[工学]模拟电路备课笔记

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1、1绪论1.1信号电子系统：由若干相互联接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。图1.1.1电子系统组成框图信号源的等效：(a)戴维宁等效(b)诺顿等效图1.1.2信号源的等效1.2信号的频谱周期信号：只要满足狄利克雷条件都可以展开成傅里叶级数。许多周期信号的频谱都由直流分量、基波分量以及无穷多项高次谐波分量所组成。非周期信号：运用傅里叶变换可将表达为一连续频率函数形式的频谱。可以用FFT将非周期时间函数信号的频谱函数迅速求出。1.3模拟信号和数字信号按时间和幅值的连续性和离散性把信号分为4类：时

2、间连续、数值连续信号：模拟信号时间离散、数值连续信号：取样信号时间离散、数值离散信号：A/D输出，数字信号（只存在高低两种电平，分别代表二元编码中的1和0）时间连续、数值离散信号：D/A输出1.4放大电路模型1．模拟信号放大放大：最基本的模拟信号处理功能构成其他功能模拟电路（滤波、振荡、稳压等）的基本单元电路。放大含义：放大电信号（将微弱的电信号增强到人们所需要的数值）+信号不失真（放大后信号波形与放大前基本相同）放大的本质：102通过输入信号的控制，使放大电路能将直流能源的能量转化为较大的输出能量，去推动

3、负载。2．放大电路模型放大电路四种类型：图1.4.1放大电路的表示电压放大电路为电压增益电流放大电路为电流增益互阻放大电路为互阻增益互导放大电路为互导增益电压放大电路模型：图1.4.2电压放大电路模型为输出开路（）时的电压增益。电压放大电路适用场合：信号源内阻Rs较小且负载电阻RL较大。许多工业控制设备及医疗设备，采用隔离放大。输入和输出之间有无公共参考点对内容讨论没有影响。电流放大电路模型：图1.4.3电流放大电路模型为输出短路（RL=0）的电流增益。102电流放大电路适用场合：信号源内阻Rs较大而负载电

4、阻RL较小。互阻放大和互导放大电路模型：(a)互阻放大(b)互导放大图1.4.4互阻放大和互导放大电路模型称为输出开路时的互阻增益，称为输出短路的互导增益。四种电路模型相互之间可以实现任意转换。1.1放大电路的主要性能指标主要性能指标：输入电阻、输出电阻、增益、频率响应和非线性失真。其他指标：最大输出功率、效率、信号噪声比、抗干扰能力。1．输入电阻：输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号吸取信号幅值的大小。输入为电压信号的放大电路（电压放大和互导放大），Ri愈大，则放大电路输入端的值愈大。输入为电流信号的放

5、大电路（电流放大和互阻放大），Ri愈小，注入放大电路的输入电流愈大。可假定在输入端外加一测试电压，计算或测量电流，则图1.5.1输入电阻测试2．输出电阻Ro：决定它带负载的能力。102输出为电压信号的放大电路（电压放大和互阻放大），Ro愈小，负载电阻RL对输出电压影响愈小。多用于信号的前置放大和中间级放大。输出为电流信号的放大电路（电流放大和互导放大），Ro愈大，负载电阻RL对输出电流的影响愈小。通常用于电子系统的输出级。图1.5.2输出电阻测试在信号源短路（=0，保留Rs）和负载开路的条件下，放大电路的输

6、入电阻和输出电阻不是直流电阻，而是在线性运用情况下的交流电阻。3．增益：对数增益，基本单位为B（贝尔，Bel），十分之一单位dB（分贝）。电压增益=20lg

7、

8、dB电流增益=20lg

9、

10、dB功率增益=10lgdB功率与电压（或电流）的平方成比例对数方式表达放大电路增益的优点：当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时，可大大扩大增益变化范围计算多级放大电路的总增益时，可将乘法化为加法进行运算4．频率响应及带宽放大电路的频率响应：在输入正弦信号情况下，输出随频率连续变化的稳态响应。幅频响应：AV（ω）表示电压增益

11、的模与角频率之间的关系。相频响应：（ω）表示放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率之间的关系。图1.5.3放大电路的幅频响应102中频区：幅频响应中间平坦的一段。半功率点：输入信号幅值保持不变，增益下降3dB的频率点(其输出功率约等于中频区输出功率的一半)。放大电路的带宽：幅频响应的高、低两个半功率点间的频率差，BW=fH—fLfH为上限频率，fL下限频率。直流（直接耦合）放大电路下限频率为零。(a)幅度失真(b)相位失真图1.5.4频率失真幅度失真：放大电路对不同频率的信号增益不同相位失真：放大电

12、路对不同频率的信号产生的相移不同。幅度失真和相位失真总称为频率失真，属于线性失真（线性电抗元件引起）。5．非线性失真：放大电器件的非线性特性引起（饱和失真、截止失真）。向放大电路输入标准的正弦波信号，可以测定输出信号的非线线失真。非线性失真系数：Vo1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值。102运算放大器1.1集成电路运算放大器1.1.1内部组成单元图2.1.1集成电路运算放大器内部结构框