模拟电子技术小结ppt.ppt

半导体基础知识二极管的工作原理、分析方法三极管的工作原理、分析方法场效应管的工作原理、分析方法 基本放大器差分放大器集成运算放大器负反馈放大器功率放大器器件器件:放大器放大器:本课程的基本内容本课程的基本内容电电信信号号的的时时域域与与频频域域表表示示 A A.正正弦弦信信号号时域时域频域频域最简单的信号：最简单的信号：经经常常作作为为标标准准信信号号用用来来对对模模拟拟电电路路进进行行分分析和测试析和测试!1.2 信号的频谱信号的频谱 1.4 放大电路模型放大电路模型 模型模型 等效电路（端口特性不变）等效电路（端口特性不变）F 输入端口特性可以等效为一个输入电阻输入端口特性可以等效为一个输入电阻F 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式1.电压放大模型电压放大模型问题问题?(1)Ii=?(2)RL vO AV 输入端口特性输入端口特性输入回路对信号源的衰减输入回路对信号源的衰减输入电阻输入电阻要想减小衰减，则希望要想减小衰减，则希望？理想理想 输输出出回回路路可可等等效效为为非理想的电压源非理想的电压源负载开路时的负载开路时的 电压增益电压增益输出电阻输出电阻由输出回路得由输出回路得要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？理想理想输出开路（RL=）时的电压增益 适用于信号源内阻适用于信号源内阻RS较小，负载电较小，负载电阻阻RL较大的场合。较大的场合。2.运放的电路模型运放的电路模型 2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器vPvNPriNV+V-vOAVO(vP-vN)rOAVO：通常很高，在通常很高，在104以上以上ri：通常很大，在通常很大，在106以上以上rO：通常很小，在通常很小，在100以下以下电路模型中的输出电压电路模型中的输出电压vO，不不可能超过正负电源电压可能超过正负电源电压。vO的正饱和极限值的正饱和极限值+VOm=V+,负饱和极限值负饱和极限值-Vom=V-。3.虚短与虚断虚短与虚断vovpviANPvnR2R1vf1)虚短虚短因为因为Avo，则则vid=vP-vn=vo/Avo0，vid当其中一个输入端接地时，另一个输当其中一个输入端接地时，另一个输入端也为零电位，称为入端也为零电位，称为“虚地虚地”。(imaginary ground)。所以所以vp=vn。这样，两个。这样，两个输入端可以认为是虚连输入端可以认为是虚连接，称为接，称为“虚短虚短”。2.3.1 同相同相(比例比例)放大器放大器例例2.4.1 高输入电阻的差分放大电路如图所示，高输入电阻的差分放大电路如图所示，求输出电压求输出电压Vo2的表达式，并说明该电路的特点。的表达式，并说明该电路的特点。R1R21R22R22R2R2vi1vo2vi2vo1+-A1A2+-第一级第一级A1:同相比例放大同相比例放大第二级第二级A2:差分放大差分放大vn2vp2第二级第二级:方法一方法一解得解得:回忆同相比例放大电路的输入、输出阻抗特性？回忆同相比例放大电路的输入、输出阻抗特性？Ri,Ro0较好的输入较好的输入和输出阻抗特性。和输出阻抗特性。本章作业本章作业一、2.1.1，2.3.1(a),(b)，2.3.2二、2.3.3，2.4.2，2.4.4，三、运放的复杂电路分析 2.4.5，2.4.6，2.4.7，2.4.8，2.4.9四、积分电路:2.4.8，2.4.93.3 3.3 二极管二极管3.3.2 3.3.2 二极管的二极管的V-IV-I特性特性导通压降导通压降:硅管硅管 0.7V,锗管锗管 0.2V。死区电压死区电压Vth 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V反向击穿反向击穿电压电压VBR反向漏电流反向漏电流(很小，很小，A级级)模型分析应用举例模型分析应用举例二、静态工作情况分析二、静态工作情况分析例例3.4.3 设简单硅二极管基本电路如图所示，设简单硅二极管基本电路如图所示，R=10k,图图b是它的习惯画法。对是它的习惯画法。对于下列两种情况，求电路的于下列两种情况，求电路的ID和和VD的值的值:(1)VDD=10V;(2)VDD=1V。在每种情况。在每种情况下，应用理想模型、恒压降模型和折线模型求解。设折线模型中下，应用理想模型、恒压降模型和折线模型求解。设折线模型中rD=0.2k理想模型理想模型当当VDD=10VID=VDD/R=1mAvD=0V当当VDD=1VID=VDD/R=0.1mAvD=0V模型分析应用举例模型分析应用举例三、限幅电路三、限幅电路例例3.4.4 一限幅电路如图所示，一限幅电路如图所示，R=1k,VREF=3V,二极管为硅二极管。二极管为硅二极管。分别用理想模型和恒压模型求解分别用理想模型和恒压模型求解:(1)当当vI=0V,4V,6V时，求相应的时，求相应的电压输出电压输出vo的值。的值。(2)当当vI=6sint时，绘出输出电压的波形。时，绘出输出电压的波形。viVREFDvO(a)R理想模型理想模型viVREFDvO(b)R恒压降模型恒压降模型viVDDvO(c)RVREF(1)理想模型理想模型vI=0V时，二极管截止，时，二极管截止，vo=0VvI=4V时，二极管导通，时，二极管导通，vo=vREF=3VvI=6V时，二极管导通，时，二极管导通，vo=vREF=3V(2)恒压降模型恒压降模型vI=0V时，二极管截止，时，二极管截止，vo=0VvI=4V时时,二极管导通二极管导通,vo=vREF+VD=3.7VvI=6V时时,二极管导通二极管导通,vo=vREF+VD=3.7V掌握判断二极管导通还是断开的方法掌握判断二极管导通还是断开的方法模型分析应用举例模型分析应用举例三、限幅电路三、限幅电路(2)当当vI=6sint时，绘出输出电压的波形。时，绘出输出电压的波形。viVREFDvO(a)R理想模型理想模型viVREFDvO(b)R恒压降模型恒压降模型viVDDvO(c)RVREF(1)理想模型理想模型(2)恒压降模型恒压降模型t第三章第三章 二极管及其基本电路二极管及其基本电路一、3.4.3、3.4.4、3.4.7、3.4.8、3.4.10本章作业本章作业二、3.5.1、3.5.2、3.5.3第4章BJT及电压放大器三极管的基本性能基本电压放大器的分析静态分析求什么？动态分析求什么？4.1 BJTBJT的电流分配关系的电流分配关系上式表示控制输入电流就能控制上式表示控制输入电流就能控制输出电流。输出电流。BJT又称为电流控制器件。又称为电流控制器件。IE是受正向偏置电压是受正向偏置电压vBE控制的，所以控制的，所以IC，IB也是受也是受vBE控控制的。这样就可以把加载制的。这样就可以把加载be端的小信号放大。端的小信号放大。4.1 BJT4.1.3 BJT4.1.3 BJT的的的的V-IV-I特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线1.共射极连接时共射极连接时输出特性曲线 iC=f(vCE)iB=常数 iC是输出电流，vCE是输出电压。放大区：放大区：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏截止区：截止区：IB=0以下的区域。饱和区：饱和区：发射结和集电结均为正偏。发射结和集电结均为正偏。iB对iC的控制减弱，iC随着vCE的变化而迅速变化。条件:vCEVbVe三极管的基本接法三极管的基本接法三极管的基本接法三极管的基本接法共集电极接法共集电极接法：集电极作为公共端；集电极作为公共端；共基极接法：共基极接法：基极作为公共端。基极作为公共端。共发射极接法共发射极接法：发射极作为公共端；发射极作为公共端；4.1 BJT 无论哪种接法都必须使发射极正偏，无论哪种接法都必须使发射极正偏，集电极反偏，才能使集电极反偏，才能使BJT有放大作用。有放大作用。4.2 基本共射极放大电路4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理直流通路和交流通路 (a)直流通路 1.直流通路直流通路 将放大电路中的电容视为开路，电感视为短将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。它又被称为静态分析。路即得。它又被称为静态分析。2.交流通路交流通路:将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视为短路即得。它又被称为动态分析。为短路即得。它又被称为动态分析。(b)交流通路4.3 放大电路的分析方法一、一、静态工作点分析静态工作点分析IBQ、ICQ和和VCEQ 是静态工作状态的三个量是静态工作状态的三个量，用用Q表示。在表示。在测试基本放大电路时，测量三个电极对地的电位测试基本放大电路时，测量三个电极对地的电位VB、VE和和VC即可确定三极管的静态工作状态即可确定三极管的静态工作状态。(1)估算工作点估算工作点:(Q点点)硅:VBE=0.7V锗:VBE=0.2V4.3 放大电路的分析方法4.3.2 小信号模型小信号模型 用解析法分析动态工作情况用解析法分析动态工作情况2.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路(3)求电压增益求电压增益Av4.3 放大电路的分析方法4.3.2 小信号模型小信号模型 用解析法分析动态工作情况用解析法分析动态工作情况2.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路(4)求输入电阻求输入电阻RiRi4.3 放大电路的分析方法4.3.2 小信号模型小信号模型 用解析法分析动态工作情况用解析法分析动态工作情况2.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路(5)求输出电阻求输出电阻Ro4.4 放大电路静态工作点的稳定问题4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路2.2.QQ点的估算点的估算点的估算点的估算VBVBRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLi1i2iB+VCCvivo+iCRS+VE4.4 放大电路静态工作点的稳定问题4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路3.3.动态性能分析动态性能分析动态性能分析动态性能分析对地对地对地对地短路短路短路短路短路短路短路短路VBRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLi1i2ib+VCCvivo+iCRS+VE例例1：解：解：求电路的静态参数（IB、IC、VCE)，及动态参数（AV、Ri、Ro)。有旁路电容有旁路电容Ce4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路第5章场效应管基本概念，电路符号电压控制电流小信号模型第6章差动放大器的用途差动的基本概念差动5 场效应管放大电路场效应管放大电路三极管是利用基极电流来控制集电极电流三极管是利用基极电流来控制集电极电流的，是电流控制器件。的，是电流控制器件。场效应管是一种电压控制控制管子的输出场效应管是一种电压控制控制管子的输出电流，它只用信号源电压的电场效应，来电流，它只用信号源电压的电场效应，来控制管子的输出电流，是电压控制器件控制管子的输出电流，是电压控制器件FET场效应管场效应管JFETMOSFET场效应管的场效应管的分类：分类：5 场效应管放大电路场效应管放大电路Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor金属金属-氧化物氧化物-半导体场效应管半导体场效应管Junction Field Effect Transistor结型场效应管结型场效应管耗尽型耗尽型增强型增强型P沟道沟道N沟道沟道P沟道沟道N沟道沟道3.V-I 特性曲线和大信号特性方程特性曲线和大信号特性方程5.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET1)输出特性输出特性截止区截止区无论无论vDS多大，多大，iD=0可变电阻区可变电阻区3.V-I 特性曲线和大信号特性方程特性曲线和大信号特性方程5.1.1 N沟道增强型沟道增强型MOSFET2)转移特性转移特性 vGS对漏极电流的控制关系对漏极电流的控制关系可用可用 iD=f(vGS)vDS=const 这一曲线描述，称为转移特性这一曲线描述，称为转移特性曲线。曲线。u vGS VT，形成导电沟道，形成导电沟道;VT 2VTIDOvGS/ViD/mAO说明说明:u 随随着着vGS的的增增加加，导导电电沟沟道道变变宽宽，电电子子越越来来越越多多，电电阻逐渐减小，阻逐渐减小，vDS一定的条件下，一定的条件下，iD逐渐增大。逐渐增大。工作条件：工作条件：vDS 0；vGS 正、负、零均可正、负、零均可iD/mAvGS/VOVP(a)转移特性转移特性IDSS耗尽型耗尽型 MOS MOS 管的符号管的符号SGDB(b)输出特性输出特性iD/mAvDS/VO+1VVGS=0-3 V-1 V-2 V43215101520N 沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET5.1.2 N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSFET2.V-I 特性曲线和大信号特性方程特性曲线和大信号特性方程MOSFET符号符号增强型增强型耗尽型耗尽型GSDSGDP沟道沟道GSDN沟道沟道GSD 直接耦合放大电路的一对矛盾直接耦合放大电路的一对矛盾放大倍数越大，输出的零放大倍数越大，输出的零 漂越大。漂越大。产生零点漂移的主要原因产生零点漂移的主要原因温度变化，这也是最难克服的温度变化，这也是最难克服的 因素因素 抑制零漂的主要方法抑制零漂的主要方法 1)选用高质量的硅管；选用高质量的硅管；2)利用热敏元件补偿；利用热敏元件补偿；3)采用差分式放大电路这是一种采用差分式放大电路这是一种 有效抑制零漂的措施有效抑制零漂的措施.6.2 差分式放大电路差分式放大电路6.2 差分式放大电路差分式放大电路6.2.1 差分式放大电路的一般结构2.差模和共模信号的概念差模信号：是指在两个输入端加差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。幅度相等，极性相反的信号。共模信号共模信号：是指在两个输入端加：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。幅度相等，极性相同的信号。任意输入信号幅度、极性都是任意的，它可以分解为一对差模任意输入信号幅度、极性都是任意的，它可以分解为一对差模信号和一对共模信号的组合。信号和一对共模信号的组合。6.2 差分式放大电路差分式放大电路6.2.1 差分式放大电路的一般结构2.差模和共模信号的概念 任意输出信号也可以分解为一对差模信号和一对共模信号的组任意输出信号也可以分解为一对差模信号和一对共模信号的组合。合。对一般放大电路，对输入信号中的共模信号和差模信号都有放大作用。前面的温漂对同样的器件变化是一致的，温漂信号是一种共模信号。我们的目标是设计一种只放大差模信号而抑制共模信号的电路。差模电压差模电压增益增益共模电压共模电压增益增益共模抑制比共模抑制比根据根据1、2两式又有两式又有差模信号差模信号共模信号共模信号差模电压增益差模电压增益共模电压增益共模电压增益总输出电压总输出电压 概念概念第7章7.1反馈的基本类型和分类7.2反馈的四种组态反馈电路的判别负反馈对放大电路的影响输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）7.1.1 什么是反馈什么是反馈框图框图反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开开环环 无无反反馈馈通通路路闭闭环环 有有反反馈馈通通路路基本放大电路的增益基本放大电路的增益反向传输系数反向传输系数交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈：直流反馈：反馈只对直流起作用。反馈只对直流起作用。若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可，可以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。号均起作用。7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈判判别别方方法法：瞬瞬时时极极性性法法。即即在在电电路路中中，从从输输入入端端开开始始，沿沿着着 信信号号流流向向，标标出出某某一一时时刻刻有有关关节节点点电电位位的的瞬瞬时时极极性性 （用用“+”、“-”号号表表示示），判判断反馈信号是削弱还是增强了将输入信号。断反馈信号是削弱还是增强了将输入信号。净输入量减小净输入量减小净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联串串联联:输输入入以以电电压压形形式式求求和和(KVL)(KVL)-vi i+vidid+vf f=0即即 vidid=vi i-vf f并联并联也可以用下列方式判断：也可以用下列方式判断：输入信号和反馈信号分别加在两个输入端输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相同相和反相)上的，是上的，是串联串联反馈反馈；加在同一输入端；加在同一输入端(同相或反相同相或反相)上的，是上的，是并联反馈并联反馈。并并联联:输输入入以以电电流流形形式式求求和和(KCL)(KCL)ii i-iidid-if f=0 即即 iidid=ii i-if fRs越小越好越小越好Rs越大越好越大越好电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定。端的取样对象决定。电压反馈：反馈信号电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即与输出电流成比例，即xf=Fio 并联结构并联结构串联结构串联结构7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCL）：）：iidid=ii i-if f 稳定输出电流稳定输出电流 电流控制的电流源电流控制的电流源特点：特点：例7.2.2 如图的放大电路中，(2)哪些是交流负反馈？分别是什么组态?+C1RB1RC1RC2RE2CE2C2+VCCvovi+T1T2RFRE1RB2vbe1vfRE1上有两种交流负反馈上有两种交流负反馈:(2)RL2)是是 vo经经RE1分压后的分压后的.1)是取自是取自ic，由本级，由本级 iE1产生的产生的;交流电流串联负反馈交流电流串联负反馈交流电压串联负反馈交流电压串联负反馈RE2上无交流负反馈上无交流负反馈(旁路电容短路旁路电容短路)。例：试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。电流并联负反馈电流并联负反馈解：解：根据瞬时极性法判断 输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联负反馈。输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联负反馈。反馈信号和输入信号加于输入回路同一点同一点时，瞬时极性相反相反是负反馈。反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。7.4 负反馈对放大电负反馈对放大电路性能的影响路性能的影响7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 特别注意表特别注意表7.4.1的内容的内容增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响end8.1 功率放大电路的一般问题功率放大电路的一般问题2.功率放大电路提高效率的主要途径功率放大电路提高效率的主要途径1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象用用作作放放大大电电路路的的输输出出级级，以以驱驱动动执执行行机机构构。如如使扬声器发声、继电器动作、使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等仪表指针偏转等。例例1：扩音系统扩音系统执行机构执行机构功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取1)功率放大电路的主要作用功率放大电路的主要作用1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象2)功率放大电路的主要特点功率放大电路的主要特点 功功率率放放大大电电路路是是一一种种以以输输出出较较大大功功率率为为目目的的的的放放大大电电路路。因因此此，要要求求同同时时输输出出较较大大的的电电压压和和电流。电流。管子工作在接近极限状态。管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，带负载能力要强。一般直接驱动负载，带负载能力要强。共同点共同点不同点不同点放大电路放大电路功率放大功率放大电路电路从能量控制从能量控制观点看，实观点看，实质上都是能质上都是能量转换电路量转换电路 对电压放大电路的主要要求是对电压放大电路的主要要求是:使负使负载得到不失真的载得到不失真的电压信号电压信号，主要讨论，主要讨论的是的是电压增益电压增益、输入输入和和输出电阻输出电阻等。等。功率放大电路则主要要求功率放大电路则主要要求:获得一定的获得一定的不失真不失真(或失真较小或失真较小)的的输出功率输出功率，通常是，通常是在大信号状态下工作，因此它主要讨论的在大信号状态下工作，因此它主要讨论的是是输出功率、管耗、效率输出功率、管耗、效率等在电压放大电等在电压放大电路中未曾出现的特殊问题路中未曾出现的特殊问题.3)要解决的问题要解决的问题(1)要求输出功率要求输出功率PO尽可能的大。功放电路中电流、尽可能的大。功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值过晶体管的极限值:ICM 、VCEM 、PCM。ICMPCMVCEMIcuce1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象3)要解决的问题要解决的问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象(3)电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。(2)电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。）。Pomax:负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PV：电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。(4)功率器件的散热问题功率器件的散热问题管子的保护管子的保护。4)提高效率的途径提高效率的途径F 降低静态功耗，即减小静态电流。降低静态功耗，即减小静态电流。1.功率放大电路的特点及主要研究对象功率放大电路的特点及主要研究对象 根根据据功功放放管管在在正正弦弦信信号号整整个个周周期期内内的的导导通通情情况况，可可将将其其工工作状态分为：甲类放大、乙类放大、甲乙类放大三种状态。作状态分为：甲类放大、乙类放大、甲乙类放大三种状态。甲类放大射极输出器，25%乙类放大有交越失真，78.5%甲乙类放大克服交越失真，9.1 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类9.5 正弦波振荡电路的振荡条件正弦波振荡电路的振荡条件9.2 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路9.6 RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路9.7 LC正弦波振荡电路正弦波振荡电路振荡频率，振荡器的构成9.1 滤波电路的基本概念与分类滤波电路的基本概念与分类2.分类分类end低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）例例1 下列几种情况应选择什么类型的滤波器下列几种情况应选择什么类型的滤波器?1.有用信号频率为有用信号频率为100Hz2.有用信号频率低于有用信号频率低于400Hz3.希望抑制希望抑制50Hz交流电源的干扰交流电源的干扰4.希望抑制希望抑制500Hz以下的信号以下的信号带通（BPF）低通（LPF）带阻（BEF）高通（HPF）9.2 一阶有源滤波电路一阶有源滤波电路1.低通滤波电路传 递 函数特征角频率故，幅频响应为:复频率9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器常用的正弦波振荡器LCLC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路:输出功率大、频率高。输出功率大、频率高。输出功率大、频率高。输出功率大、频率高。RCRC振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路:输出功率小、频率低。输出功率小、频率低。输出功率小、频率低。输出功率小、频率低。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。接近开关等。接近开关等。接近开关等。9.5 正弦波振荡电路的振荡条件1.振荡条件AF=a+f=2n幅度平衡条件幅度平衡条件 相位平衡条件相位平衡条件 n=0,1,2大小相等大小相等相位一致相位一致end4放大电路（包括负反馈放大电路）4.振荡电路基本组成部分4反馈网络（构成正反馈的）4选频网络（选择满足相位平衡条件的一个频率。经常与反馈网络合二为一。）4稳幅环节9.5 正弦波振荡电路的振荡条件分类：分类：RCRC振荡电路、振荡电路、LCLC振荡电路、石英晶体振振荡电路、石英晶体振荡电路荡电路 end采用非线性元件二极管稳幅原理稳幅起振时稳幅环节稳幅环节9.6 RC正弦波振荡电路4.稳幅措施电源变压器:将交流电网电压v1变为合适的交流电压v2。整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路v1v2v3v4vo整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整流电路:将交流电压v2变为脉动的直流电压v3。滤波电路:将脉动直流电压v3转变为平滑的直流电压v4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压vo的稳定。电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。引言引言10.1.1 单相桥式整流电路3.3.纹波系纹波系数数2.2.V VL L和和I IL L4.4.平均整流电流平均整流电流5.5.最大反向电压最大反向电压10.1.1 单相桥式整流电路3.3.纹波系纹波系数数2.2.V VL L和和I IL L4.4.平均整流电流平均整流电流5.5.最大反向电压最大反向电压特点10.1.2 滤波电路1.1.电容滤波电电容滤波电路路1.二极管的导电角 ，流过二极管的瞬时电流很大。2.负载直流平均电压VL升高d=RLC 越大，VL 越高，纹波越小为得到比较平滑的负载电压，一般取为得到比较平滑的负载电压，一般取:3.直流电压 VL 随负载电流增加(即随RL的减小)而减少。负载RL滤波电容C输出电压Vo开路(无负载)C=定值RL(有负载)无滤波电容RL(有负载)C=定值VL=(1.1 1.2)V2例：例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL=200，要求直流输出电，要求直流输出电压压VL=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压:变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值:v2RLvo+C解：解：1.1.选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管可选用二极管2CP11IOM=100mA VRM=50V 例例、电路图如图所示，已知：例、电路图如图所示，已知：Vz=6V,R1=2k,R2=1k,R3=2k,VI=30V,T的电的电流放大倍数流放大倍数=50.试求试求:(1)电压的输出范围电压的输出范围(2)当当Vo=15V,RL=150时，调整管时，调整管T的管耗和运放的输出电流。的管耗和运放的输出电流。VITR2VZRLVO+R3+VB+DZ+Vf+R1(1)(2)