模拟电子学习情景二.ppt

1、情景二 收音机放大电路安装与检测,返回本章目录,一、项目目标 能分析超外差式收音机放大电路的结构和工作原理；会组装与测试超外差式收音机放大电路，会分析静态特性和动态特性；,二、 项目任务根据任务书的要求，焊装制作超外差式收音机放大电路；会测量放大电路的静态参数和动态参数； 1查找资料，选择元器件，认真分析电路图，说明每个元件的名称和作用。2对元件进行认真检测，熟悉检测方法。3绘制印刷电路板图，要求元件分布合理。4按照安装工艺安装元件。5调试电路使之达到设计指标。,项目实施过程,3.1三极管的基本放大电路 3.2分压偏置式放大器 3.3其它组态的放大电路 3.4多级放大电路 3.5放大电路的频率

2、响应 3.6场效应管及其基本放大器,一、资讯,3.1.1 放大电路的基本概念 所谓放大,从表面上看是将信号由小变大,实质上,放大的过程是实现能量转换的过程。,3.1三极管的基本放大电路,共发射极,共集电极,共基极,一、电路的组成及各元件的作用:,基本共(发)射(极)放大电路,3.1. 2 固定偏置式放大电路,电量的符号表示规则,A A,A,大写表示电量与时间无关(直流、平均值、有效值)；,A,小写表示电量随时间变化(瞬时值)。,大写表示直流量或总电量(总最大值，总瞬时值)；,小写表示交流分量。,总瞬时值,直流量,交流瞬时值,交流有效值,直流量往往在下标中加注 Q,A 主要符号； A 下标符号。

3、,uBE = UBE + ube,1）直流通路,二、直流通路和交流通路,2）交流通路,1静态（ui=0）工作情况 静态分析目的是通过直流通路分析放大电路三极管的工作状态。 静态分析的任务是确定静态值UBE、IB、 IC 和UCE。,三、 放大电路的分析,估算IB（ UBE 0.7V),Rb称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,估算UCE、IC,IC,UCE,IC= IB,例3. 1：用估算法计算静态工作点。,已知：VCC=12V，RC=4K， Rb=300K ，=37.5。,解：,请注意电路中IB和IC的数量级,UBE 0.7V,2. 动态工作情况,0.7 V,30,Q,ui,IBQ,(交流负载线

4、),6,直流负载线,6,ICQ,Ucem,当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ,当 ui = Uim sin t ib = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uce,iB = IBQ + Ibmsin t iC = ICQ + Icmsin t uCE = UCEQ Ucem sin t = UCEQ +Ucem sin (180 t),(1)图解分析,1)三极管的微变等效电路,三极管电路 可当成双口 网络来分析,从输入端口看进去，相当于电阻 rbe,从输出端口看进去为一个受 i

5、b 控制的电流源,ic = ib,(2)微变等效电路,2) 放大电路的微变等效电路,交流通路,ube,uce,1）电压放大倍数 求有载电压放大倍数Au,式中“-”表示输入信号与输出信号相位反相。,(3)放大器动态指标的估算,2)输入电阻ri,当Rbrbe时,3)输出电阻ro 根据戴维南定理可得, 求空载电压放大倍数Au(即不接负载RL, RL),3.放大电路的非线性失真问题,因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。,1) “Q”过低引起截止失真,NPN 管： 顶部失真为截止失真。,PNP 管： 底部失真为截止失真。,交流负载线,2)“

6、Q”过高引起饱和失真,ICS,NPN 管：底部失真为饱和失真,PNP 管：顶部失真为饱和失真,3.2 分压偏置式放大电路,3.2.1 电路结构和稳定Q点,1. 电路组成,RE(发射极电阻)： 稳定静态工作点“Q ”,CE(发射极旁路电容)： 短路交流，消除 RE 对电压放大倍数的影响,2.稳定“Q”的原理：,T,IC,UE,UBE ,IB,IC ,3.2.2 分压偏置式放大电路的分析,一、直流分析,+ UBEQ ,+ UCEQ ,IBQ,I1,ICQ,IEQ,要求：,I1 (5 10)IBQ,UBQ (5 10)UBEQ,二、动态性能指标分析,交流通路,小信号等效电路,rbe, ib,1. 电

7、压放大倍数,源电压放大倍数,2. 输入电阻,Ri,3. 输出电阻,Ro,Ro = RC,当没有旁路电容 CE 时：,小信号等效电路,1. 电压放大倍数,源电压放大倍数,2. 输入电阻,3. 输出电阻,Ro = RC,交流通路,Ri,Ri,例题,例 = 100，RS= 1 k，RB1= 62 k，RB2= 20 k, RC= 3 k，RE = 1.5 k，RL= 5.6 k，VCC = 15 V。 求：“Q”，Au，Ri，Ro。,1)求“Q”,解,2)求 Au，Ri，Ro ， Aus,Ro = RC = 3 k,去掉旁路电容 CE 时：,1)静态工作点“Q”不变,2)求 Au、Aus 、Ri、R

8、o,Ro = RC = 3 k,既稳定“Q”，Au 又较大的电路,3.3 其它组态放大器,3.3.1 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器),一、电路组成与静态工作点,IBQ = (VCC UBEQ) / RB +(1+ ) RE,ICQ = I BQ,UCEQ = VCC ICQ RE,二、动态性能指标分析,交流通路,小信号等效电路,RL = RE / RL,电压放大倍数：, 1,输入电阻：,输出电阻：,射极输出器特点,Au 1 输入输出同相,Ri 高,Ro 低,用途：输入级 输出级 中间隔离级,3.3.2 共基极放大电路,一、求“Q”(略),二、性能指标分析,Ri,Ri,Ro,Ro

9、= RC,特点：,1. Au 大小与共射电路相同。,2. 输入电阻小，Aus 小。,前面讲过的基本放大电路,其电压放大倍数一般只能达到几十几百。然而在实际工作中,放大电路所得到的信号往往都非常微弱,要将其放大到能推动负载工作的程度,仅通过单级放大电路放大,达不到实际要求,则必须通过多个单级放大电路连续多次放大,才可满足实际要求。,3.4 多极放大电路,3.4.1多级放大电路的组成 多级放大电路的组成可用下面的框图来表示。其中,输入级与中间级的主要作用是实现电压放大，输出级的主要作用是功率放大,以推动负载工作。,信号输入,第 一 级,第 二 级,第 三 级,信号输出,3.4.2多级放大电路的耦合

10、方式 多级放大电路是由两级或两级以上的单级放大电路连接而成的。在多级放大电路中,我们把级与级之间连接方式称为耦合方式。而级与级之间耦合时,必须满足:, (1) 耦合后,各级电路仍具有合适的静态工作点; (2) 保证信号在级与级之间能够顺利地传输过去; (3) 耦合后,多级放大电路的性能指标必须满足实际的要求。, 为了满足上述要求,一般常用的耦合方式有:阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。,我们把级与级之间通过电容连接的方式称为阻容耦合方式。电路如图3.41所示。 (1)优点:因电容具有“隔直”作用,所以各级电路的静态工作点相互独立,互不影响。这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。此外,还

11、具有体积小、重量轻等优点。 (2)缺点:因电容对交流信号具有一定的容抗,在信号传输过程中,会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗很大,不便于传输。此外,在集成电路中,制造大容量的电容很困难,所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。 ,1.阻容耦合,图3.41 两级阻容耦合放大电路,2.变压器耦合 我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。其电路如图3.42所示。,3.直接耦合 为了避免电容对缓慢变化的信号在传输过程中带来的不良影响,也可以把级与级之间直接用导线连接起来,这种连接方式称为直接耦合。其电路如图3.43所示。,直接耦合的特点: (1)优点:既可以放大交流信号,也可

12、以放大直流和变化非常缓慢的信号;电路简单,便于集成,所以集成电路中多采用这种耦合方式。 (2)缺点:存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。,图3.42 变压器耦合放大电路,图3.43 直接耦合放大电路,3.4.3多级放大电路的分析,在图3.41中,由于,故,因此可推广到n级放大电路的电压放大倍数为,1电压放大倍数 根据电压放大倍数的定义式,2输入电阻, 多级放大电路的输入电阻,就是输入级的输入电阻。计算时要注意:当输入级为共集电极放大电路时,要考虑第二级的输入电阻作为前级负载时对输入电阻的影响。,3.4.4 放大倍数的分贝表示法, 3输出电阻 多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出

13、电阻。计算时要注意:当输出级为共集电极放大电路时,要考虑其前级对输出电阻的影响。,1单级阻容耦合放大电路的频率特性 图3.51(a)所示是单级阻容耦合共射放大电路，图(b),(c)是其频率响应特性,其中,图(b)是幅频特性,图(c)是相频特性。,2多级放大电路的幅频特性 图3.52多级放大电路的频率响应特性,3.5 放大电路的频率响应,图3.51放大电路的频率响应特性,（a）两个单级放大电路的通频带; （b）耦合后,放大电路的通频带变窄,图3.52多级放大电路的频率响应特性,3.6场效应管放大电路,3.6.1场效应管的特点和类型,类型：,结型 JFET (Junction Field Effe

14、ct Transistor),绝缘栅型 IGFET(Insulated Gate FET),特点：,1. 单极性器件(一种载流子导电),3. 工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低,2. 输入电阻高(107 1015 ，IGFET 可高达 1015 ),N 沟道增强型,P 沟道增强型,N 沟道耗尽型,P 沟道耗尽型,IDSS,N 沟道结型,P 沟道结型,FET 符号、特性的比较,3.6.2 场效应管放大电路,三种组态：,共源、共漏、共栅,特点：,输入电阻极高， 噪声低，热稳定性好,一、直流偏置电路,1. 自给偏压电路,栅极电阻 RG 的作用：,(1)为栅偏压提供通路,(2)泻放栅极积累电荷,

15、源极电阻 RS 的作用：,提供负栅偏压,漏极电阻 RD 的作用：,把 iD 的变化变为 uDS 的变化,UGSQ = UGQ USQ = IDQRS,2. 分压式自偏压电路,调整电阻的大小，可获得：,UGSQ 0,UGSQ = 0,UGSQ 0,二、性能指标分析,1. 共源放大电路,有 CS 时：,无 CS 时：,RS,Ri、 Ro 不变,2. 共漏放大电路,io,Ro,附图）收音机原理图及元器件清单,三、实施 1）安装注意事项,1、首先对照元件明细表认清元件，然后用5X4的螺丝把可变电容器拧在线路板上。原理图中标称值为参考值，如与套件有出入请灵活掌握。 2、在焊接前请用万用表将各元件量一下。 3、安装过程中注意二、三极管及电解电容的极性不要装错。 4、BG5、BG6为9013不得与BGI、BG3的9018、BG4的9014弄混。,2）焊接操作要求,1、元器件的型号、规格、标记、数量符合设计要求 2、插件顺序从低到高，有极性的先判断其极性。 3、烙铁先预热3分钟，达到规定温度后方可使用。 掌握烙铁温度，导线绝缘皮不能烫化，杜绝假焊，以保持焊点圆滑、光亮。 4、焊接时，烙铁停在线路板上的时间不宜过长， 元器件要摆放整齐，避免其管脚划伤面板。 5、焊接完成后，要保持线路板板面清洁，并摆放整齐。,线