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时间:2018-11-08
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1、一、放大电路分析基础1、放大的概念及放大电路的性能指标将微弱的电信号通过放大电路(也称放大器)放大到具有足够大的功率去推动负载,这就是放大。放大的本质是能量的控制和转换;即在输入信号作用下,通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量,使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。(衡量放大电路性能的优劣)任何放大电路均可看成为二端口网络。1、放大倍数(直接衡量放大电路放大能力的重要指标)电压放大倍数:输出电压与输入电压之比,即A电流放大倍数:输出电流与输入电流之比,即2、输入电阻输入电阻是从放大电路输入端看进去的交流等效电阻,定义为输入电压有效值和输入电流有
2、效值之比,即越大,表明放大电路所得到的输入电压越接近信号源电压;即信号源内阻上的电压越小,信号电压损失越小。3、输出电阻输出电阻就是负载开路时从放大电路输出端看进去的交流等效内阻。输出电阻越小,负载电阻变化时,输出电压的变化越小,称为放大电路的带负载能力越强。4、通频带(衡量放大电路对不同频率信号的放大能力)由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应,使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降,并产生相移。图为某放大电路放大倍数的数值与信号频率的关系曲线,称为幅频特性曲线,图中为中频放大倍数的数值。之间形成的频带称为放大电路的通频带通频带越宽,表明放大电路
3、对不同频率信号的适应能力越强。5、非线性失真系数输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数。设基波幅值为、谐波幅值…则6、最大不失真输出电压当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。7、最大输出功率与效率在输出信号不失真的情况下,负载上能够获得的最大功率。此时,输出电压达到最大不失真输出电压。直流电源能量的利用率称为效率,设电源消耗的功率为则效率等于最大输出功率与之比,即2、放大电路的组成及工作原理一、组成原则(1)电源极性必须使放大管处于放大状态,即e结正偏,c结反偏。(2)输入回路应使交流信号电压能加到管子上,使产生交流电流(3)输
4、出回路应使输出电流尽可能多地流到负载上,减少其他分流;(4)为了保证放大电路不失真地放大信号,必须在没有外加信号时使放大管有一个合适的静态工作点,称之为合理的设置静态工作点。设置静态工作点的必要性?为什么放大的对象是动态信号,却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压?输出电压必然失真!设置合适的静态工作点,首先要解决失真问题,但Q点几乎影响着所有的动态参数!静态工作点Q设置得不合适,会对放大电路的性能造成影响。若Q点偏高,当ib按正弦规律变化时,Q'进入饱和区,造成ic和uce的波形与ib(或ui)的波形不一致,输出电压uo(即uce)的负半周出现平顶畸变,
5、称为饱和失真;若Q点偏低,则Q"进入截止区,输出电压uo的正半周出现平顶畸变,称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。 二、基本共射放大电路VBB、Rb:使UBE>Uon,且有合适的IB。VCC:使UCE≥Uon,同时作为负载的能源。Rc:将ΔiC转换成ΔuCE(uo)。C1C2:隔直耦合电容动态信号作用时:基本共射放大电路的工作原理三、工作点稳定电路的分析方法1、静态工作点稳定的必要性静态工作点不但决定了电路是否会产生失真,而且还影响着电压放大倍数、输入电阻等动态参数。晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线实际上,电源电压的波动、元件的老化以及温度变化所引
6、起晶体管参数的变化,都会造成静态工作点的不稳定,从而使动态参数不稳定,有时电路甚至无法正常工作。在引起Q点不稳定的诸多因素中,温度对晶体管参数的影响是最为主要的。二、典型的静态工作点稳定电路1、固定分压式工作点稳定电路的形式Rb1Rb2为固定分压偏置电阻,Re为射极电阻,Ce为旁路电容,在交流通路中可视为短路2、Q点稳定原理电路中,B点的电流方程为I2=I1+IBQ为了稳定Q点,通常情况下,参数的选取应满足I1>>IBQ因此,I1I2≈I2,因而B点电位公式表明基极电位几乎决定于与对的分压,而与环境温度无关,即当温度变化时,基本不变。2、多级放大电路各极之间通过耦合
7、电容及下级输入电阻连接。优点:各级静态工作点互不影响,可以单独调整到合适位置;且不存在零点漂移问题。缺点:不能放大变化缓慢的信号和直流分量变化的信号;且由于需要大容量的耦合电容,因此不能在集成电路中采用。中频段:电压放大倍数近似为常数。低频段:耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大,以致不可视为短路,因而造成电压放大倍数减小。高频段:晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的容抗减小,以致不可视为开路,也会使电压放大倍数降低。除了电压放大倍数会随频率而改变外,在低频和高频段,输出信号对输入信号的相位移也要随频率而改变。所以在整个频率范围内,电压放大倍数和相位移都将是频率
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