电子技术基础模拟电路.ppt

1.1 信号信号1.2 信号的频谱信号的频谱1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.4 放大电路模型放大电路模型1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1 1 绪论绪论语音识别模块语音识别模块人体跟踪模块人体跟踪模块决策分析模块决策分析模块语音合成模块语音合成模块串口收发模块串口收发模块麦克风麦克风视觉传感器视觉传感器速度矢量速度矢量分解算法分解算法编码信号编码信号采集采集速度转化速度转化为为PWM电机驱动电机驱动电机电机编码器编码器喇叭喇叭机机器器人人电电子子系系统统电信号源的电路表达形式电信号源的电路表达形式电电子子系系统统RS+-VS电压源等效电路电压源等效电路电流源等效电路电流源等效电路电电子子系系统统RSIS戴戴维维南南诺诺顿顿信号及其频谱信号及其频谱转换转换 信号：信号：信息的载体信息的载体温度波动曲线温度波动曲线信号及其频谱信号及其频谱 电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示A A.正弦信号正弦信号时域时域频域频域信号及其频谱信号及其频谱2.电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示信号及其频谱信号及其频谱B B.方波信号方波信号时域时域频域频域 满满足足狄狄利利克克雷雷条条件件，展展开开成成傅傅里叶级数里叶级数直流分量直流分量其中其中基波分量基波分量三次谐波分量三次谐波分量频谱：将一个信号分解为正弦信频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值号的集合，得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布，称为该信随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。号的频谱。电信号的时域与频域表示电信号的时域与频域表示信号及其频谱信号及其频谱C C.非周期信号非周期信号傅里叶变换：傅里叶变换：通通过过快快速速傅傅里里叶叶变变换换（FFT）可可迅迅速速求求出出非非周周期期信信号号的的频频谱谱函函数。数。非非周周期期信信号号包包含含了了所所有有可可能能的的频频率成分率成分离散频率函数离散频率函数周期信号周期信号连续频率函数连续频率函数非周期信号非周期信号频域频域时域时域模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。放大电路的基本知识放大电路的基本知识 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 电压放大模型电压放大模型 电流放大模型电流放大模型模拟信号的放大模拟信号的放大放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 增益增益 互阻放大模型互阻放大模型 互导放大模型互导放大模型 隔离放大电路模型隔离放大电路模型 频率响应及带宽频率响应及带宽 非线性失真非线性失真放大电路的模型放大电路的模型模拟信号的放大模拟信号的放大电压增益（电压放大倍数）电压增益（电压放大倍数）电流增益电流增益互阻增益互阻增益互导增益互导增益信号源信号源负载负载放大电路模型放大电路模型 放放大大电电路路是是一一个个双双口口网网络络。从从端端口口特特性性来来研研究究放放大大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。信号源信号源负载负载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放大电路模型放大电路模型负载开路时的负载开路时的 电压增益电压增益1.电压放大模型电压放大模型 (VCVS)输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻由输出回路得由输出回路得则电压增益为则电压增益为由此可见由此可见即负载的大小会影响增益的大小即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？（考虑改变放大电路的参数）（考虑改变放大电路的参数）理想情况理想情况放大电路模型放大电路模型 另另一一方方面面，考考虑虑到到输输入入回回路路对对信信号号源源的的衰减衰减理想理想有有要想减小衰减，则希望要想减小衰减，则希望？电压放大模型电压放大模型电流放大模型电流放大模型放大电路模型放大电路模型关心输出电流与输入关心输出电流与输入电流的关系电流的关系2.电流放大模型电流放大模型 (CCCS)放大电路模型放大电路模型负载短路时的负载短路时的 电流增益电流增益2.电流放大模型电流放大模型由输出回路得由输出回路得则电流增益为则电流增益为由此可见由此可见要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？理想情况理想情况由输入回路得由输入回路得要想减小对信号源的衰减，则希望要想减小对信号源的衰减，则希望？理想理想放大电路模型放大电路模型3.互阻放大模型互阻放大模型CCVS（自看）（自看）输入输出回路没有公共端输入输出回路没有公共端4.互导放大模型互导放大模型VCCS（自看）（自看）5.隔离放大电路模型隔离放大电路模型放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1.输入电阻输入电阻放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标2.输出电阻输出电阻所以所以另一方法另一方法注意：输入、输出电阻为交流电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标3.增益增益 反反映映放放大大电电路路在在输输入入信信号号控控制制下下，将将供供电电电电源源能能量量转换为输出信号能量的能力转换为输出信号能量的能力其中其中 “甲甲放放大大电电路路的的增增益益为为-20-20倍倍”和和“乙乙放放大大电电路路的的增增益益为为-20dB”-20dB”，问哪个电路的增益大？，问哪个电路的增益大？四种增益四种增益常用分贝（常用分贝（dBdB）表示）表示放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 电压增益可表示为电压增益可表示为 在在输输入入正正弦弦信信号号情情况况下下，输输出出随随输输入入信信号号频频率率连连续续变变化化的的稳稳态态响应，称为放大电路的频率响应。响应，称为放大电路的频率响应。或写为或写为其中其中放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图该图称为波特图纵轴：纵轴：dBdB横轴：对数坐标横轴：对数坐标放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 其中其中普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应高频区高频区中频区中频区低频区低频区3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）直直流流放放大大电电路路的的幅幅频频响响应应与此由何区别？与此由何区别？放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）B.B.频率失真（线性失真）频率失真（线性失真）幅度失真：幅度失真：对对不不同同频频率率的的信信号号增增益不同，产生的失真。益不同，产生的失真。基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标）B.B.频率失真（线性失真）频率失真（线性失真）幅度失真：幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。对不同频率的信号增益不同，产生的失真。相位失真：相位失真：对不同频率的信号相移不同，产生的失真。对不同频率的信号相移不同，产生的失真。放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标5.非线性失真非线性失真 由由元元器器件件非非线线性性特特性性引起的失真。引起的失真。分为饱和失真和截止失真。分为饱和失真和截止失真。非线性失真系数非线性失真系数 小小写写字字母母、大大写写下下标标表表示示总总量量（含含交交、直直流流）。如，。如，vCE、iB等。等。大大写写字字母母、大大写写下下标标表表示示直直流流量量。如如，VCE、IC等。等。小小写写字字母母、小小写写下下标标表表示示纯纯交交流流量量。如如，vce、ib等。等。上上方方有有圆圆点点的的大大写写字字母母、小小写写下下标标表表示示相相量量。如，如，、等。等。书中有关符号的约定书中有关符号的约定