放大电路的装调

短路故障探测电路的装调四、巩固与拓展

一、任务目标二、任务描述

三、程序与方法

掌握共射极放大电路的组成及元件作用掌握静态工作点的设置和调整方法熟悉射极输出器的应用熟悉负反馈的作用了解多级放大器的特点掌握短路故障探测电路的装配方法一、任务目标教学难点：静态工作点的设置和调整方法射极输出器的应用负反馈的作用短路故障探测电路的装配方法教学重点：汽车在行驶过程中，由于颠簸、振动等原因，电气线路与车体摩擦而损坏其绝缘层，发生搭铁（短路）故障。本次任务是装调实验室用汽车搭铁探测器电路。电路的参数要求如图2-1所示，要求不拆解导线，快速查出故障点。二、任务描述

Descriptionofthecontents步骤二、元器件选择与检测一、所用工具、仪表及耗材二、元器件的检测步骤一、认识基本放大器一、共射极放大器的组成及各部分作用二、共射极放大器的分析方法三、共射极放大器的非线性失真步骤四、短路故障探测电路调试一、认识射极输出器二、了解多级放大电路三、了解负反馈放大电路步骤三、短路故障探测电路装配一、轴向对称元件的插装方法二、常用元器件三极管的安装方法三、实验板插装与焊接三、程序与方法信号源放大电路负载直流电源（一）放大电路的组成信号源：可由将非电信号物理量变换为电信号的换能元件提供，也可是前一级电子电路的输出信号，都可等效为有内阻的电压源或电流源。负载：是接受放大电路输出信号的元件或电路，可由将电信号变成非电信号的输出换能元件构成，也可是下一级电子电路的输入电阻，一般情况下可等效为一纯电阻。直流电源：用以供给放大电路工作时所需的能量，一部分能量转变为输出信号输出，还有一部分能量消耗在放大电路内部。1.放大倍数电压放大倍数电流放大倍数功率放大倍数放大电路的性能指标电压增益：电流增益：功率增益：2.输入电阻放大电路的输入电阻是从输入端向放大电路看进去的等效电阻。它等于放大电路输出端连接实际负载后,输入电压与输入电流之比。+_1’1的大小反映了放大电路对信号源的影响程度。越大，放大器对输入电压衰减程度越小。3.输出电阻是在输入信号源短路且保留时，由输出端向放大电路看进去的等效电阻。放大电路实际电压输出输出电阻的大小反映了放大电路带负载的能力大小。越小，输出电压受负载的影响就越小。说明放大电路的输入电阻和输出电阻都不是直流电阻，而是在小信号情况下线性运用的交流电阻，还与有关，还与有关。4.输出功率和效率放大电路的最大输出功率是指在输出信号基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大功率。用表示。放大电路的效率：式中，为直流电源提供的功率，为放大电路的输出功率。（二）共发射极放大电路1.电路的组成2、各元器件的作用三极管V具有电流放大作用，是放大电路的核心器件。基极偏置电阻向三极管的基极提供合适的偏置电流，并向发射结提供必须的正向偏置电压。调整其数值，可使三极管有合适的静态工作点。集电极直流电源一给三极管的发射结提供正偏电压，给三极管的集电结提供反偏电压；二给放大电路提供能源。集电极负载电阻把三极管的电流放大作用以电压放大作用的形式表现出来。3.静态工作点设置的必要性当处于负半周时，发射结反向偏置，三极管截止；当正半周时，由于三极管输入特性的非线性，只有的顶部能大于发射结死区电压才能使三极管导通。所以，若没有静态工作点，输出信号将产生严重的失真。4.分析方法近似估算法（1）静态工作点的近似估算直流通路图解分析法（2）输入电阻、输出电阻和放大倍数的估算交流通路CompanyLogo三极管的微变等效电路模型CompanyLogo共射放大电路的微变等效电路输入电阻小功率三极管在共发射极连接并工作在低频小信号时输出电阻放大倍数输出端不带负载时输出端带负载时式中动态工作情况的图解分析根据的波形，在输入特性曲线图上画出、的波形根据的变化范围在输出特性曲线图上画出和的波形5.静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形饱和失真的波形温度上升时，BJT的反向电流ICBO、ICEO及电流放大系数都会增大，而发射结正向压降VBE会减小。这些参数随温度的变化，都会使放大电路中的集电极静态电流ICQ随温度升高而增加（ICQ=

IBQ+ICEO），从而使Q点随温度变化。要想使ICQ基本稳定不变，就要求在温度升高时，电路能自动地适当减小基极电流IBQ

。温度对静态工作点的影响（三）射极偏置电路（分压式偏置电路）工作原理即此时三极管的基极电位完全取决于在上的分压，与三极管的工作参数无关。静态工作点的估算输入电阻输出电阻CompanyLogo电压放大倍数（四）共集电极放大电路（射极输出器）1.电路的组成2.静态工作点的估算3.动态参数的估算（b）交流通路（1）电压放大倍数Au说明共集电极放大电路的输出电压与输入电压大小近似相等，而且相位相同，即输出电压有跟随输入电压的特点，故共集电极放大电路又称“射极跟随器”。（2）输入电阻（3）输出电阻共集电极电路的输出电阻很小，其带负载的能力比较强。实际应用中，射极跟随器常常用在多级放大电路的输出级，以提高整个电路的带负载能力。共集电极电路的输入电阻很大，输出电阻很小。实际应用中，常常用作缓冲级，以减小放大电路前后级之间的相互影响。（五）多级放大电路实际应用中，放大电路的输入信号通常很微弱（毫伏或微伏数量级），为了使放大后的信号能够驱动负载，仅仅通过单级放大电路进行信号放大，很难达到实际要求，常常需要采用多级放大电路。采用多级放大电路可有效地提高放大电路的各种性能，如提高电路的电压增益、电流增益、输入电阻、带负载能力等。多级放大电路是指两个或两个以上的单级放大电路所组成的电路。通常称多级放大电路的第一级为输入级。对于输入级，一般采用输入阻抗较高的放大电路，以便从信号源获得较大的电压输入信号并对信号进行放大。中间级主要实现电压信号的放大，一般要用几级放大电路才能完成信号的放大。通常把多级放大电路的最后一级称为输出级，主要用于功率放大，以驱动负载工作。多级放大电路的组成框图1、阻容耦合它是指各单级放大电路之间通过隔直耦合电容连接。多级放大电路的耦合方式在多级放大电路中，各级放大电路输入和输出之间的连接方式称为耦合方式。常见的连接方式有三种：阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。阻容耦合两级放大电路阻容耦合多级放大电路的特点：（1）各级放大电路的静态工作点相互独立，互不影响，利于放大器的设计、调试和维修。（2）低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化的信号,只能传递具有一定频率的交流信号。（3）输出温度漂移比较小。（4）阻容耦合电路具有体积小、重量轻的优点，分立元件电路中应用较多。但在集成电路中，不易制作大容量的电容，因此阻容耦合放大电路不便于做成集成电路。2.直接耦合它是指各级放大电路之间通过导线直接相连接。前级的输出信号直接作为后一级的输入信号。直接耦合电路的特点：（1）各级放大电路的静态工作点相互影响，不利于电路的设计、调试和维修。（2）频率特性好，可以放大直流、交流以及缓慢变化的信号。（3）输出存在温度漂移（4）电路中无大的耦合电容，便于集成化。3.变压器耦合变压器耦合放大电路特点：（1）各级的静态工作点相互独立，互不影响，利于放大器的设计、调试和维修。（2）同阻容耦合一样，变压器耦合低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化的信号,只能传递具有一定频率的交流信号。（3）可以实现电压、电流和阻抗的变换，容易获得较大的输出功率。（4）输出温度漂移比较小。（5）变压器耦合电路体积和重量较大，不便于做成集成电路。多级放大电路的动态参数（六）反馈的基本概念凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，从而牵制输出量，这种措施称为反馈。有反馈的放大电路称为反馈放大电路，也叫闭环放大电路。没有反馈的放大电路也叫开环放大电路。1.反馈的概念无反馈的固定偏置共射放大电路带反馈的分压式偏置共射放大电路2.反馈电路的一般方框图基本放大电路A反馈回路F

+–

图中Xi、Xid、Xf、Xo分别表示放大电路的输入信号、净输入信号、反馈信号和输出信号，它们可以是电压量，也可以是电流量。4.反馈元件在反馈电路中，既与基本放大电路输入回路相连，又与输出回路相连的元件，以及与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件，均称为反馈元件。3.反馈电路的三个环节：放大：反馈：叠加：5.定义——开环放大倍数——闭环放大倍数——反馈系数反馈深度定义：负反馈放大器的闭环放大倍数当A很大时，

AF>>1：结论：当A

很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。6.反馈的类型按照反馈信号极性的不同进行分类，反馈可以分为正反馈和负反馈。正反馈和负反馈（1）正反馈：引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，使放大电路的净输入信号增加，导致放大电路的放大倍数提高的反馈。正反馈主要用于振荡电路、信号产生电路，其他电路中则很少用正反馈。（2）负反馈：引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用，使放大电路的净输入信号减小，导致放大电路的放大倍数减小的反馈。一般放大电路中经常引入负反馈，以改善放大电路的性能指标。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。（1）先假定放大电路的输入信号电压处于某一瞬时极性。如用“＋”号表示该点电压的变化是增大；用“-”号表示电压的变化是减小。（2）按照信号单向传输的方向，同时根据各级放大电路输出电压与输入电压的相位关系，确定电路中相关各点电压的瞬时极性。（3）根据反送到输入端的反馈电压信号的瞬时极性，确定是增强还是削弱了原来输入信号的作用。如果是增强，则引入的为正反馈；反之，则为负反馈。判定方法：瞬时极性法

分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube判定反馈的极性时，一般有这样的结论：在放大电路的输入回路，输入信号电压和反馈信号电压相比较。当输入信号和反馈信号在相同端点时，如果引入的反馈信号和输入信号同极性，则为正反馈；若二者的极性相反，则为负反馈。当输入信号和反馈信号不在相同端点时，若引入的反馈信号和输入信号同极性，则为负反馈；若二者的极性相反，则为正反馈。电压反馈和电流反馈判定方法（1）令u=0，检查反馈信号是否存在。若不存在，则为电压反馈；否则为电流反馈。（2）一般电压反馈的采样点与输出电压在相同端点；电流反馈的采样点与输出电压在不同端点。（1）电压反馈：反馈信号从输出电压采样。（2）电流反馈：反馈信号从输出电流采样。RLuoRLuo电压反馈采样的两种形式：电流反馈采样的两种形式：RLioiERLioiERf串联反馈和并联反馈（1）串联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电压的形式相加减，即在输入回路中彼此串联。（2）并联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路中以电流的形式相加减，即在输入回路中彼此并联。判定方法如果输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的不同端点，则为串联反馈；若输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的相同端点，则为并联反馈。iifibib=i-ifufuiubeube=ui-uf并联反馈串联反馈直流反馈和交流反馈交流反馈和直流反馈的判定，可以通过画反馈放大电路的交、直流通路来完成。在直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈；在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈；如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。判定方法（1）直流反馈：反馈信号中只包含直流成分。（2）交流反馈：反馈信号中只包含交流成分。（3）交直流反馈：反馈信号中既包含交流成分又包含直流成分。若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。本级反馈与级间反馈本级反馈

—

反馈信号取自本级输出，并且回送到本级的输入回路。级间反馈

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反馈信号取自后一级输出，然后回送到前一级的输入回路。整体反馈

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反馈信号取自最后一级输出，回送到最前一级的输入回路。负反馈放大电路的基本类型及分析AFuiuidufusRSRLuo电压串联负反馈AFuiuidufusRSiouoRLio电流串联负反馈电压并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio电流并联负反馈FAiiifisiidRSRLuo1.电压串联负反馈特点：输出电压稳定，输出电阻减小，输入电阻增大，具有很强的带负载能力。2.电流串联负反馈特点：输出电流稳定，输出电阻增大，输入电阻增大。3.电压并联负反馈特点：输出电压稳定，输出电阻减小，输入电阻减小。4.电流并联负反馈特点：输出电流稳定，输出电阻增大，输入电阻减小。负反馈的分析方法分析步骤：3.是否负反馈？4.是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1.找出反馈网络2.是交流反馈还是直流反馈？例1：判断反馈的组态。ufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈并联反馈此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？不能！Rf为三极管提供静态电流！例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流反馈并联反馈uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。例4：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie电流串联反馈RE2对交流反馈不起作用RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。例5：判断如图电路中RE3的负反馈作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3电流串联负反馈，对直流不起作用。负反馈对放大电路性能的影响从反馈放大电路的一般表达式可知，电路中引入负反馈后其增益下降，但放大电路的