模拟电路基础

1、通过对模拟计程仪电路的基础、庄涛、中波发射理论多媒体课件、学习目的、本课常见的模拟计程仪电路和其系统的原理分析，获得了模拟计程仪电子技术的基础知识和基本技能，并提供了深入学习电子技术和在其专业中应用的打底子。 整流、滤波和稳定作用电路晶体管放大电路场效应放大电路集成运算放大电路语音功率放大电路负反馈放大电路自动增益控制电路自动频率控制电路锁相环电路串联并联谐振电路，本节的内容和学习目的，本节的主要内容，整流、滤波和稳定作用电路，整流电路的种类：整流电路有半波整流、全波整流、桥式整流、三相全波整流、十二相整流等整流电路的概念：整流电路：将商用交流转换为具有直流成分的脉动直流的电路。 1、半波整流

2、电路：半波整流利用二极管的单向式导通特性，输入为标准正弦波时，输出为正弦波的正一半，负一半丢失。 一般用于要求低的整流电路和射频波整流电路。 电路的输出整流输出电压是输入交流电压的0.45倍，即VO=0.45V2，半波整流电路，整流前后波形比较电路，2 .全波整流电路：通过在全波整流中利用交流电流的2半波，提高整流器的效率，使整流波平滑化。 因此，在整流电路中得到了广泛的应用。 电路中的输出整流输出电压是输入交流电压的0.9倍，即VO=0.9V2，桥式整流电路，全波整流电路，3 .桥式整流电路：桥式整流器采用4个二极管，并进行双对接。 正弦波的正的一半被输入时，只有2个接通，得到正的输出的正弦

3、波的负的一半被输入时，只有另外2个接通，因为只有这2个反向连接，所以输出成为正弦波的正的一半。 在桥式整流器中，输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。 电路的输出整流输出电压是输入交流电压的0.9倍，即VO=0.9V2、u2负半周期电流通路、u2正半周期电流通路、桥式整流电路的工作原理图，4 .三相全波整流电路：负载功率较大或由于其他原因要求多相整流时，提出了三相整流电路。 在三相全波整流电路中，针对三相的各相分别形成有半波整流电路，整流后的3个电压半波在时间上被依次多重日式榻榻米，波动比小。 V1、RL、V1、RL、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1

4、、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V1、V2、V1、V2、v 工作原理：每个瞬间，根据优先导通的原则，共阴极组中阳极电位最高的二极管共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。 4.12相全波整流电路： 1.2相整流电路是将/法和/Y法这2个三相桥式整流电路重合而成。 对于负载，两组整流臂串联连接。 十二相整流器的工作原理与三相桥式整流器基本相同，工作中必定有四个整流管串联导通。 十二相全波整流电路大大降低了电压波动系数，简化了电子滤波器，不仅得到了优质的直流电压输出，而且还大大减少了滤波元件的电容和数量，有效地降低了供电瞬间产生的

5、瞬态高压，大大降低了负载的各个元件因瞬态高压而损坏的概率。 十二相整流电路，电子滤波器的概念：电子滤波器：脉动直流的交流成分进行过滤，减少交流成分的电路叫电子滤波器。 过滤方法一般采用被动元件的电容和电感量，利用对电压、电流的储能特性达到过滤目的。 1、容量电子滤波器：容量电子滤波器是使用最多的最简单的电子滤波器。 成为在整流电路的输出端并联连接大容量的电解电容器，通过电容器的电压的充放电作用使输出电压平滑的构造。 这种形式的电路多用于小功率电源电路。电容器电子滤波器、电容器电子滤波器的原理： v2为正的半周，v2 vC时，VD1、VD3管导通，v2对c充电。到v2 vC为止，VD2、VD4的

6、管理导通，v2被充电到c中。 到-v2 vC为止，切断VD2、VD4的管，c上的电压经由负载进行放电。 如此继续充放电，维持输出电压的锯齿状变动。 滤波器输出电压：即，输出的直流电是滤波器前交流电的1.2倍。 没有滤波电容器时的波形、有滤波电容器时的波形、2 .电感电子滤波器：在整流电路的输出上连接电感，利用限制其电流变化的特征，可以使通过整流管的电流平滑化。 感应滤波器适用于负载电流大的情况。 若忽略电感器的直流电阻，则输出平均电压：uo (爱情动作片) 0.9u 2，对于电容电子滤波器的原理：直流成分XL=0相当于短路，电压的大部分下降到RL的间谐波成分，f越高XL越大，电压的大部分下降到

7、XL。 因此，在输出端获得了比较平滑的直流电压。 LC型电子滤波器、RC型电子滤波器在电容滤波后再接一级RC电子滤波器。 在电容器过滤器之后连接L-C型电子滤波器。 LC型电子滤波器的输出电压的波动系数比仅有LC滤波器时小，波形变得平滑。 作为改进其它滤波器特性的方法，L-C型电子滤波器将电容耦接到电感量滤波器的后级。 稳定作用电路的概念：稳定作用电路：对整流平滑后的直流电压采用负反馈技术使直流电压进一步稳定作用，同时直流电路因电力网变动、负载变化、温度变化等影响使输出电压稳定作用。 线性串联型稳压电源生物电流大，输出电压可连续调节，稳定作用性能优异。齐纳二极管稳定作用电路、常用稳定作用电路和

8、特征、电路最简单，但负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。 效率很高，现在使用的也很多，但是学时有限，所以在此不介绍。 集成稳定作用器将线性稳定作用电路、固定三端子稳定作用电路、开关稳定作用电路、串联稳压电源和保护电路一体化。 1 .齐纳二极管的恒压电路：利用恒压二极管的逆破坏特性进行恒压化，因为逆特性陡峭，有大的电流变化，所以只发生小的电压变化。 (使用齐纳二极管时，请务必加入限流电阻，确保电功耗不超过规定值。 否则会导致破损)。 (1)输入电压VI的增加必然导致VO的增加，即VZ的增加，其中IZ增加，IR增加，VR增加，以及输出电压VO减小。 该稳定作用过程可概括如下：在此减少。

9、 该稳定作用过程可以概括为： vivozirvo，二极管稳定作用电路的工作原理： (2)负载电流IL的增加必然引起IR的增加，即VR的增加，使VZ=VO减少，使IZ减少。 IZ的减小必然使IR减小，VR减小从而增加输出电压VO。 该稳定作用过程中，ILIRVRVZ、电容电子滤波器、2 .线性稳定作用电路：线性串联型稳压电源生物电流大，输出电压一般可连续调节，稳定作用性能优异。 目前，该稳压电源已成为单片集成电路，广泛应用于各种电子设备和电子电路。 线性串联型稳压电源的缺点是损耗大，效率低。 线性稳定作用电路的工作原理： 1输入电压发生变化，负载电流保持：当输入电压VI增加时，输出电压VO必然增

10、加，输出电压通过采样电路将一部分信号Vf与基准源极电压VREF进行比较，得到误差信号v。 在误差信号放大之后，利用VO1控制调整管的管电压降VCE的增加，以抵消输入电压增加的影响。 VIVOVfVO1VCEVO，3 .开关稳压器电路：开关型稳压电源的效率达到90%以上，成本低，体积小。 目前开关型稳压电源比较成熟，广泛应用于各种电子电路中。 开关型稳压电源的缺点是波动大，用于小信号放大电路时，也必须采用二级稳定作用对策。 配置：开关电源由调整管、电子滤波器、比较仪、三角波发生器、比较放大器和基准源等部分组成。开关型稳压电源的原理：图中的三角波发生器通过比较仪产生方形波VB，控制调整管的通断。

11、调整管导通后，会被感应充电。 调整管关闭时，必须在电感器的电流上设置漏电路径。 回流回流二极管d起到这种作用，有助于保护调整管。 根据电路图的布线，在三角波的宽度比比较放大器的输出小的情况下，比较仪输出高电平，对应的调整管的导通时间成为Ton，相反输出为低电平，与调整管的截止时间Toff对应。 为了稳定输出电压，在电压负反馈方式中引入反种子文件，确定基准源和比较放大器的布线。 假设输出电压增加，FVO增加，比较放大器的输出Vf减少，比较仪方波输出的Toff增加，调整管导通时间减少，输出电压降低。 起到了稳定化的作用。 通过改变比较器输出方形波的宽度(工作比)，可以控制输出电压值。 这种控制方式

12、被称为脉冲宽度调制(PWM )。 1调整管在开关状态下工作，电功耗大幅降低，电源效率大幅提高的2调整管在开关状态下工作，为了得到直流输出，必须在输出端施加滤波，通过3脉冲宽度的控制，可以简单地变更输出电压值。4多数情况下， 由于可以省去电源变压器，5个开关频率高，所以平滑电容器和平滑电感器的体积可以大大减小，开关型稳压电源的特征：4 .三端双向可控硅电路的概念：采用集成工艺，串联型稳定作用电路的采样电路、基准电压、比较放大电路、保护电路和调整管电路中的符号为：类型：三端双向可控硅7.8系列的三端双向可控硅输出固定的正电压，7.9系列的三端双向可控硅输出固定的负电压。 w17为三端子调整正输出综

13、合稳压器。 优点：体积小、重量轻、可靠性高，安装、调整方便。三端子稳定作用实物和符号、三端子稳定作用应用电路、图示电路可提供15 V电压的稳压电源。 将两个24 V的电源变压器的二次电压分别提供给两个格式整流器，2个1000 F电容器分别是2个桥式整流电路的平滑电容器。输出电压可调整的稳定作用电路、输出负电压的三端双向可控硅电路、输出正电压的三端双向可控硅电路、晶体管放大电路在对电路中的晶体管施加适当的电源电压时，会产生电流Ib、Ic、Ie。 在这种情况下，小Ib可以控制比它大100倍的Ic。 显然，Ic不是由晶体管制成的，而是通过电源电压在Ic的控制下供给的，是晶体管的能量转化作用(晶体管的

14、放大作用)。 如右图所示。 晶体管放大概念：电流放大作用的影像、发射极、集电极、基极、晶体管电路的三种连接方式：发射极放大电路、电路结构： C1:输入耦合电容、直流切断作用Rb1、Rb2:基极提供偏置电压的基极偏置电阻Re :发射极偏置Ce :发射极旁路电容器Rc :集电极偏置电阻，具有将集电极输出电极电流ie变换为集电极电压EC的输出的C2 :输出耦合电容具有隔离作用，将放大器和负载之间直流隔离，进行交流耦合。 公共发射极放大电路是晶体管放大电路中最常用的放大形式，在放大电路中，在输入信号ui经由C1耦合施加到晶体管b、e极之后，各极的电压、电流的大小全部基于直流产水量，多日式榻榻米根据ui

15、的变化而变化的交流量，在该情况下测试实验：放大电路的输入端发送f=1kHz、适当的正弦波信号，输出端用示波器观察输出电压波形。 实验的示意图如图所示。晶体管放大电路的主要性能指标： (1)电压放大率：放大电路的输出电压有效值与输入电压有效值之比；(2)电流放大倍数：放大电路的输出电流有效值与输入电流有效值之比；(3)功率放大率：放大电路的输出功率有效值与输入功率有效值之比。 晶体管放大电路的3个工作状态： (1)放大状态：发射极正偏置集电极反偏置，晶体管为放大状态；(2)截止状态：发射极正偏置集电极正偏置在饱和区域工作；(3)饱和状态：发射极反偏置集电极反偏置工作在截止区域。 多级直接耦合放大

16、电路，特点： (1)能够放大与交流平缓变化的直流信号；(2)容易集成化。 (3)各级静态工作点相互影响的基极和集电极电位随级数的增加而上升，两个单管放大电路是简单的直接耦合，特点：1.静态工作点相互独立，在个别元件电路中被广泛使用。 在IC集成电路不能制造大容量电容器，不便于集成化。 2 .无法放大直流和变化慢的信号的多级断路耦合放大电路、断路耦合放大电路、种子文件背的定义：将放大电路的输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部返回输入端，与输入信号进行多日式榻榻米称为种子文件背。 返回的信号削弱了输入信号的情况下，称为负反馈。 返回的信号增强了输入信号，称为正反馈。 负反馈放大电路，这里所说的

17、信号一般是交流信号，所以为了判断正的负反馈，判断种子文件反馈信号和输入信号的拓扑关系、同相是正反馈，反相是负反馈。 负反馈的作用：反馈电路是由基本放大器和反馈网络组成的闭环电路。 改善在电路中引起稳定的静态工作点的稳定倍率输入电阻和输出电阻，扩大通带，改善输出信号波形的作用。 交流种子文件背：种子文件背只作用于交流信号。 直流种子文件背：种子文件背只作用于直流信号。 可以在用作种子文件背的电阻的两端并联旁路电容器，以便只对直流起作用。 在种子文件背网络上串联连接直流电容器可以切断直流，此时种子文件背仅作用于交流。 将采样电阻种子文件回来，可以改变采样的大小。) 电压反馈：从输出电压信号中读取回

18、种子文件信号。 一般从后级放大器的集电极进行采样。 可稳定输出电压，减小输出电阻。 电流回种子文件：回种子文件信号取自输出电流信号。 一般从后级放大器的发射极进行采样。 可稳定输出电流，增大输出电阻。 Rf、RE1是种子文件背网络，种子文件背系数：自动增益控制电路(AGC )，概念：根据信号强度自动调整放大电路的增益的自动控制方法。 实现该功能的电路被简称为AGC环路。 AGC环路是闭环电子电路，是负反馈电路系统。 工作原理：检测放大电路的输出信号U0，在利用滤波器除去了次低频调制成分和噪声之后，将所产生的种子文件反馈量与比较仪刷新丙二烯量进行比较，产生用于控制增益控制放大器的电压Uc。 当输入信号Ui变大时，U0和Uc也变大