电子线路技术PPT

模拟电子技术基础

主讲教师:王河林

 办公室: 理A302, 理B307  手机: [1**********]

 Email: [email protected]

 学分：4.5

教学愿景

 认识到“电子技术很有用” —— 境界一，50分  学会设计电子线路与系统 —— 境界二，60分  对电子技术建立浓厚的兴趣 —— 境界三， 90分

没有任何兴趣爱好的人生是个杯具！！！

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教学愿景

 养成“主动积极”的习惯 —— 境界四， 100分

史蒂芬· 柯维：成功人士的必备习惯之一。 成绩与成功的关系？？ 学习上：主动提出问题，解决问题。 工作上：主动向上级汇报工作，积极争取机会。 家庭上：主动承担更多的责任

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参考文献及设计软件

 参考文献

1. 童诗白等， 《模拟电子技术基础》，高等教育出版社

2. 康华光等， 《数字电子技术基础》，高等教育出版社

 设计软件

1. Cadence 高速电路板设计软件

2. Multisim 仿真软件

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1 绪论

1.1 信号 1.2 放大电路模型 1.3 放大电路的主要性能指标

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概述

电子电路——由若干相互联接、相互作用的基本电 子电路组成的、具有特定功能的电路整体

模拟电子电路

分：

分立原件电路 集成电路

数字电子电路

模－数混合电路

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概述

数字电路——处理数字信号的电路称之, Digital Circuit 在时间和幅值上都是离散的信号，例如0、1数字量 模拟电路——处理模拟信号的电路称之, Analog Circuit 在时间和幅值上都是连续的信号，例如：

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概述

模拟电子技术基础——研究各种半导体器件的性能、电 路及其应用的学科。

生产实践中大量使用的收音机、录音机、示波器、信号 发生器、温控装置等，都属于模拟电路或模－数混合电路的 范围。 随着电子技术的飞速发展，分立元件电路正逐步被集成 电路所取代，模拟电路也逐步走向模－数混合化，但是，集 成电路的发展与分立元件电路、各种半导体器件的发展有着 密不可分的关系，所以，本课程以分立元件、小规模集成电 路的介绍为主。

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模电——“魔”电

教学方法： 课堂讲课 ——每章小结 ——思考题 ——作业 ——作业反馈 ——实验 ——答疑

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1.1 信号

1.信号： 信息的载体

温度、气压、风速、声音等 ——传感器（信号源） ——连续变化的电信号（模拟信号）

——放大、滤波 ——驱动负载（显示装置、扬声器等）

如何表达？

模拟电路最基本的 处理信号的功能

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微音器输出 的某一段信 号的波形

2. 电信号源的电路表达形式

戴维宁等效 诺顿等效

戴维宁等效：将信号源等效为一个理想电

压源与内阻相串联的 形式。

理想电压源：a、b端开路时的开路电压

内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、 b端往左看 进去的等效电阻。

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诺顿等效

将信号源等效为一个理想电流源与内阻相并联的形式。

理想电流源：a、b端短路时的短路电流

内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看 进去的等效电阻。

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等效电路

电压源等效电路

电流源等效电路

vs is  Rs

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简单的电信号可以用公式表达：

v(t )  Vm sin(ωt  θ )

复杂的电信号的表达依赖于其特征参数，这些 特征参数是设计电子系统的依据。 解决办法——频谱分析

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1.2 放大电路模型

由于模拟电路中传感器检测的信号一般很微弱， 所以，信号放大是模拟电路最基本的处理信号的功 能，由放大电路来实现。

放大电路也是构成模拟电路的基本单元电路。 本课程将介绍若干基本放大电路。

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1. 放大电路的符号

负载

vi ：输入电压 ii ：输入电流 vo ：输出电压

信号源

io ：输出电流

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模拟信号放大的描述

vo  Av vi

Av ：电压增益（电压放大倍数） ——电压放大电路

io  Ai ii vo  Ar ii

io  Ag vi

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Ai ：电流增益（电流放大倍数） ——电流放大电路 Ar ：互阻增益，单位： ——互阻放大电路 Ag ：互导增益，单位：S ——互导放大电路

2. 放大电路模型

A. 电压放大模型： vo  Av vi

Avo ——负载开路时的电压增益

Ro

—— 从负载端看进去的放 大电路的输出电阻

戴维宁等效

Ri ——输入电阻

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电压放大电路模型

由输出回路得

RL vo  Avovi Ro  RL

则电压增益为

vo RL Av   Avo vi Ro  RL

由此可见

RL 

Av 

即负载的大小会影响增益的大小

要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数）

Ro  RL

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理想情况 Ro  0

电压放大电路模型

另一方面，考虑到输入回路，信号源内阻 Rs与放大 电路输入电阻 Ri的分压作用，致使到达放大电路输入 端的信号电压受到衰减，实际输入电压有：

Ri vi  vs Rs  Ri

要想减小衰减，则希望…？

Ri  Rs

理想情况

Ri  

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电流放大电路模型

B. 电流放大模型（诺顿等效）

io  Ai ii

Ai ：电流增益 (电流放大倍数)

Ais —— 负载 短路时

的电流增益

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电流放大电路模型

由输出回路得

Ro io  Aisii Ro  RL

则电流增益为

io Ro Ai   Ais ii Ro  RL

由此可见 RL 

Ai 

理想情况 Ro  

要想减小负载的影响，则希望…？

Ro  RL

Rs 由输入回路得: ii  is Rs  Ri

要

想减小对信号源的衰减，则希望„？ Ri  Rs

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理想情况 Ri  0

其它放大电路模型

C. 互阻放大模型（自学）

D. 互导放大模型（自学）

注意：图1.4.2的电路模型可以由戴维宁－诺顿等效变换 原理进行互换，但一般根据电路概念明确的原则选择等 效电路。 E. 隔离放大电路模型（抗干扰）

输入输出回路没有公共端

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1.3 放大电路的主要性能指标

1. 输入电阻

vi Ri  ii

Ri ——输入电阻

测量电路：

vt Ri  it

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输入电阻 输入电阻决定放大电路对信号源的衰减。 对输入为电压信号的放大电路，输入电阻越大 越好；

对输入为电流信号的放大电路，输入电阻越 小越好。

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2. 输出电阻

所有电压源短路、 电流源开路时，从 负载端往左看进去 的等效电阻。

测量电路：

Ro ——输出电阻

vt Ro  it

vs  0, RL 

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另一测量方法：

负载开路时，测得 开路电压：

v o  A vo vi

接上负载时，测得负载电压：

RL RL vo  Avovi  v o Ro  RL Ro  RL

v o R  (  1) RL 运算得： o vo

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输出电阻

输出电阻决定放大电路带负载的能力。 输出量（电压、电流）随负载变化的程度。 对输出量为电压信号的放大电路，输出电阻越小越好； 对输出量为电流信号的放大电路，输出电阻越大越好。

注意： 输入、输出电阻为交流参数，即线性运用情况下 的交流电阻

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3. 增益

反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量 转换为输出信号能量的能力。 io io vo vo A  A  A  A  四种增益 i g v r ii vi vi ii

其中 Av、Ai 常用分贝（dB）表示。

vo 电压增益  20lg Av  20lg vi io 电流增益  20lg Ai  20lg ii Po 功率增益  10lg AP  10lg Pi

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(dB) (dB)

(dB)

4. 频率响应

V0  j  AV  Vi  j 



幅频响应



相频响应

AV  AV     

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5. 非线性失真

非线性失真是由放大器件引起的失真。

(a) 分立元件（三极管），设计时要使其工作在线性区。

(b) 集成运放，当输出信号的幅值接近双电源值时， 将引起非线性失真（饱和失真）。

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本章小结

1. 信号源的两种电路表达形式：戴维宁、诺顿。 2. 放大电路的4种形式及其等效电路模型。 3. 放大电路的主要性能指标（交流）：Ri、RO、 增益。

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作业

1.2.1 (1) (3) 1.4.1 1.5.1 1.5.2 1.5.3

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