模拟电子电路分析与调试

模拟电子电路分析与调试课程地位及学习方法课程地位：模拟电子技术是电子专业的重要专业基础课程，开启专业学习的大门。课程具有很强的理论性，同时又具有很强的实践性，它要求学生不仅要很好地掌握理论知识，更重要的是要有很强实践能力，并在实践中具备分析问题、解决问题的能力。课程学习方法：实践+理论+实践。具体学习过程通过实际项目的安装调试，掌握电路分析与调试相关理论知识，并能在理论知识的指导下对实际项目检测调试等。课程内容序号授课内容学时分配项目1直流稳压电源分析与调试16项目2单管放大电路分析与调试16项目3多级负反馈放大电路分析与调试14项目4集成运放应用电路分析与调试16项目5功率放大电路分析与调试14项目6正弦波振荡电路分析与调试14项目7音响放大电路的分析与调试1周合计90学时+1周模拟电子电路分析与调试朱彩莲主编甘伟郑晓东副主编全国高等职业教育“十二五”规划教材

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978-7-121-26777-2项目1直流稳压电源分析与调试本项目知识点：1、二极管2、整流电路3、直流稳压电源项目1直流稳压电源分析与调试一般电子设备都采用直流供电，将交流电转变为直流电的设备称为直流稳压电源。本项目制作一个输出电压为+12V的直流稳压电源，原理图如图1-1所示，制作完成的电路如图1-2所示。项目1原理图图1-1项目1实物图图1-2项目1所用元件清单序号元件代号名称型号及参数功能1CT电源输入线5A/250V220V交流电输入2T变压器220V/12V变压：220V变为12V交流电3VD1、VD2、VD3、VD4二极管1N4007构成桥式整流电路：将12V交流电变换为脉动直流电4C1电解电容2200μF/50V滤波：滤除脉动直流电中高频交流成分5IC三端集成稳压器L7812CV稳压：将平滑直流电变换为稳定直流电6C2瓷介电容0.33μF滤波：滤除脉动直流电中高频交流成分7C3瓷介电容0.1μF滤波：减小输出端电压波动8C4电解电容100μF/25V滤波：减小输出端电压波动9R电阻1kΩ负载。限流：保护发光二极管10VD5二极管1N4007保护：防止过压，导致稳压器损坏11VD6发光二极管LED-Φ3状态指示12S1、S2、S3单刀单掷开关控制电路的通、断，便于调试13排针、排母、杜邦线引出作为测试点，便于替换元器件

项目1知识目标1．理解直流稳压电源的基本组成、工作原理和电路中各元器件的作用；2．掌握二极管的结构、符号、分类和作用；3．理解单相整流电路的组成及工作原理；4．理解滤波电路的组成及工作原理；5．熟悉常见集成稳压器特性及应用电路。

项目1能力目标1.能使用万用表检测变压器、二极管、电解电容、整流桥堆等元器件；2.会查阅二极管、稳压器等器件用户手册资料，并根据要求选取适当的器件；3.能按电路图安装、制作和调试直流稳压电源；4.能对电源参数进行测量；5.能对直流稳压电路典型故障进行分析、判断和处理。直流稳压电源组成任务一焊接电路1、元件识别与检测各元件的参数识别、有极性的元件正负极的识别、集成元件引脚的识别、元件质量好坏的判断。2、元件布局基本原则按照信号流程（即原理图）来布局，兼顾整齐美观3、元件焊接连接按照原理图正确连接各元件。元件之间的连接线采用平直(水平或垂直）的连接，尽量不要用斜线连接。电路安装元件识别与检测（1）电阻（2）电容（极性）（3）开关（4）变压器（5）二极管（重点介绍）（6）集成稳压器二极管极性的判断(1)通过标记来识别极性。如果外壳上有二极管的符号标记，则标有三角形箭头的一端为正极，另一端为负极.。如果二极管有色环或色点标志，则色环或色点的一端为阴极，另一端为阳极，如图1-6所示。该方法简单，但是无法判断二极管的质量好坏。图1-6二极管识别(1)通过标记来识别极性。

如果外壳上有二极管的符号标记，则标有三角形箭头的一端为正极，另一端为负极.。如果二极管有色环或色点标志，则色环或色点的一端为阴极，另一端为阳极。该方法简单，但是无法判断二极管的质量好坏。(2)万用表识别极性。集成稳压器一、正确使用电烙铁

1、电烙铁使用前要上锡，具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时，涂上助焊剂(松香)，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头均匀的吃上一层锡(亮亮的薄薄的就可以)。2、在进行焊接的时候，一手烙铁，一手焊锡丝，靠近根部，两头轻轻一碰，一个焊点就形成了。3、焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮助散热。4、电烙铁不用时应放在烙铁架上任务二测试电路任务二测试电路第一步：检查电路1、先自查焊接的电路。元件是否正确安装、电解电容的极性是否正确、二极管的极性是否安装正确等。元件之间的连接是否按照原理图正确连接。尤其是四个二极管的连接一定要连接正确。2、互查电路一组两个同学交换焊接的电路，再检查一次电路。第二步：连接变压器1、先检查变压器测得的A-B间的电阻较大，表明初级线圈的匝数多或使用的导线细。C-D间的电阻较小，表明次级线圈的匝数少或使用的导线粗。A-C或B-D间的正常情况电阻应该为无穷大，表明两个线圈相互绝缘。2、测变压器的输出电压的值再在初级线圈接上电源线，并用绝缘胶布粘贴接口，将插头插入电源插座，用万用表的交流电压档（500V）测变压器的输出电压的有效值。3、输出电压正常把变压器接入到电路中ABCD第三步：测变压器输出电压值1、断开s1，用万用表交流电压档测量变压器输出端(A、B之间）的电压有效值，应为U2=12V2、用示波器观察变压器的输出端（A、B之间）波形是否是正弦交流电输出。示波器及信号发生器的使用

1．示波器外观2．示波器的使用电源开关CH1、CH2信号输入通道按测量需求按下CH1、CH2旋动旋钮上下移动被测信号注意：探头的衰减选×1侧调整（V/div<伏/格>），进而调整波形在垂直方向显示的格数旋动旋钮左右移动被测信号调整（S/div<秒/格>），进而调整波形在水平方向显示的格数按下准备测量被测信号旋动旋钮调整触发控制使被测波形不会闪动第四步：测量整流电路的输出1、闭合s1，断开S2，在C、F之间接入1KΩ的负载电阻，用万用表直流电压档测量C、F之间的电压平均值，应为0.9U2≈11V;2、用示波器观察整流输出波形（C、F之间）是否是整流后全波波形输出。第四步：测量整流电路的输出1、闭合s1，断开S2，在C、F之间接入1KΩ的负载电阻，用万用表直流电压档测量C、F之间的电压平均值，应为0.9U2≈11V;2、用示波器观察整流输出波形（C、F之间）是否是整流后全波波形输出。杜邦线杜邦线插针插针插针第四步：测量整流电路的输出第五步：测量滤波电路的输出1、闭合s1，闭合S2，断开S3，在D、F之间接入1KΩ的负载电阻，用万用表直流电压档测量D、F之间的电压平均值，应为1.2U2≈14.4V;2、用示波器观察整流输出波形（D、F之间）是否是滤波后锯齿波输出。杜邦线杜邦线插针插针插针插针第五步：测量滤波电路的输出第五步：测量稳压电路的输出1、闭合s1，闭合S2，闭合S3，此时发光二极管应亮，同时用万用表直流电压档测量输出端E、F之间的直流电压值，应为12V;2、用示波器观察稳压输出波形，应为一条直线。插针插针第五步：测量稳压电路的输出相关理论知识半导体二极管整流电路滤波电路稳压电路+4+4+4+41半导体的基础知识1.1本征半导体半导体—

导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体—纯净的半导体。如硅、锗单晶体。载流子—自由运动的带电粒子。共价键—相邻原子共有价电子所形成的束缚。硅（锗）的原子结构Si284Ge28184简化模型+4惯性核硅（锗）的共价键结构价电子自由电子（束缚电子）1.2杂质半导体（1）N型半导体和P型半导体N型+5+4+4+4+4+4磷原子自由电子电子数>

空穴数电子为多数载流子(多子)空穴为少数载流子(少子)载流子数=电子数+空穴数

电子数P型+3+4+4+4+4+4硼原子空穴空穴数>

电子数空穴—

多子电子—

少子载流子数

空穴数施主离子受主原子（2）杂质半导体的导电作用IIPINI=IP+INN型半导体I

INP型半导体

I

IP三、P型、N型半导体的简化图示负离子多数载流子少数载流子正离子多数载流子少数载流子（3）

PN结1）PN结(PNJunction)的形成

载流子的浓度差引起多子的扩散

复合使交界面形成空间电荷区(耗尽层)内建电场二、PN结的单向导电性1.外加正向电压(正向偏置)P区N区内电场+

UR外电场外电场使多子向PN结移动,中和部分离子使空间电荷区变窄IFIF=I多子

I少子

I多子限流电阻2.外加反向电压（反向偏置)P区N区

+UR内电场外电场外电场使少子背离PN结移动空间电荷区变宽IRIR=I少子

0PN结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大反偏截止，电阻很大，电流近似为零扩散运动加强形成正向电流IF漂移运动加强形成反向电流IR1.1半导体二极管的结构及特性构成：PN结+引线+管壳=二极管(Diode)符号：正极（阳极）分类：按材料分硅二极管锗二极管负极（阴极）1.2.2二极管的伏安特性二、二极管的伏安特性曲线OuD/ViD/mA正向特性Uth死区电压iD

=0Uth=

0.5V

0.1V(硅管)(锗管)U

UthiD急剧上升0

U

Uth

UD(on)

=0.6

0.8V硅管0.7V0.1

0.3V锗管0.2V反向特性ISU(BR)反向击穿U（BR)

U

0iD=IS<0.1

A(硅)

几十

A

(锗)UD（on）U<

U（BR）反向电流急剧增大(反向击穿)uDO1.单相半波整流电路u

正半周，Va>Vb，二极管VD导通；

u负半周，Va<Vb，二极管VD截止。u

tOuoO–++–aTrVDuoubRLiou2.单相桥式整流电路uD2uD4RLuiouo1234ab+–+–u

正半周，Va>Vb，二极管1、3导通，2、4截止。u

负半周，Va<Vb，二极管2、4导通，1、3截止。uouDttuD1uD3

－

－u

每管承受的最高反向电压UDRM变压器副边电流有效值I23.桥式整流电路参数计算整流电压平均值Uo整流电流平均值Io二极管电流平均值ID(1)输出直流电压高；

(2)脉动较小；

(3)二极管承受的最大反向电压较低；

(4)电源变压器得到充分利用。

目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块（桥堆），这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。4．桥式整流电路的优点

滤波原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。二、滤波电路

u>uC时，二极管导通，电容充电，uC

增加，uo=uC

。

u<uC时，二极管截止，电容通过负载RL

放电，uC按指数规律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

二极管承受的最高反向电压为。uoutOtO桥式整流电容滤波特点(T—电源电压的周期)（1）输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。

RLC

越大

电容器放电越慢

输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：

Uo

=1.2U(

桥式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）当负载RL开路时，UO

（2）采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。（3）流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：

IOM=2ID

稳压电路稳压管并联稳压电路串联型稳压电路集成稳压电路1.稳压管并联稳压电路UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR

设UI一定，负载RL变化UO

基本不变

IR

(IRR)基本不变

UO

(UZ

)

IZ

+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流调压稳压电路UiTR2UZRLUO

+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R12.晶体管串联稳压电路调整元件比较放大基准电压取样电路

当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO

升高时，有如下稳压过程：UO

Uf

UB

UO

IC

UCE

3.

集成稳压电路最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。XX两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出正电压78XX输出负电压79XX（1.25~37V连续可调）W7800系列稳压器外形1—输入端3—公共端2—输出端78xx78xxW7900系列稳压器外形1—

公共端3—输入端2—输出端79xx79xx塑料封装性能特点（7800、7900系列）输出电流超过1.5A（加散热器）不需要外接元件内部有过热保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护输出电压容差为4%输出电压额定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。电路测试、分析、调试故障排查项目小结1．直流稳压电源的组成一般由变压、整流、滤波和稳压四部分电路构成。

2．整流电路一般利用二极管的单向导电性，将交流电转变为单一方向的脉动直流电。常见的整流方法有单相半波整流、单相全波整流和单相桥式整流电路。

3．滤波电路一般利用电容、电感等储能元件的储能特性单独或复合构成，减小电流中的波动成分，将脉动直流电转变为平滑直流电。

4．稳压电路输出稳定的直流电。模拟电子电路分析与调试朱彩莲主编甘伟郑晓东副主编全国高等职业教育“十二五”规划教材

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978-7-121-26777-2项目2单管放大电路分析与调试本项目知识点：1、三极管2、三极管放大电路3、放大、截止、饱和项目2原理图项目2实物图项目2元件清单项目2知识目标l．掌握三极管的结构、符号，放大作用；2．了解放大电路的组成，工作原理及各器件的作用；3．掌握静态工作点稳定的意义及静态分析方法；掌握放大电路的主要性能指标，动态分析方法；4．熟悉晶体管放大电路的三种组态；掌握射极跟随器的特性；5．熟悉场效应管及基本放大电路。1．学会使用万用表、信号发生器、示波器检测分析电路；2．三极管资料的查阅、识别与选取方法；3．会分析三极管构成的典型放大电路，会测量及调试静态工作点，会判断放大电路工作状态；4．能对电路进行调试、分析及故障检测排除。项目2能力目标电路安装元件识别与检测（1）电阻10K（2个）、2K（3个）、1.5K（1个）（2）电容10uF（2个）、47uF（1个）（3）点位器50K（1个）（4）三极管9013型号（2个）电位器（可变电阻、可调电阻）符号：实物三极管的识别与检测1、三极管的外形三个电极2、两种类型:NPN型和PNP型。发射结(Je)

集电结(Jc)

基极，用B或b表示（Base）

发射极，用E或e表示（Emitter）；集电极，用C或c表示（Collector）。

发射区集电区基区箭头方向表示发射结加正向电压时的电流方向结构符号BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：体积较大且掺杂少发射区：掺杂浓度较高3、三极管放大的内部结构特点4、三极管检测（用数字万用表）

第一步：判定基极B和管型（数字式万用表红表笔接内部电池的正极，黑表笔接内部电池的负极）使用万用表的蜂鸣二极管档，将红色表笔接任意一个引脚，黑色表笔依次接触另外两个引脚，如果两次万用表显示的值为“0.7V”左右（一般0.5-0.8），或显示溢出符号“|”。则红表笔所接的脚是基极。若一次显示“0.7V”左右，另一次显示溢出符号“1”，则红表笔接的不是基极，此时应更换其它脚重复测量，直到判断出“B”极为止。两次测量显示的结果为“0.7V”左右的管子是NPN型，两次测量显示的是溢出符号“|”的管子是PNP型。第二步：判断集电极C、发射极E

由于晶体三极管的发射区掺杂浓度高于集电区，所以发射结和集电结施加正向电压PN结压降不一样大，其中发射结的结压降略高于集电结的结压降，由此可判定发射极和集电极。图2-16判断C、E极仍用二极管挡，对于NPN管，用红表笔接其基极B，黑表笔分别接另两个脚上，两次测得的极间电压中，电压微高的一极为E极，电压微低一点的为C极。

如果是PNP管，用黑表笔接其基B极，红表笔分别接另两个脚上，同样所得电压微高的为E极，电压低一些的为C极。若数字万用表上有hfE档位把万用表打到hFE档上，万用表上有并列两排显示类型NPN(NPN)的小孔，对已经判断了类型及基极B的三极管，将B极对应到确定类型上面的b字母，进行读数，显示的是三极管的放大倍数，再把它反转，再读数，取数值大的读数状态，数值为三极管的放大倍数，根据对应标示的字母可识别出C，E极。第二步：判断集电极C、发射极E查阅电子元器件技术文档资料，可直接百度搜索，也可通过专业网站，如中国电子网/。元件技术文档资料查阅焊接电路相关理论知识1、三极管电流放大微观原理2、三极管伏安特性曲线3、三极管放大电路结构4、电路静态分析5、电路动态分析1、三极管电流放大微观原理2、三极管伏安特性曲线输入特性曲线：输出特性曲线：2、三极管伏安特性曲线输入特性曲线输出特性曲线3、三极管放大电路结构单管共射电路4、电路静态分析（1）静态工作点放大电路输入端未加交流信号（Ui=0），只有直流电源单独作用下的工作状态称为直流工作状态，简称静态。静态时电路的电流电压参数(IB，UBE，IC，UCE)在三极管输入、输出特性曲线上所确定的点称为静态工作点，简称Q点，该点的电流值和电压值分别记作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ，（2）静态分析

直流通路：电容等效为开路、电感等效为短路

直流通路的画法要求：对所制作的电路进行理论计算5、电路动态分析三极管放大电路静态工作点

测量与调试1、三极管的三种工作状态iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O24684321放大区截止区饱和区1.截止区：

IB

0

的区域条件：两个结反偏2.放大区：条件：发射结正偏集电结反偏特点：水平、等间隔3.饱和区：uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0条件：两个结正偏特点：1)IC

IB2)临界饱和：3)深度饱和：UCE（SAT）=0.3V(硅管)UCE（SAT）=

0.1V(锗管)uCE

=uBE静态工作点放大电路输入端未加交流信号（Ui=0），只有直流电源单独作用下的工作状态称为直流工作状态，简称静态。静态时电路的电流电压参数(IB，UBE，IC，UCE)在三极管输入、输出特性曲线上所确定的点称为静态工作点，简称Q点，该点的电流值和电压值分别记作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ，单管共射电路2．静态工作点测试测量IC，方法有直接法和间接法3、静态工作点分析直流通路：电容等效为开路、电感等效为短路

直流通路的画法要求：对所制作的电路进行理论计算4、调整静态工作点

调整静态工作点就是通过改变电阻的大小，从而改变三极管三个电极的直流电压，目的就是使得三极管工作在放大区。只有三极管工作在放大区，此时电路才能放大信号任务一：调整电路静态工作点使得IC=1mA

判断三极管工作状态？任务二：调整电路静态工作点使得UCE=1/2(VCC)

判断三极管工作状态？任务三：调整电路静态工作点使得UCE=VCC

判断三极管工作状态？任务四：调整电路静态工作点UCE=0V

判断三极管工作状态？

调试静态工作点用万用表直流电压档检测UCE电压，调节ＲＰ，若能调整，说明电路直流工作正常。若不能调整，则说明电路直流工作不正常，要查找故障，排除故障。检测步骤：１）测直流电压１２Ｖ是否正常２）测ＵＢ是否正常，调节ＲＰ能否改变

3）测ＵE是否正常

4）测ＵC

是否正常

直流故障分析电路动态工作放大电路加入输入信号ui以后的工作状态叫做动态。在放大电路已经确定了合适的静态工作点的基础上，加入需要放大的信号，电路中各点的电位及各支路电流将随着输入信号ui的变化而变化。放大电路的各个电流和电压瞬时值都含有直流分量和交流分量ui放大电路的各个电流和电压瞬时值都含有直流分量和交流分量

电路动态工作

放大电路加入输入信号ui以后的工作状态叫做动态。在放大电路已经确定了合适的静态工作点的基础上，加入需要放大的信号，电路中各点的电位及各支路电流将随着输入信号ui的变化而变化。放大电路的各个电流和电压瞬时值都含有直流分量和交流分量ui放大电路的各个电流和电压瞬时值都含有直流分量和交流分量tuBEtUBEiBtIBuCEtUCEiCtICuot一、加入输入信号ui以后（动态）电路中各关键电压电流瞬时值ui=sinωt二、图解动态过程思考题：

（1）动态工作时，

iB、

iC的实际电流方向是否改变？uCE的实际电压极性是否改变？（2）是否可以从图中求出电压放大倍数？QuCE/VttiB/

AIBtiC/mAICiB/

AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQQ1Q2ibuiuo由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。测试任务一1、按书上67页—68页步骤的完成输出信号波形的测试，同时计算出放大倍数。

2、在输入信号不变，输出信号不失真的前提下，改变点位器，即可改变静态值，观察静态工作点对电压放大倍数的影响。

动态电路理论分析

动态性能指标

动态分析只考虑其中的交流分量，求解放大电路的动态输入电阻ro、输出电阻ri及电压放大倍数Au等参量的过程称为动态分析。

方法：微变等效电路法1.三极管的微变等效电路工作在放大状态时EBCeiccibrbebeube+_uce+_交流通路的画法电容短路电感开路直流电压源短路直流电流源开路2.画交流通路3、将交流通路中的三极管用三极管的微变等效电路代替4、用微变等效电路进行计算分析测试任务二1、按书上76页—77页步骤的完成测试。目的:观察静态工作点对输出波形的影响

1、截止失真消除截止失真的方法提高静态工作点Q，增加ＩＣ２、饱和失真消除饱和失真的方法降低静态工作点Q，减小ＩＣ３、双向失真消除双向失真的方法（最佳静态工作点的调整方法）１、减小输入信号；２、当出现单一方向的失真时判断是饱和失真还是截止失真，按消除饱和失真或截止失真的方法调整静态工作点消除失真；３、当再次出现双向失真时，再减小输入信号；４、当出现单一方向的失真时，再次调整静态工作点；５、如此反复，直到输入信号最大，输出信号不失真时的状态，此时的静态工作点称为最佳静态工作点。（最佳静态工作点：电路的动态范围最大）与三极管类似的放大器件2.4场效应管放大电路场效应管是一种利用电场效应来控制电流大小的半导体器件，其特点是用输入电压控制输出电流输出，而三极管是一种利用输入电流控制输出电流的半导体器件。场效应管符号场效应管的微变等效电路项目小结半导体三极管的放大作用和放大条件静态工作点与失真放大电路的分析方法放大电路的三种组态场效应管放大电路模拟电子电路分析与调试朱彩莲主编甘伟郑晓东副主编全国高等职业教育“十二五”规划教材

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978-7-121-26777-2项目3多级负反馈放大电路分析与调试本项目知识点：1、多级放大电路之间的级联2、负反馈对电路的影响1、原理图2、元件清单3、元件检测与电路安装1、识别检测元件2、合理布局元件3、安装焊接电路4、实物图项目3多级负反馈放大电路测试步骤

1、最佳静态工作点的调整（1）先调整第一级的静态工作点按104页的步骤进行调整（2）再调整第二级的静态工作点按104页的步骤进行调整（3）将数据记录在表3-3中（105页）2、放大倍数测量第一级放大电路放大倍数测量（104页步骤进行）数据记录在表3-4中（105页）第二级放大电路放大倍数测量（105页步骤进行）数据记录在表3-5中（105页）2、放大倍数测量两级放大电路放大倍数测量（105页步骤进行）数据记录在表3-6中（106页）2、放大倍数测量3、测试负反馈对电路影响（1）测试负反馈对波形失真的改善断开开关SW1，调节信号发生器，输入频率为1kHz，峰峰值为20mV正弦波信号，用示波器监测输出波形uo，增大输入信号，直到输出波形uo出现失真，记录输出波形闭合开关SW1

，保持上一步增大后的输入信号不变，用示波器测试输出波形uo，观察此时输出信号的变化，并记录输出波形在表3-7中

（1）测试负反馈对波形失真的改善（1）测试负反馈对波形失真的改善（2）测量负反馈对放大倍数的影响开关SW1断开，测量两级放大电路放大倍数输入信号保持不变，闭上开关SW1，用示波器测试出加上反馈以后的输入输出信号波形及大小，并记录相关数据到表3-8中开关SW1断开测一次，开关SW1闭合再测一次，测两次（2）测量负反馈对放大倍数的影响

相关理论知识1、多级放大电路极间耦合形式：直接耦合A1A2电路简单，能放大交、直流信号，“Q”互相影响，零点漂移严重阻容耦合A1A2各级“Q”独立，只放大交流信号信号频率低时耦合电容大光电耦合A1A2主要用于耦合开关信号,抗干扰能力强变压器耦合A1A2用于选频放大器、功率放大器等直接耦合零点漂移严重

直接耦合零点漂移的影响不能忽略，但有时候要放大直流信号或缓慢变化的信号只能采用直接耦合的方式解决的办法：采用差动放大电路（3.3）

U=0.02V0.42V8.42VA1=20A2=20A3=20Au1第一级Au2第二级Au1末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii输入级中间级输出级RiRo2、多级放大电路的组成2、多级放大电路的组成性能指标的估算=Au1·Au2

·

·

·

Aun

考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻为前级的负载处理!!!Au1第一级Au2第二级Au1末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uiniiRiRoRi=Ri1Ro=Ron例3-1

1=60,

2=100;rbe1=2k,rbe2=2.2k,求Au,Ri,Ro[解]Ri2=R6//R7

//rbe2=33//

10//

2.2

1.7(k)R’L1=R3//Ri2=5.1//

1.7

1.3(k)Ri=Ri1=R1//R2

//

[rbe1+(1+

1)R4

5.7(k)Ro=R8=4.7kRi2Ri直接耦合零点漂移严重

直接耦合零点漂移的影响不能忽略，但有时候要放大直流信号或缓慢变化的信号只能采用直接耦合的方式解决的办法：采用差动放大电路（3.3）

U=0.02V0.42V8.42VA1=20A2=20A3=203.3差动放大电路（抑制零点漂移）特点：a.两个输入端,两个输出端b.元件参数对称c.ui1=ui2

时,uo=0能有效地克服零点漂移1、电路组成V1VCCV2VEERCRCREEui1ui2uo（1）.差模输入与差模特性差模输入ui1=–

ui2差模输入电压uid=ui1

–

ui2=2ui1

=–

ui2差模信号交流通路ic1ic2使得：ic1=–

ic2uo1=–

uo2差模输出电压uod

=uC1

–uC2=uo1–(–

uo2)=

2uo1差模电压放大倍数带RL时RLRid=2rbe差模输入电阻差模输出电阻Rod=2RC大小相同极性相反2、动态分析ui1V1V2RCRCuodui2uo1uo2ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuodui2uC1uC2（2）共模输入与共模抑制比共模输入ui1=ui2共模输出电压uic=ui1=ui2使得:ie1=ie2IEQ1+ie1IEQ2+ie2ue

=2ie1REE2REE2REE共模输入电压uoc=uC1

–uC2=0共模抑制比用对数表示：大小相同极性相同共模信号交流通路ui1V1+VCCV2VEERCRCREEuocui2uC1uC2V1V2RCRCuocui2uC1uC2在理想情况下，温度变化，电源电压波动引起两管的输出电压漂移△和△相等，分别折合为各自的输入电压漂移也必然相等，即为共模信号，可见零点漂移等效于共模输入。实际上差动放大器不可能绝对对称，故共模放大信号不为零。共模放大倍数越小，则表明抑制零漂能力越强

差动放大电路四种连接方式差动放大电路四种连接方式差动放大电路四种连接方式差动放大电路四种连接方式4、负反馈相关知识开关SW1闭合后，电路接入RF电阻支路，输出信号通过RF电阻支路引回到了电路输入端，根据测试结果可知，这条支路对电路是有影响的，为什么？一个重要概念的引入——反馈

反馈就是将基本放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或全部，经过一定的电路或元件送回到放大电路的输入端，并同输入信号一起参与放大电路的输入控制作用

4.1反馈放大电路框图

反馈

—

将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。

信号的两种流向正向传输：输入输出反向传输：输出输入

—

开环—

闭环输入输出

放大电路

反馈网络反馈相关理论知识A+–比较环节

反馈放大电路的组成及基本关系式一、反馈的组成和基本关系式基本放大电路F反馈网络xi—输入信号(ii或ui)xid—

净输入信号(iid或uid)xo—输出信号(io或uo)xf—

反馈信号(if或uf)开环放大倍数反馈系数闭环放大倍数xid=xi-

xf—

负反馈方程。AF—环路放大倍数。1+AF—反馈深度。二、反馈的分类1.正反馈和负反馈正反馈—

反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。负反馈—反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。判断法：瞬时极性法2.直流反馈和交流反馈直流反馈

—

直流信号的反馈。交流反馈

—

交流信号的反馈。瞬时极性法例

1输入回路输出回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++uid

–

RE介于输入输出回路，有反馈。反馈使

uid减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。负反馈放大电路的基本类型一、电压反馈和电流反馈电压反馈

—

反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法：使uo=0(RL短路)，若反馈消失则为电压反馈。电流反馈

—

反馈信号取自输出电流。判别法：使io=0(RL开路)，若反馈消失则为电流反馈。AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLio二、串联反馈和并联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。uid

=

ui

uf特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。并联反馈：反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。iid

=

ii

if特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus三、四种基本反馈类型AFuiuidufusRSRLuo电压串联负反馈AFuiuidufusRSiouoRLio电流串联负反馈FAiiifisiidRSRLuo电压并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio电流并联负反馈负反馈放大电路分析例2uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈。AF

反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。uf=uoR1/(R1+Rf)也说明是电压反馈。uid=ui

uf故为串联反馈。电压串联负反馈反馈组态判断一例

3Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。uf=ioRf，也说明是电流反馈。uid=ui–

uf故为串联反馈。AF电流串联负反馈反馈组态判断二例

4

Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。iid=ii

if，故为并联反馈。AF电压并联负反馈例5Rf

介于输入回路和输出回路，故有反馈。

反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。iid=ii–

if，故为并联反馈。AF电流并联负反馈

电流串联负反馈电压串联负反馈

RE—

引入本级电流串联负反馈；引入级间电流并联负反馈。例6

例7

反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈，在同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。规律：判断电路中引入的反馈类型项目小结多级放大电路耦合方式、放大倍数等。反馈的概念、反馈极性的判断、反馈类型的判断、反馈在电路中正确引入。差动放大电路的电路结构、差模信号、共模信号、差模放大倍数、共模放大倍数等。模拟电子电路分析与调试朱彩莲主编甘伟郑晓东副主编全国高等职业教育“十二五”规划教材

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978-7-121-26777-2项目4集成运放应用电路分析与调试知识点：1、集成运放2、集成运放线性应用3、集成运放非线性应用本项目实践电路为音响系统中的前置放大电路，它的任务是把音频信号进行足够的电压放大，供给功率放大器，驱动扬声器发出声音。集成运放音频前置放大电路

1、原理图2、实物图3、元件清单4、元件识别与检测集成运放的识别与检测集成运放常用型号有：NE5532、uA741、TL082、、LM124、LM324、LM358、F007、OP07等型号。通过上网或集成电路手册，可查阅上述集成运放的技术文档资料。方法：（1）百度直接搜索（2）一些专业电子网站如中国电子网：/

这是一个双运放集成电路，内部集成了两个运算放大器：1、2、3脚是一个集成运放，其中2脚是反相输入端、3脚是同相输入端、1脚是输出端；5、6、7脚是另一个集成运放，其中5脚是同相输入端、6脚是反相输入端、7脚是输出端；4脚是负电源端，8脚是正电源端对于一个实际元件，引脚序号如何确定？4、元件识别与检测(1)封装外形与引脚顺序识别

4、元件识别与检测4、元件识别与检测4、元件识别与检测4、元件识别与检测(2)集成电路好坏的判断电阻测试法电压测试法（在路检测）代换法（在路检测）5、电路安装图4-13集成电路（IC）插座DIP-8集成电路安装时要使用集成插座一般集成插座要与集成电路配套使用实物图项目4集成运放应用电路测试内容1、直流电位测试（静态测试）测试步骤P144：先用万用表测量IC(NE5532)第3、2、1引脚的直流电压，正常应为IC第8引脚电源电压的一半。若有偏差，检查R2、R3分压支路。2、放大倍数测量测试步骤P145集成运放相关知识1、集成电路

集成电路(integratedcircuit，缩写：IC)是20世纪60年代初出现的一种新型器件，它在半导体制造工艺的基础上，将电路所需的电阻、电容、二极管和三极管等元器件以及电路的连接导线制作在一块硅基片上，构成具有特定功能的电子电路，同时引出引脚供设计者使用。

2、集成运放

集成运算放大电路是应用最为广泛的模拟集成电路器件，简称集成运放，它实质上是一个多级直接耦合高增益的放大器。集成运放的电路符号主要技术指标由技术文档可知，NE5532的主要技术指标：（1）开环差模电压放大倍数Aod：10kHz时2200（2）输入失调电压UIO：0.5mV（3）输入失调电流IIO：10nA（4）开环差模输入电阻Rid：300kΩ（5）开环输出电阻Rod：0.3Ω（6）共模抑制比KCMR：100dB（7）带宽BW：10MHz理想集成运放的性能指标（1）开环差模电压放大倍数Aod＝∞；（2）开环差模输入电阻Rid＝∞；（3）开环输出电阻Rod＝0；（4）共模抑制比KCMR＝∞；（5）带宽BW＝∞；（6）失调电压和失调电流及温漂为零，即输入信号为零时，输出信号恒为零。问题

集成运放实质上是一个电压放大倍数很大的多级直接耦合放大电路（如NE5532的开环差模电压放大倍数是2200倍）而我们测试的电路的电压放大倍数只有20倍左右。这是为什么呢？集成运放应用电路相关知识集成运放线性应用电路分析集成运放非线性应用电路分析问题

集成运放实质上是一个电压放大倍数很大的多级直接耦合放大电路（如NE5532的开环差模电压放大倍数是2200倍）而我们测试的电路的电压放大倍数只有20倍左右。这是为什么呢？1、厘清两个概念（1）集成运放：IC本身（2）集成运放电路：集成运放和外围元件一起构成的应用电路注意：我们测量到的放大倍数是集成运放应用电路的放大倍数2、集成运放工作在线性区特点-Uom+Uomuouid0线性区uo=f(uid)=f(u+-u-)在线性区输出电压uo与净输入电压uid之间存在线性正比关系Aud越大,直线越陡直，线性区越狭窄。

集成运放的电压传输特性：uo=Aud·uid=Aud·(u+

-

u-)应用电路引入负反馈：运放工作在线性区

由于集成运放开环差模电压放大倍数Aud值很大，为了使集成运放工作在线性区，电路大都接有深度负反馈，以减小其净输入电压（即集成运放两输入端的差模输入电压），使其输出电压不超出线性范围，所以，集成运放工作在线性区的必要条件是：电路引入负反馈。例：uA741Aud=105最大输出电压不超过+/-18V，故uid不超过+/-0.18mV。也就是说，当︱uid︱为0~0.18mV时，uo与uid成线性关系（1）虚短uo=Aud·ui=Aud·(u+-u-)输出uo是一个有限值,而理想运放Aud→∞uo+-u+u-∞+（2）虚断理想运放rid→∞i+≈i-≈0-++-uiuo∞+ridi-i+同相输入端和反相输入端之间如同断开。≈0--Uom+Uomuouid0非线性区线性区非线性区输出电压正饱和值

+Uom或负饱和值

-Uom

(1)当u+＞u-

输出uo=+Uom(2)当u+＜u-,输出uo=-Uom

由于输入u+≠u-,虚短不再存在，但输出电压有限，rid→∞“虚断”仍然存在。i+≈i-≈03、集成运放工作在非线性区特点应用电路引入正反馈或开环：运放工作在

非线性区

由于集成运放的开环电压放大倍数Aod很大，当它工作在开环状态（未接负反馈）或接有正反馈时，只要有差摸信号输入，哪怕是微小的电压信号，集成运放输出都将进入到饱和，其输出电压不再与输入电压呈线性变化，而是输出正的最大值或负的最大值。此时，集成运放工作在非线性区

工作在非线性区：输出+Uom或

-Uom(1)当u+＞u-

输出uo=+Uom(2)当u+＜u-,输出uo=-Uom分析集成运放应用电路方法

分析集成运放应用电路时：（1）首先判断集成运算放大器工作在线性区还是非线性区；（2）再运用线性区和非线性区的特点分析电路的工作原理。分析项目4电路工作在线性区还是非线性区反相输入放大电路电路引入了电压并联负反馈：集成运放工作在线性区电压并联负反馈虚断i+=i-≈0u+≈0虚短u+=u-≈0输入信号电流反馈电路电流u+

u-iiifidR2-+∞+ui+-R1Rf+uO-电位为0，虚地集成运放的线性应用1.反相输入放大电路id

=i-=0ii

=if故输出电压

u+iiifidR2-+∞+ui+-R1Rf+uO-u-电压放大倍数放大倍数由电阻R1和Rf阻值确定反相输入比例运算电路集成运放的线性应用iiifidR2-+∞+ui+-R1Rf+uO-平衡电阻R2=R1∥Rf取Rf

=R1

电压放大倍数Auf

=-1uO=-ui反相器集成运放的线性应用例题8-2反相输入比例运算电路，R1=20kΩ、Rf=200kΩ。计算Auf，平衡电阻R2。电压放大倍数平衡电阻R2=R1

∥Rf

=18.18kΩiiifidR2-+∞+ui+-R1Rf+uO-解：集成运放的线性应用电压串联负反馈∞－R1R2++ui+－uO+－Rfu-u+虚断i+=i-=0

虚短u-≈u+≈ui1.电压放大倍数Auf反相输入端u-≈u+≈ui输出电压2、同相输入放大电路（同相输入比例运算电路)集成运放的线性应用电压放大倍数Auf为正值,表明uo与uI同相。平衡电阻R2=R1∥RfR1=∞Rf=0均使Auf=1uo=uI电压跟随器集成运放的线性应用∞－R2++ui+－uO+－Rf取R1=∞∞－R2++ui+－uO+－

R1=∞、Rf=0Auf=1、uo=ui均使电压跟随器集成运放的线性应用例：同相输入比例运算电路，R1=100kΩ、Rf=50kΩ，输入信号ui=0.3sinωtV。计算uo及平衡电阻R2

。输出电压R2=

R1∥Rf=33.33kΩ平衡电阻解：集成运放的线性应用从虚短入手u+=u-虚断根据虚断和虚短

例：运放电路如图示，写出uo与ui的关系式。输出-∞uo+uiR2R3Rf++-+-u-u+解：集成运放的线性应用功能输出电压与多个输入信号之和成正比。R11R12R13R2Rf∞-+ui1i

fi

i1uo+-+i

i3i

i2ui2ui3虚地u+=u-=0输入电流反馈支路电流虚断i--=0ii1

+ii2+ii3=if3、加法运算电路集成运放的线性应用输出电压若取R11=R12=R13=R1输出电压R2

=R11∥R12∥R13∥Rf平衡电阻R11=R12=R13=Rf取输出电压

例：运放电路如图所示，R11=R12=Rf1=51kΩ、R3=Rf2=100kΩ，输入信号ui1

=0.4V、ui2

=0.6V。计算uO1和uO2

。A1R11ui1∞-+uo1Rf2uo+-∞+++-A2Rf1R12R2R3R4ui2A1和A2的工作情况如同单独运用时一样。解:理想运放rid=∞rod=0，前、后极之间互不影响。uo1=-(0.4+0.6)=-1VA1反相输入加法运算电路A2反相比例运算电路反相器uo

=-uo1=-(-1)=1V完成加法运算。Rfui1+∞-R1R2R3++++--uo-ui2差分输入方式线性运用叠加定理-ui1+反相输入端ui1单独作用,ui2=0(对应输入端接地)。∞RfR1R2R3-+-++输出电压4、减法运算电路集成运放的线性应用+ui2∞RfR1R2R3-+-++同相输入端信号ui2单独作用,ui1=0(对应输入端接地)。同相输入端对地的电压输出电压总输出电压(四)减法运算电路即输出与输入的差值成正比。若取R1=R2、R3=Rf可得若取R1=R2=R3=Rf可得完成减法运算功能。(四)减法运算电路练习练习1.设计一个运算电路，要求实现y=2X1+5X2+X3的运算.2.设计一个运算电路，要求实现y=5X1-2X2-X3的运算.iRiCuI-++RR1CuoiR=iC输出电压与输入电压对时间的积分成正比5、积分运算电路积分电路tui0tuo0集成运放的线性应用ui–++uoRR1i1iRC6、微分运算电路集成运放的线性应用u+

＞

u－uo

=+Uomu+

＜

u－uo

=－

Uom特点:运放非线性运用——开环运用或加入正反馈。电压比较器的功能比较两个电压数值的大小。被比较电压ui和参考电压UR。通过输出表示ui＜UR或ui＞UR。1、电压比较器－

Uom0UomuouiUR+－∞uiuo+uR集成运放的非线性应用过零比较器通过运放的输出(uo=+Uom或uo=－Uom),自动显示输入信号ui＞0或ui＜0。∞+－R1ui+R2uo反相输入过零比较器被比较信号ui经电阻R1加入反相输入端。同相输入端经R2接地。输入信号ui与零电位进行比较,参考电压

UR=U+

=0。集成运放的非线性应用uoui0+UOM-UOM过零比较器:（门限电平=0）uoui0+UOM-UOM集成运放的非线性应用工作原理运放工作在非线性区。输入信号ui＞参考电压UR=U+=0时,输出uo=－Uom

。输入信号ui＜参考电压UR=U+=0时,输出uo=+Uom。+-∞R1ui+R2uoUomui－Uomuoui／Vt0过零比较器集成运放的非线性应用tuituo+Uom-Uom应用：利用电压比较器将正弦波变为方波。集成运放的非线性应用2

迟滞比较器1.工作原理——两个门限电压。特点:电路中使用正反馈——运放工作在非线性区。（1）当uo=+UOM时，（2）当uo=-UOM时，Uth1称上门限电压Uth2称下门限电压集成运放的非线性应用迟滞比较器的电压传输特性：设ui

,当ui=<Uth2时,

uo从-UOM

+UOM设初始值:

uo=+UOM,u+=Uth1设ui,当ui=>Uth1时,uo从+UOM

-UOMΔUth=Uth1-Uth2称为回差电压uoui0Uth1Uth2传输特性+UOM-UOM解：(1)

求上、下门限电压

例：电路如图所示，若RF

=20k

，R2=10k

，

UOM=±6V，输入电压ui=3sin314tV，试画出对应的输出电压uO

波形。下门限电压上门限电压解：(2)输出电压uO

波形

例：电路如图所示，若RF

=20k

，R2=10k

，

UOM=±6V，输入电压ui=3sin314tV，试画出对应的输出电压uO

波形。项目小结（1）集成运放的识别与检测。（2）集成运放应用电路的分析方法。①集成运放工作在线性区时，两输入端间存在“虚短”和“虚断”。②集成运放工作在非线性区时，输出不是正的最大值，就是负的最大值。（3）集成运放线性应用典型电路有：比例运算电路、加法电路、减法电路、积分电路、微分电路等运算电路（4）集成运放非线性应用典型电路有：电压比较器和波形发生器等。模拟电子电路分析与调试朱彩莲主编甘伟郑晓东副主编全国高等职业教育“十二五”规划教材

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978-7-121-26777-2项目5功率放大电路分析与调试本项目知识点：1、OCL功率放大电路2、OCL功率放大电路项目5原理图项目5实物图项目5元件清单1、制作及调试（2）完成电子电路的安装、焊接（1）领料，清点元器件，测量元件元件识别与检测1、耳机接口2、话筒3、扬声器（喇叭）

用数字万用表的“200Ω”档，两表笔分别碰触扬声器音圈两端，如有“喀、喀”声，证明扬声器是好的。播放音乐连接电路测试步骤3.调整VT1的静态工作点，信号发生器输入1kHz、20mV的正弦波，调节Rp1与输入信号大小，使电路输出信号波形最大且不失真，此时，测量VT1三极直流电压，分析其工作状态UB(V)UE(V)UC(V)管型三极管工作状态功放输出激励VT11）功放输出激励静态工作点的测试与调整

如何调到最大不失真？1.输入一个小信号，使输出不失真；2.加大输入信号幅值，使输出出现顶部或底部失真；3.调节Rp1，使失真消除；4.加大输入信号，重复2~3步，直到出现截顶失真；5.将输入信号稍微调小，使之回到不失真，此时即最大不失真。①“中点电压”调整：电路通电且输入信号为0时，调整电位器RP2，使C2正极电位为VCC/2；②静态工作点测量：用万用表测量VT2、VT3各级的直流电压，并判断三极管的工作状态。UB(V)UE(V)UC(V)管型三极管工作状态输出管VT2输出管VT32）功放输出级静态工作点的测试与调整①“中点电压”调整正确后，用51Ω/5W负载电阻代替扬声器，在电路输入端输入频率为1KHZ正弦信号，增大信号幅度，观察并记录电路正常时输出的波形。②保持①中其他的条件不变用导线将V