第一篇:模电(模拟电子技术基础)实习报告.
中国地质大学(武汉)
电子线路教学实习
报告书
姓 名: 专 业: 班级学号: 学 号: 指导老师:
目 录
一.前言******************************************************** 4 二.实习目的***************************************************** 4 三.电子元件焊接********************************************** 4 3.1焊接步骤************************************************** 4 3.2操作示意图************************************************ 5 3.3焊接要领************************************************** 6 四.基本元器件知识******************************************** 7
4.1 色环电阻************************************************ 7 4.2 普通二极管****************************************8 4.3 发光二级管****************************************9 4.4 电容*********************************************10 4.5 三极管****************************************** 11 五.充电器制作************************************************ 12
5.1产品功能简介************************************* 12 5.2 电路图****************************************** 12 5.3 原理简介**************************************** 12 5.4 安装要领**************************************** 13 5.5 实际焊接中的故障排查**************************** 13 5.6作品参数展示************************************* 14 六.数字钟制作*********************************************** 14
6.1 电路图************************************************* 14
6.2 仿真效果**************************************** 15
6.3 原理简介**************************************** 15
6.4 实际搭建中的问题******************************** 16 七.收音机制作************************************************ 16
7.1产品功能简介************************************* 16 7.2 电路图****************************************** 16 7.3 原理简介**************************************** 17 7.4 安装要领**************************************** 17 7.5 实际调试中的故障排查**************************** 18 7.6作品参数展示************************************* 19 八.实习心得体会 ******************************************** 19 一.前言
根据教学大纲的要求,在学习完成《模拟电子技术》理论和实践的基础上,为了使学生理论联系实际,初步掌握安装、焊接、检查、调整,测试电路的技能。培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。利用教材散件组装简单的线性稳压电源,恒流充电器,调频收音机。
二.实习目的
1、进一步巩固《模拟电子技术基础》理论知识,并将其应用于实际电子产品制作;
2、常用电子元件的识别方法;
3、掌握常用电工器件的使用(如:万用表、电烙铁、吸焊枪);
4、初步掌握安装、焊接、检查、调整、测试电路的技能。培养运用所学知识分析和解决实际问题的能力,特拟定本次实习;
5、了解安全用电常识;
三.电子元件焊接
3.1 焊接步骤
(1)焊接前处理元件。该过程要将所有要焊接的元器件的引脚用砂纸打磨,去除表面氧化层,以免影响其功能。
(2)用万用表测试要焊接的元器件是否功能正常。
(3)将元件放到焊盘上→烙铁头对准焊点→烙铁接触焊点→加焊锡→移开焊锡丝→拿开电烙铁
具体如下:
○1加热焊件(同时加热元件脚和焊盘)
○2熔化焊锡:当焊件加热到能熔化焊料的温度后,将锡线置于焊点,焊锡开始溶化并润湿焊点;
○3在焊点加入适当的焊锡后,移开锡线;
○4当焊锡完全湿润焊点后,以大致45°的角度移开烙铁;
以上过程对一般焊点在大约2~3秒钟完成,应注意在焊锡尚未完全凝固以前不要晃动接元件,以免造成虚焊。
(3)检查焊接质量,①焊点是否光亮圆滑,有无假焊和虚焊,②将不合格的焊点重新焊接。3.2操作示意图
3.3焊接步骤
1.对焊点的基本要求:
○1焊点应具有良好的导电性
○2焊点应具有一定的强度
○3焊接点的焊料要适当
○4焊接点的表面应具有良好的光泽。(温度过高,焊接时间过长,都会使焊点发乌,影响焊点的强度)
○5焊点不应有毛刺及间隙。
○6焊接点表面要清洁。2.不同元器件焊接的一般顺序
焊接顺序以先焊接好的元件不影响后面元件的焊接为原则,一般先焊接体积较小的电阻电容等器件,后焊接体积较大的元件,接插件最后焊接。焊接完成后要仔细检查,看是否有虚焊、漏焊、短路现象。
3.镀锡—为了提高焊接的质量和速度,避免虚焊等缺陷,应该在装配以前对焊接表面进行可焊性处理。实际就是液态焊锡对被焊金属表面浸润,形成一层既不同于被焊金属又不同于焊锡的结合层。由这个结合层将焊锡与待焊金属这两种性能、成分都不相同的材料牢固连接起来。
4.焊接操作的正确姿势
图5.10 握电烙铁的手法示意
图5.11 焊锡丝的拿法
注意:不要把焊锡丝送到烙铁头上!
5.烙铁撤离有讲究
烙铁的撤离要及时,而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。图5.13所示为烙铁不同的撤离方向对焊点锡量的影响。
图5.13 烙铁撤离方向和焊点锡量的关系 6.典型焊点的形成及其外观
图5.15 焊点的形成
图5.16 典型焊点的外观
四.基本元器件知识
该部分将对实习过程中使用频率较高的电子元器件进行简单的介绍,使用频率较低的电子元器件将在下文介绍制作具体作品时再做详细介绍介绍。
4.1 色环电阻
色环电阻
1、定义:色环电阻,是在电阻封装上(即电阻表面)涂上一定颜色的色环,来代表这个电阻的阻值。
2、额定功率:指在规定的环境温度下,假设周围空气不流通,在长期连续工作而不损坏或基本不改变色环电阻性能的情况下,色环电阻上允许的消耗功率.常见的有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W。
3、识别方法: 方法一:利用电阻色环
黑,棕,红,橙,黄,绿,蓝,紫,灰,白,金,银
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5%,10%
倒数第二环,表示零的个数,最后一位,表示误差。
方法二:利用万用表电阻档进行测量。
注:在实习过程中,用到的所有电阻均为5%规格,因此很容易判断色环的起始顺序,掌握该色环识别法后可快速找到自己需要的电阻。而利用万用表测量则相对耗时较长,效率较低。此外,利用万用表找电阻时,几乎不可能找到与理论值完全相同的电阻,只需测量找到接近理想阻值的即可。
4.2 普通二极管
1.定义:二极管又称晶体二极管,简称二极管,是一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过。
2、特性简介:当外加正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。
3、主要用途:整流、开关、限幅、续流、检波、阻尼、稳压、触发。
4、识别方法:
方法一:利用二极管封装本身的标记。
常见二极管外壳为玻璃或者塑料(塑封二极管),其中肖特基二极管往往为 8 塑封二极管(1N4001)。
玻璃外壳的二极管的内部为黄褐色,但有一端有黑色标记环,该端为二极管负极。塑封二极管外表为黑色,有白色标记环的一端为负极。
方法二:利用万用表相应的档位。
将万用表调节至相应功能档位,两表笔短接,检查功能是否正常,然后将两表笔分别接至二极管两极,观察示数,两表笔位置对换后重复上述步骤。若万用表蜂鸣器发声或示数较小,则此时万用表红表笔对应二极管正极,黑表笔对应负极。
4.3 发光二极管
1.定义及特性简介:及发光二极管简称LED,采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成,其内部结构为一个PN结,具有单向导电性。制作时,使用的材料有所不同,那么就可以发出不同颜色的光。发光二极管的压降一般为1.5~2.0 V,其工作电流一般取10~20 mA为宜,向击穿电压约5伏。2.识别方法:
方法一:利用二极管封装上固有的标记。
常见的发光二极管主要有贴片封装和普通直插式封装,在此只介绍直插式封装的二极管正负极识别方法。
未使用过的二极管两个一脚较长,引脚相对较长的为二极管的正极;其次,圆形外壳发光二级管底部有一水平切面,该切面对应的引脚为二极管负极。此外,若对发光二极管结构较为熟悉,直接观察其内部发光处的两个金属片的形状就可直接判断其正负极。
方法二:利用万用表相应的档位。(该方法操作要领与测量普通二极管的相同,在此不赘述)
4.4电容
1.定义:电容器通常简称其为电容,用字母C表示是一种容纳电荷的器件。2.常见电容分类:电解电容、瓷片电容、独石电容、涤纶电容、聚丙烯电容、钽电容。
3.主要用途:旁路、去耦、滤波、储能。
4.电解电容正负极识别: 方法一:观察引脚长度。未使用过的电解电容引脚较长的一端为电容正极,另一端为负极。
方法二:观察电容外壳的标记。电解电容外壳颜色不一,但往往在负极引脚附近的外壳有一条灰色的标记,并标有“—”,这说明该脚为电容的负极,另一端则为正极。5.电容主要参数识别
击穿电压:电解电容的击穿电压标在电容的外壳上,常见的有10V,25V,50V,100V等。当电解电容两端电压超过其击穿电压时则会被损坏。
容值识别:电解电容的容值极其单位往往已标注在外壳上,可直接读出。瓷片电容往往在外壳上使用三个数字表示其容值,单位为“pF”。如:标有223的瓷片电容容值为:22*10^3=22000pF。
4.5三极管
按照如图方法可判断常见直插式三极管引脚
五.充电器制作
5.1产品功能简介
本产品由稳压电源和充电器两部分组成:稳压电源输出3V、6V直流稳压电源,正负极可自由切换;充电器可对5号、7号电池恒流充电,左通道充电电流为50~60毫安(普通充电),右通道充电电流为110~120毫安左右(快速充电)。
此外直流稳压电源部分还设有过载保护电路,空载输出电压略大于标准值,但误差不大于10%。
5.2 电路图
5.3 原理简介
如图上半部分为直流稳压电路,下半部分为充电电路。
稳压电路中,所有电容全部起滤波作用,AC220V电压有左端输入后,经变压器变为AC9V,通过整流桥整流。VT1VT2VT3VT4 共同构成线性稳压电路,其中VT1VT2构成的复合管起调整作用,取样电压来自VT3的集电极;LED2为电路提供了基准电压;R4R5和R6的比例决定了VT3的基极电压,从而控制了输出电压。当电路负载增大时,电压会被拉低,进而使LED1导通,使VT3集电极电压降低,不能正常工作,从而保护了VT3。
在充电电路中,由于b,e之间的通路中电阻恒定,从而基极电流恒定,集电极电流也恒定,达到恒流充电的效果。
5.4 安装要领
由于充电器内部空间有限,不能将所有的电子元器件全部立装,因而在安装过程中要严格按照说明书要求将制定的元器件卧装;此外,对于电流较大的电阻,焊接时一定要保证其与电路板之间有一定距离,或采用立装方式,保证其良好的散热性,以延长寿命,提高安全性。对于表面过于光滑的器件(如:电池电池正负极金属片)一定要先打磨、镀锡,再进行焊接,保证在电路中不虚焊。
5.5 实际焊接中的故障排查
在实习焊接该作品时,主要遇到了一下问题
(1)在刚刚焊接完成测试时,直流过载保护灯一直亮着,电路输出电压与理想值相差很大。
解决过程:首先,将其断电,用万用表测量了电路的每一个元器件是否焊接正确,经检查无误后接通了电源,进一步测量了每个三极管的各引脚的电势,发现VT2三脚的压降不正常,不能正常工作。发现问题后仔细观察了VT2的焊接点,发现焊盘松动导致接触不良,这时用先到轻轻刮开电路板的铜线,再次焊接后故障解决。
(2)测得实际空载电压与理论值的误差大于说明书中所说的10%。
解决方案:根据该稳压电路原理可知,改变电路中R4R5阻值可是输出电压变化,经过不断调试,最终在R4处并联1K电阻,P5处并联4.7K电阻,可有效改善输出电压。值得一提的是,空载输出电压略高于理想值属于正常现象,调试 13 过程中不可以是其空载电压几乎达到理想值,否则会导致负载时输出电压偏低的现象!
5.6作品参数展示
AC输出:9.6V
整流桥输出:DC11.64V
DC输出:+-3.33V +-6.11V
充电电流:155.6mA
63.2mA
各三极管电位(3V输出时测量,单位:V)
C
B
VT1
11.61
4.48
VT2
11.61
3.96
VT3
4.48
2.70
VT4
11.59
10.83
VT5
11.87
11.05
六.数字钟制作
6.1 电路图
E
3.96 3.34 2.04 14
11.59
11.87
6.2 仿真效果
6.3 原理简介
该时钟电路按照原理课大致分为两大部分,其中分秒计数电路为一部分(60进制),小时显示为另一部分(24进制)。
在60进制计数电路搭建时,可用如下原理:
(1)个位利用74HC161的CR端逢十(1010)清零,同时将清零信号接在十位计数的时钟信号端,即个位每次清零时十位计一次数。
15(2)同理十位逢六(0110)清零,并将清零信号接在下一级计数的个位时钟信号处。
在24进制计数电路搭建时,可用如下原理:
(1)个位利用74HC161的CR端逢十(1010)清零,同时将清零信号接在十位计数的时钟信号端,即个位每次:清零时十位计一次数。
(2)用与非门、非门电路实现当个位为3(0011),十位为2(0010)时,利用74HC161的置数功能将个位置零,并且将该信号和个位的时钟信号通过与非门控制十位,使其在下一个个位时钟脉冲来临时将十位清零(在此电路十位不宜用置零方法,因为置零功能需要时钟信号,而个十位时钟信号并不同步)!
由于译码电路在实验箱上已集成好,无需临时搭建,故而在此不赘述!
6.4 实际搭建中的问题
(1)为了提高电路稳定性,要将所有161芯片的置数端接地,除“小时”计数的个位对应的161以外,其他161芯片的置数功能引脚全部接高电平。
(2)为了检查电路故障方便,实际搭建可先搭建两个60进制计数器和一个24进制计数器,分别接脉冲验证,待其功能正常后再将三个电路时钟相关联。
(3)由于之前在数电实验中以搭建过24进制计数器,故此次搭建时钟基本没有遇到问题,整个过程较为顺利。
七.收音机制作
7.1产品功能简介
本收音机是采用3V低压供电的全硅管六管调幅收音机,它有输入回路高频混放级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成。
7.2 电路图
7.3 原理简介
如图所示,该收音机原理大致如下:
(1)首先,通过调节左端的双联电容,使C L电路特征频率与信号的频率相同,即发生谐振。进而分离出想要接受的电磁波信号,(2)接着,通过VT1构成高频混合信号放大电路进行信号的初步放大。(3)电路中的中周再次通过谐振原理分离出声音信号,并通过一级、二级中放对信号放大。
(4)最后经过由VT4VT5VT6构成的功率放大电路将声音信号传输至扬声器。
(5)在功率放大电路中,R8,R9作用是为VT5VT6的基极之间提供压降,使其正常工作。
7.4 安装要领
(1)首先,由于该作品的元器件较多,且有不少元器件容易损坏(如:线圈、中周、磁棒、变压器等),因此在焊接之前要将所有的元器件用万用表检查一遍,做到心中有数。
17(2)变压器、中周的引脚处连线较细,且内部结构的引线与引脚的连接也是通过焊锡实现,因而引脚部分相对脆弱,刮脚是不可以用力太大,焊接时尽量要快,以免将细线烧断。可以提前上锡使焊接更加顺利。
(3)磁棒线圈的四根导线细而易断,焊接时不宜使用小刀刮除漆包线绝缘漆,可直接用烙铁配合焊锡丝上锡,焊接完毕后一定要检查是够连接。
(4)由于收音机内部空间限制,所有元器件的高度不可超过中周。(5)三个中周的相互顺序不可跌倒,必须通过旋钮的颜色加以区分。(6)焊接顺序可按电路图从右到左的顺序逐级焊接,逐级检查。
7.5 实际调试中的故障排查
(1)焊接完毕调试之前,必须先测量A B C D 四个点的电流,待各个点电流正常才可以连接各点进行下一步调试。
(2)初次测量时发现B点无电流。
解决过程:通过测量各个三极管三个引脚的电位,发现VT3VT2并未在正常工作状态,经分析:由于实际电路板中VT3的发射极是通过红色中周的外壳接地,但初次焊接是为了调试方便所有中周外壳并没有焊接,导致其无法接地。因此,将中周外壳与地线焊接后该问题即可解决。
(3)初次测量时A点无电流
解决过程:经分析电路图发现,未焊接磁棒线圈时,VT1的基极无法连接在电路中,这时用导线将c d端短接,A点即可测出电流。
(4)收音机声音过低
解决过程:经分析,收音机音频方大主要由一二级中放来实现,而一二级中放放大的信号时通过中周谐振检波后的信号,因此中周检波是否准确将直接影响音频信号放大的效果,因此调节中周可有效解决该问题,但调节中周应遵循以下规则:
先调出一个台,首先旋转黑色中周,带旋转至某个位置后声音最大时,旋转白色中周,声音再次最大时微调红色中周。但要注意中周旋转角度一般不会超过90度,调节前可先在原来的位置处做下标记,以防不测。(5)收音机接收电台太少
解决过程:首先应将中周调节至最佳状态,之后可以调节双联电容,通过改变双联电容的调节范围来改善该问题。
7.6作品参数展示
(1)电流测量 A 0.388mA
(2)各个三极管电位
B 0.525mA
C 3.450mA
D 1.530mA 八.实习心得体会
为期10天的课程设计即将结束,在这几天里,我收获颇多。
通过实习我更加体会到了“学以致用”这句话的道理,终于体会到“实习前的自大,实习时的迷惘,实习后的感思”这句话的含义了,有感思就有收获,有感思就有提高。总的来说,我对这门课是热情高涨的。
首先,我确实感受到电子工艺实习重要性。虽然我是从小迷恋于电路,很小时候就开始玩电烙铁,但是如此连续不停的整天焊接电路还是第一次,之前从来没有这种机会。通过电子工艺实习,我巩固并加深了电子学理论。
电子工艺实习是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,当今电子产品应用在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握电子产品开发技术是十分重要的。但是,我们光学习了课本知识还远远不能胜任复杂多变的实际应用情况。实践是对所学知识是否掌握的最好检测依据。
其次,我体会到了焊接电路的艰辛。从拿到元器件,到构思整体框架,然后分析所需要完成的功能,之后将其分为不同的模块,还要考虑到各模块之间的连接。接着就是焊接电路了,在这个过程中,我们必须表现出足够的耐心,不能追求焊接速度,而是要尽量保证电路一次性焊成功。这些工作完成后就是调试。调试的过程需要细心谨慎,一点极小的错误就有可能使整个系统不能实现预定的功能,严重的甚至会引起电路瘫痪。修改错误的过程是一个非常复杂的过程,有的错误好一天找不出来错误从而严重影进度。
再次,我也充分体会到电子制作规范化的重要性。在以后的学习和生活中我会继续带着这种严谨的作风,严格的要求自己,在我的专业上攻克层层难关,实现我的理想。
最后,此次课程设计让我感觉到人外有人,山外有山,一个人的能力毕竟是有限的,我们要善于在不懂的时候向懂得比较多的老师、同学们请教。在请教的过程中,不仅学会了自己不懂的知识,而且还加强了和他们的交流沟通。未来的编程工作量及其大,光靠自己的力量是不可能完成的,我们要从现在就开始培养我们的团队合作精神,充分发挥大家的长处,来完成自己不可能完成的工作。
这次实习计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多实际电路问题,这些问题在课本上无法学到,最后在老师的辛勤指导下,终于迎刃而解。同时,在老师的身上我学得到很多实用的知识,在次我表示感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!20
第二篇:模电总结复习资料_模拟电子技术基础
第一章 半导体二极管
一.半导体的基础知识
1.*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。2.杂质半导体的特性
*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。
3.PN结
* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。4.PN结的伏安特性
二.半导体二极管
*单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。
分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 分为NPN和PNP两种。 二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.* 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 3.共射电路的特性曲线 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。三.低频小信号等效模型(简化) 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短*作用---分析信号被放大的过程。3.静态工作点与非线性失真 路。 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 放大电路的频率响应 单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH) 波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。 2.低频段(f ≤fL) ‘ 3.高频段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大电路的频率特性 第四章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 o 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态 o ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 oo 导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二.乙类功放电路的指标估算 1.输出功率2.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为78.5% 三.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第五章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二.长尾差放电路的原理与特点 1静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • 双端输出时 • 单端输出时(设VT1集电极接RL)对于VT1: 对于VT2: 2.动态分析 1)差模电压放大倍数 • 双端输出 • • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • 双端输出:• 单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”--- “虚断”--- 2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ 两输入端的输入电流为零: i+=i-=0 第六章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。 四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第七章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第八章 信号处理电路 滤波电路的作用和分类 第一章 半导体二极管 一.半导体二极管 *单向导电性------正向 ,反向 。(二极管的正向电阻 ,反向电阻 。)*二极管伏安特性---- *正向导通压降------硅管 V,锗管 V。*死区电压------硅管 V,锗管 V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 二、稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的,所以稳压二极管在电路中要 连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为 和 两种。 2.特点---基区 ,且掺杂浓度 ;发射区掺杂浓度 ,与基区接触面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积 。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配: * 共发射极电流放大系数: 3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 * 输出特性曲线 饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结 ,集电结 。截止区---发射结 ,集电结 。饱和区---发射结 ,集电结 。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(画出简化模型) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的 直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---*失真现象---*消除方法---(2)饱和失真 *产生原因---*失真现象---*消除方法--- 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2、放大电路的动态分析 交流通路 微变等效电路 rbe * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 2.动态分析 交流通路 微变等效电路 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 1.静态分析(1)直流通路 (2)静态工作点的近似估算 2.动态分析 交流通路 微变等效电路 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 电路特点 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 二、多级放大电路性能指标 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 第四章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用 电路,以减小。2.中间级----多采用 电路,以提高。3.输出级----多采用 电路以提高。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程----2静态分析 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻 3)差模输出电阻 • • 双端输出: 单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 :uo= 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→ * 差模输入电阻 Rid→ ; * 输出电阻 Ro→ ; * 共模抑制比KCMR→ 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征—— * 电路特点——: 2)运放工作在非线性区 * 电路特征—— * 电路特点—— 第六章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 反馈放大倍数一般表达式: 二.反馈的形式和判断 1、有无反馈的判断 是否有联系输入、输出回路的反馈通路;是否影响放大电路的净输入。 2、反馈极性的判断方法:瞬时极性法。 假定某输入信号Xi在某瞬时的极性为正(用+表示),根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(对分立元件而言,C与B极性相反,E与B极性相同。对集成运放而言,uO与uN极性相反,uO与uP极性相同。)。确定反馈信号Xf的极性。 若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个电极)上,两者极性相同时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相反为正反馈。若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上,若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上,两者极性相反时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相同为正反馈。 3、直流反馈与交流反馈的判断 反馈通路如果存在隔直电容,就是交流反馈;反馈通路如果存在旁路电容,就是直流反馈;如果不存在电容,就是交直流反馈。 4、反馈阻态的判断 并联:反馈量Xf和输入量Xi接于同一输入端。串联:反馈量Xf和输入量Xi接于不同输入端。 反馈电路直接从输出端引出的,是电压反馈;从负载电阻RL的靠近“地”端引出的,是电流反馈。 三.负反馈对放大电路性能的影响 四、引入负反馈的一般原则 第七章 信号的运算 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 2.同相比例运算电路 3.反相求和运算电路 4.同相求和运算电路 5.加减运算电路 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第八章 信号的处理 1、滤波器分类 用低通和高通滤波器实现带通滤波器的条件是 ,实现带阻滤波器的条件是 。在某个信号处理系统,要求从输入信号中取出低于2kHz的信号,应该选用。 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 : 相位条件: 3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 正弦波振荡器的分类 二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 (1)电路的起振条件是什么?(2)电路的振荡频率是多少?(3)Rf应该为多大? 三.LC正弦波振荡电路 判断是否能振荡: 振荡频率: (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路)振荡频率: (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路)(3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路)振荡频率: (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路)振荡频率: 四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为 ICQ,管耗,效率。2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为,效率,失真。3.甲乙类工作状态 导通角为,效率较高,失真较大。二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC 2.输出功率 3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 5.效率 三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真—— 失真。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β= 第十一章 直流电源 一.直流电源的组成框图 二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV)2.正向平均电流ID(AV) 3.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.整流二极管的平均电流I D(AV) 3.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、ID(AV)与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较和故障分析 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 * 输入电压的确定 * 限流电阻R的计算 八、串联型稳压电路 九、三端集成稳压器 1、分类 2、输出为固定电压的电路 3、输出正负电压的电路 第一章 半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。8.PN结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。 2)等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 式子3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 称为穿透电流。 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(简化) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 场效应管及其基本放大电路 一.结型场效应管(JFET)1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 (可变电阻区、放大区、截止区、击穿区) 转移特性曲线 UP-----截止电压 二.绝缘栅型场效应管(MOSFET) 分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。结构示意图和电路符号 2.特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线式中,IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线 注意:uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。 三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件) 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导gm--- 五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有Cs,则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 * 动态分析 若源极带有Cs,则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。 2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺; 不利于传输低频和高频信号。 3.直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。*零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 二.单级放大电路的频率响应 1.中频段(fL≤f≤fH) 波特图---幅频曲线是20lgAusm=常数,相频曲线是φ=-180o。2.低频段(f ≤fL) ‘ 3.高频段(f ≥fH) 4.完整的基本共射放大电路的频率特性 三.分压式稳定工作点电路的频率响应 1.下限频率的估算 2.上限频率的估算 四.多级放大电路的频率响应 1.频响表达式 2.波特图 第五章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 导通角为180~360,效率较高,失真较大。二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC oooo2.输出功率3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第六章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 理想时为78.5% 三.甲乙类互补对称功率放大电路 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程----当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • • • 双端输出时 单端输出时(设VT1集电极接RL) 对于VT1: 对于VT2: 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • • 双端输出:单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞;* 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0;* 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”---2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ “虚断”--- i+=i-=0 第七章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第八章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈)自激振荡的平衡条件 : 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 :3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1)放大电路-------建立和维持振荡。 (2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4)稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。 相位条件: 即幅值平衡条件: * 正弦波振荡器的分类 (1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 RC移相式正弦波振荡电路 三.LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法: 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或 “三步曲法” 电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路) (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路) (5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 直流电源 一.直流电源的组成框图 • • • • • 电源变压器:将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。滤波电路:将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路:自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、S、ID(AV) 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.输出电压的脉动系数S.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变,负载变化时的稳压过程 : 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算 R的选用原则是:IZmin 第一章 半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素(多子是空穴,少子是电子)。*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素(多子是电子,少子是空穴)。6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度,少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。7.PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V,锗材料约为0.2~0.3V。* PN结的单向导电性---正偏导通,反偏截止。8.PN结的伏安特性 二.半导体二极管 *单向导电性------正向导通,反向截止。*二极管伏安特性----同PN结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。*死区电压------硅管0.5V,锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 该式与伏安特性曲线 的交点叫静态工作点Q。 2)等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开,分析二极管两端电位的高低: 若 V阳 >V阴(正偏),二极管导通(短路);若 V阳 微变等效电路法 三.稳压二极管及其稳压电路 *稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。 第二章 三极管及其基本放大电路 一.三极管的结构、类型及特点 1.类型---分为NPN和PNP两种。 2.特点---基区很薄,且掺杂浓度最低;发射区掺杂浓度很高,与基区接触 面积较小;集电区掺杂浓度较高,与基区接触面积较大。二.三极管的工作原理 1.三极管的三种基本组态 2.三极管内各极电流的分配 * 共发射极电流放大系数(表明三极管是电流控制器件 式子3.共射电路的特性曲线 *输入特性曲线---同二极管。 称为穿透电流。 * 输出特性曲线 (饱和管压降,用UCES表示 放大区---发射结正偏,集电结反偏。截止区---发射结反偏,集电结反偏。4.温度影响 温度升高,输入特性曲线向左移动。温度升高ICBO、ICEO、IC以及β均增加。三.低频小信号等效模型(简化) hie---输出端交流短路时的输入电阻,常用rbe表示; hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比,常用β表示; 四.基本放大电路组成及其原则 1.VT、VCC、Rb、Rc、C1、C2的作用。2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五.放大电路的图解分析法 1.直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。*画法---电容视为开路。*作用---确定静态工作点 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。 *电路参数对静态工作点的影响 1)改变Rb :Q点将沿直流负载线上下移动。 2)改变Rc :Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。3)改变VCC:直流负载线平移,Q点发生移动。2.交流通路与动态分析 *概念---交流电流流通的回路 *画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。*作用---分析信号被放大的过程。 *交流负载线---连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的直线。 3.静态工作点与非线性失真 (1)截止失真 *产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶,PNP管削底。*消除方法---减小Rb,提高Q。(2)饱和失真 *产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底,PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC。 4.放大器的动态范围 (1)Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。(2)范围 *当(UCEQ-UCES)>(VCC’ - UCEQ)时,受截止失真限制,UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。 *当(UCEQ-UCES)<(VCC’ - UCEQ)时,受饱和失真限制,UOPP=2UOMAX=2(UCEQ-UCES)。*当(UCEQ-UCES)=(VCC’ - UCEQ),放大器将有最大的不失真输出电压。六.放大电路的等效电路法 1.静态分析 (1)静态工作点的近似估算 (2)Q点在放大区的条件 欲使Q点不进入饱和区,应满足RB>βRc。 2.放大电路的动态分析 * 放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 七.分压式稳定工作点共射 放大电路的等效电路法 1.静态分析 2.动态分析 *电压放大倍数 在Re两端并一电解电容Ce后 输入电阻 在Re两端并一电解电容Ce后 * 输出电阻 八.共集电极基本放大电路 1.静态分析 2.动态分析 * 电压放大倍数 * 输入电阻 * 输出电阻 3.电路特点 * 电压放大倍数为正,且略小于1,称为射极跟随器,简称射随器。* 输入电阻高,输出电阻低。 第三章 场效应管及其基本放大电路 一.结型场效应管(JFET)1.结构示意图和电路符号 2.输出特性曲线 (可变电阻区、放大区、截止区、击穿区) 转移特性曲线 UP-----截止电压 二.绝缘栅型场效应管(MOSFET) 分为增强型(EMOS)和耗尽型(DMOS)两种。结构示意图和电路符号 2.特性曲线 *N-EMOS的输出特性曲线 * N-EMOS的转移特性曲线式中,IDO是UGS=2UT时所对应的iD值。* N-DMOS的输出特性曲线 注意:uGS可正、可零、可负。转移特性曲线上iD=0处的值是夹断电压UP,此曲线表示式与结型场效应管一致。 三.场效应管的主要参数 1.漏极饱和电流IDSS 2.夹断电压Up 3.开启电压UT 4.直流输入电阻RGS 5.低频跨导gm(表明场效应管是电压控制器件) 四.场效应管的小信号等效模型 E-MOS 的跨导gm--- 五.共源极基本放大电路 1.自偏压式偏置放大电路 * 静态分析 动态分析 若带有Cs,则 2.分压式偏置放大电路 * 静态分析 * 动态分析 若源极带有Cs,则 六.共漏极基本放大电路 * 静态分析 或 * 动态分析 第四章 多级放大电路 一.级间耦合方式 1.阻容耦合----各级静态工作点彼此独立;能有效地传输交流信号;体积小,成本低。但不便于集成,低频特性差。 2.变压器耦合---各级静态工作点彼此独立,可以实现阻抗变换。体积大,成本高,无法采用集成工艺;不利于传输低频和高频信号。 3.直接耦合----低频特性好,便于集成。各级静态工作点不独立,互相有影响。存在“零点漂移”现象。 *零点漂移----当温度变化或电源电压改变时,静态工作点也随之变化,致使uo偏离初始值“零点”而作随机变动。 第五章 功率放大电路 一.功率放大电路的三种工作状态 1.甲类工作状态 导通角为360,ICQ大,管耗大,效率低。 2.乙类工作状态 ICQ≈0,导通角为180,效率高,失真大。3.甲乙类工作状态 导通角为180~360,效率较高,失真较大。 二.乙类功放电路的指标估算 1.工作状态 任意状态:Uom≈Uim 尽限状态:Uom=VCC-UCES 理想状态:Uom≈VCC oo oo2.输出功率3.直流电源提供的平均功率 4.管耗 Pc1m=0.2Pom 5.效率 理想时为78.5% 三.甲乙类互补对称功率放大电路 1.问题的提出 在两管交替时出现波形失真——交越失真(本质上是截止失真)。2.解决办法 甲乙类双电源互补对称功率放大器OCL----利用二极管、三极管和电阻上的压降产生偏置电压。 动态指标按乙类状态估算。 甲乙类单电源互补对称功率放大器OTL----电容 C2 上静态电压为VCC/2,并且取代了OCL功放中的负电源-VCC。 动态指标按乙类状态估算,只是用VCC/2代替。四.复合管的组成及特点 1.前一个管子c-e极跨接在后一个管子的b-c极间。2.类型取决于第一只管子的类型。3.β=β1·β 2 第六章 集成运算放大电路 一.集成运放电路的基本组成 1.输入级----采用差放电路,以减小零漂。 2.中间级----多采用共射(或共源)放大电路,以提高放大倍数。 3.输出级----多采用互补对称电路以提高带负载能力。 4.偏置电路----多采用电流源电路,为各级提供合适的静态电流。 二.长尾差放电路的原理与特点 1.抑制零点漂移的过程---- 当T↑→ iC1、iC2↑→ iE1、iE2 ↑→ uE↑→ uBE1、uBE2↓→ iB1、iB2↓→ iC1、iC2↓。 Re对温度漂移及各种共模信号有强烈的抑制作用,被称为“共模反馈电阻”。 2静态分析 1)计算差放电路IC 设UB≈0,则UE=-0.7V,得 2)计算差放电路UCE • • • 双端输出时 单端输出时(设VT1集电极接RL) 对于VT1: 对于VT2: 3.动态分析 1)差模电压放大倍数 • • 双端输出 • 单端输出时 从VT1单端输出 : 从VT2单端输出 : 2)差模输入电阻3)差模输出电阻 • • 双端输出:单端输出: 三.集成运放的电压传输特性 当uI在+Uim与-Uim之间,运放工作在线性区域 : 四.理想集成运放的参数及分析方法 1.理想集成运放的参数特征 * 开环电压放大倍数 Aod→∞; * 差模输入电阻 Rid→∞; * 输出电阻 Ro→0; * 共模抑制比KCMR→∞; 2.理想集成运放的分析方法 1)运放工作在线性区: * 电路特征——引入负反馈 * 电路特点——“虚短”和“虚断”: “虚短”--- “虚断”---2)运放工作在非线性区 * 电路特征——开环或引入正反馈 * 电路特点—— 输出电压的两种饱和状态: 当u+>u-时,uo=+Uom 当u+ i+=i-=0 第七章 放大电路中的反馈 一.反馈概念的建立 *开环放大倍数---A *闭环放大倍数---Af *反馈深度---1+AF *环路增益---AF: 1.当AF>0时,Af下降,这种反馈称为负反馈。 2.当AF=0时,表明反馈效果为零。 3.当AF<0时,Af升高,这种反馈称为正反馈。 4.当AF=-1时,Af→∞。放大器处于 “ 自激振荡”状态。二.反馈的形式和判断 1.反馈的范围----本级或级间。 2.反馈的性质----交流、直流或交直流。 直流通路中存在反馈则为直流反馈,交流通路中存 在反馈则为交流反馈,交、直流通路中都存在反馈 则为交、直流反馈。 3.反馈的取样----电压反馈:反馈量取样于输出电压;具有稳定输出电压的作用。 (输出短路时反馈消失) 电流反馈:反馈量取样于输出电流。具有稳定输出电流的作用。 (输出短路时反馈不消失) 4.反馈的方式-----并联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电 流形式相叠加。Rs越大反馈效果越好。 反馈信号反馈到输入端) 串联反馈:反馈量与原输入量在输入电路中以电压 的形式相叠加。Rs越小反馈效果越好。 反馈信号反馈到非输入端)5.反馈极性-----瞬时极性法: (1)假定某输入信号在某瞬时的极性为正(用+表示),并设信号 的频率在中频段。 (2)根据该极性,逐级推断出放大电路中各相关点的瞬时极性(升 高用 + 表示,降低用 - 表示)。(3)确定反馈信号的极性。 (4)根据Xi 与X f 的极性,确定净输入信号的大小。Xid 减小为负反 馈;Xid 增大为正反馈。 三.反馈形式的描述方法 某反馈元件引入级间(本级)直流负反馈和交流电压(电流)串 联(并联)负反馈。四.负反馈对放大电路性能的影响 1.提高放大倍数的稳定性 2.3.扩展频带 4.减小非线性失真及抑制干扰和噪声 5.改变放大电路的输入、输出电阻 *串联负反馈使输入电阻增加1+AF倍 *并联负反馈使输入电阻减小1+AF倍 *电压负反馈使输出电阻减小1+AF倍 *电流负反馈使输出电阻增加1+AF倍 五.自激振荡产生的原因和条件 1.产生自激振荡的原因 附加相移将负反馈转化为正反馈。 2.产生自激振荡的条件 若表示为幅值和相位的条件则为: 第八章 信号的运算与处理 分析依据------“虚断”和“虚短” 一.基本运算电路 1.反相比例运算电路 R2 =R1//Rf 2.同相比例运算电路 R2=R1//Rf 3.反相求和运算电路 R4=R1//R2//R3//Rf 4.同相求和运算电路 R1//R2//R3//R4=Rf//R5 5.加减运算电路 R1//R2//Rf=R3//R4//R5 二.积分和微分运算电路 1.积分运算 2.微分运算 第九章 信号发生电路 一.正弦波振荡电路的基本概念 1.产生正弦波振荡的条件(人为的直接引入正反馈) 自激振荡的平衡条件 : 即幅值平衡条件: 相位平衡条件: 2.起振条件: 幅值条件 :相位条件:3.正弦波振荡器的组成、分类 正弦波振荡器的组成 (1)放大电路-------建立和维持振荡。 (2)正反馈网络----与放大电路共同满足振荡条件。(3)选频网络-------以选择某一频率进行振荡。 (4)稳幅环节-------使波形幅值稳定,且波形的形状良好。* 正弦波振荡器的分类 (1)RC振荡器-----振荡频率较低,1M以下;(2)LC振荡器-----振荡频率较高,1M以上;(3)石英晶体振荡器----振荡频率高且稳定。二.RC正弦波振荡电路 1.RC串并联正弦波振荡电路 2.RC移相式正弦波振荡电路 三.LC正弦波振荡电路 1.变压器耦合式LC振荡电路 判断相位的方法: 断回路、引输入、看相位 2.三点式LC振荡器 *相位条件的判断------“射同基反”或 “三步曲法” (1)电感反馈三点式振荡器(哈特莱电路) (2)电容反馈三点式振荡器(考毕兹电路) (3)串联改进型电容反馈三点式振荡器(克拉泼电路) (4)并联改进型电容反馈三点式振荡器(西勒电路) (5)四.石英晶体振荡电路 1.并联型石英晶体振荡器 2.串联型石英晶体振荡器 第十章 直流电源 一.直流电源的组成框图 • • • • • 电源变压器:将电网交流电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路:将正负交替的交流电压整流成为单方向的脉动电压。滤波电路:将交流成分滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路:自动保持负载电压的稳定。二.单相半波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 三.单相全波整流电路 1.输出电压的平均值UO(AV) 2.输出电压的脉动系数S 3.正向平均电流ID(AV) 4.最大反向电压URM 四.单相桥式整流电路 UO(AV)、S、ID(AV) 与全波整流电路相同,URM与半波整流电路相同。 五.电容滤波电路 1. 放电时间常数的取值 2.输出电压的平均值UO(AV) 3.输出电压的脉动系数S.整流二极管的平均电流I D(AV) 六.三种单相整流电容滤波电路的比较 七.并联型稳压电路 1.稳压电路及其工作原理 *当负载不变,电网电压 变化时的稳压过程: *当电网电压不变,负载变化时的稳压过程 : 2.电路参数的计算 * 稳压管的选择 常取UZ=UO;IZM=(1.5~3)IOmax * 输入电压的确定 一般取UI(AV)=(2~3)UO * 限流电阻R的计算 R的选用原则是:IZmin第三篇:模电总结复习资料_模拟电子技术基础
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