模拟电子技术基础第四版PPT学习教案.pptx

会计学1模拟电子技术模拟电子技术(jsh)基础第四版基础第四版第一页，共39页。2023/5/2623.1多级放大多级放大(fngd)电电路的耦合方式路的耦合方式 直接(zhji)耦合 组容耦合 变压器耦合 光电耦合第1页/共39页第二页，共39页。2023/5/263 直接直接直接直接(zhji)(zhji)(zhji)(zhji)耦合耦合耦合耦合2 优点优点(yudin)：各级放大器静态(jngti)工作点相互影响。输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。3 缺点：缺点：可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。电路中无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。1 电路：电路：uot0有时会有时会将信号将信号淹没淹没第2页/共39页第三页，共39页。2023/5/264 组容耦合组容耦合组容耦合组容耦合2 优点优点(yudin)：3 缺点缺点(qudin)：1 电路电路(dinl)：各级放大器静态工作点独立。各级放大器静态工作点独立。输出温度漂移比较小。输出温度漂移比较小。不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。不便于作成集成电路。不便于作成集成电路。第3页/共39页第四页，共39页。2023/5/265 变压器耦合变压器耦合变压器耦合变压器耦合2 特点特点(tdin)：3 缺点缺点(qudin)：1 电路电路(dinl)：具有阻抗变换功能。具有阻抗变换功能。适合大功率、高频放大。适合大功率、高频放大。不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。不便于作成集成电路、非常笨重。不便于作成集成电路、非常笨重。第4页/共39页第五页，共39页。2023/5/266 光电耦合光电耦合光电耦合光电耦合2 电路电路(dinl)结构：结构：3 特点特点(tdin)：1 光电耦合器：光电耦合器：主要主要(zhyo)(zhyo)用于电隔离。用于电隔离。传输比：传输比：第5页/共39页第六页，共39页。2023/5/2673.2 多级放大多级放大(fngd)电电路的动态分析路的动态分析 前级的输出阻抗前级的输出阻抗(sh ch z kn)是后级的信是后级的信号源阻抗号源阻抗 后级的输入阻抗后级的输入阻抗(sh r z kn)是是前级的负载前级的负载一一.两级之间的相互影响两级之间的相互影响二二.电压放大倍数电压放大倍数注意：注意：在算前级放大倍数时，要把在算前级放大倍数时，要把后级后级的的输入阻抗输入阻抗作为作为前级前级的的负载。负载。第6页/共39页第七页，共39页。2023/5/268三三.输入电阻输入电阻四四.输出电阻输出电阻Ri=Ri1（最前级）（最前级）(可能可能(knng)与与RL1有关）有关）Ro=Ron（最后（最后(zuhu)级）级）(可能与可能与RO(n-1)有关）有关）第7页/共39页第八页，共39页。2023/5/269例题例题例题例题(lt)1(lt)1：两级放大电路：两级放大电路(dinl)如下图示，求如下图示，求Q、Au、Ri、Ro设：设：1=2=100，UBE1=UBE2=0.7=0.7 V。解：解：1.静态(jngti)工作点Q第8页/共39页第九页，共39页。2023/5/26102.三极管的输入电阻rbe第9页/共39页第十页，共39页。2023/5/26113.电压放大(fngd)倍数AuAus？4.输入(shr)输出电阻Ri、RoRi=Ri1 =rbe1/Rb1/Rb2 =2.55 k Ro=Ro2 =RC2 =4.3 k 第10页/共39页第十一页，共39页。2023/5/2612例题例题例题例题(lt)(lt)2 2：电路：电路(dinl)如下图示，求如下图示，求Au、Ri、Ro静态工作点的计算同单级放大静态工作点的计算同单级放大(fngd)电路电路画微变等效电路：画微变等效电路：第11页/共39页第十二页，共39页。2023/5/2613举例举例(j l)2：电路如下图示，求：电路如下图示，求Au、Ri、Ro静态静态(jngti)工作点的计算同单级放大电路工作点的计算同单级放大电路画微变等效电路：画微变等效电路：第12页/共39页第十三页，共39页。2023/5/2614动 态 参 数 计 算关键(gunjin):考虑级间影响其中其中(qzhng)：第13页/共39页第十四页，共39页。2023/5/2615作业作业(zuy)：3-1、2(a)(d)、3第14页/共39页第十五页，共39页。2023/5/26163.3 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 零点零点(ln din)漂移现漂移现象象直接直接(zhji)耦耦合电路合电路 电路参数电路参数(cnsh)(广广义义)变化变化本级本级输出输出变化变化后级后级放大放大输出可观输出可观的的“漂移漂移”uo1tuot即：即：出现出现uI0，而，而uO 0的现象的现象零点漂移零点漂移温漂温漂主要由温度变化引起主要由温度变化引起第15页/共39页第十六页，共39页。2023/5/2617温漂的表示温漂的表示(biosh)：用折算成输入漂移用折算成输入漂移(pio y)量来表示漂移量来表示漂移(pio y)输出。输出。即：即：克服克服(kf)温漂的方法：温漂的方法：1.加直流负反馈电阻加直流负反馈电阻Re。(不能根除漂移不能根除漂移)2.使用温敏元件。使用温敏元件。(如：热敏电阻、如：热敏电阻、PN结结)3用相同特性的晶体管抵消温漂用相同特性的晶体管抵消温漂差动放大电路差动放大电路。例：例：若第一级漂了若第一级漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移 1 V。若第二级也漂了若第二级也漂了100 uV，则输出漂移则输出漂移10 mV。假设：假设：漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+10 mV漂移漂移 1 V+10 mVF 第一级是关键第一级是关键第16页/共39页第十七页，共39页。2023/5/2618 差分差分差分差分(ch fn)(ch fn)(ch fn)(ch fn)放大电路放大电路放大电路放大电路一一.电路电路(dinl)(dinl)结构结构为了为了(wi le)克服温漂，采取如下措施：克服温漂，采取如下措施：1.电路中添加电路中添加Re。2.改变输出端，改变输出端，电压源用对称管。电压源用对称管。3.信号双端输入。信号双端输入。4.合并合并Re。5.为了信号源接地，采用双电源。为了信号源接地，采用双电源。尾巴！尾巴！长尾式差分电路长尾式差分电路电路要求：电路要求：参数严格对称参数严格对称集成电路可以实现集成电路可以实现The Differential Amplifier第17页/共39页第十八页，共39页。2023/5/2619第第第第1010讲讲讲讲二二.电路电路(dinl)(dinl)计算计算1.静态工作静态工作(gngzu)点的计算：点的计算：忽略忽略(hl)URb，有：，有：UB1=UB2=0V(因为因为Rb一般是一般是Rs)设置设置Q：调整：调整Re即可即可第18页/共39页第十九页，共39页。2023/5/26202.抑制抑制(yzh)零漂的原理零漂的原理:uo=uC1-uC2 =0uo=(uC1+uC1 )-(uC2+uC2)=0当当uI1=uI2 =0 时时(无温漂无温漂):当温度变化当温度变化(binhu)时时(出现温漂出现温漂)：uC1=uC2 uC1=uC2没有没有(mi yu)温漂！温漂！另外，另外，Re的存在也减小了绝对温漂的存在也减小了绝对温漂(且且Re有有2倍的功效倍的功效)。温度温度TICUEIE =2ICUBEIBIC第19页/共39页第二十页，共39页。2023/5/2621定义定义(dngy)：大小相等、极性相同大小相等、极性相同(xin tn)的二个信号的二个信号共模信号共模信号温漂是一种温漂是一种(y zhn)共模信号共模信号common-mode共模放大倍数：共模放大倍数：理想理想差分放大电路有：差分放大电路有：3.对差模信号的放大对差模信号的放大:定义：定义：大小相等、极性相反的二个信号大小相等、极性相反的二个信号差模信号差模信号differential-mode总差模信号：总差模信号：差模放大倍数：差模放大倍数：第20页/共39页第二十一页，共39页。2023/5/2622Re对差模放大对差模放大(fngd)的作用：的作用：即即UE没有变化没有变化(binhu)，表，表明明Re对差模信号相当于短路对差模信号相当于短路差模信号差模信号(xnho)等效电路：等效电路：由于由于RL中点的电压为中点的电压为0，可以可以接地接地。由于上下电路对称，所由于上下电路对称，所以只需讨论上部分。以只需讨论上部分。第21页/共39页第二十二页，共39页。2023/5/2623动态参数动态参数(cnsh)计算：计算：与单管一样与单管一样(yyng)。另一个管子呢？另一个管子呢？(从从2个输入个输入(shr)端端看入看入)(从从2个输出端看入个输出端看入)定义：定义：共模抑制比共模抑制比Common-mode rejection ratio:CMRR理想理想差分电路：差分电路：KCMR 第22页/共39页第二十三页，共39页。2023/5/26244.差模信号差模信号(xnho)电压传输特性电压传输特性:DC Transfer Characteristic线性区线性区非线性区非线性区-VCCVCC第23页/共39页第二十四页，共39页。2023/5/2625差动放大器共有四种输入输出方式差动放大器共有四种输入输出方式:1.双端输入、双端输出（双入双出）双端输入、双端输出（双入双出）2.双端输入、单端输出（双入单出）双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）单端输入、单端输出（单入单出）主要主要(zhyo)讨论的问题有：讨论的问题有：差模电压放大倍数、共模电压放大倍数差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻差模输入电阻 输出电阻输出电阻三三.差分放大电路差分放大电路(dinl)(dinl)的四的四种接法种接法第24页/共39页第二十五页，共39页。2023/5/26261.双端输入双端输入(shr)双端输出双端输出(1)差模电压放大差模电压放大(fngd)倍数倍数(2)共模电压放大共模电压放大(fngd)倍数倍数(3)差模输入电阻差模输入电阻(4)输出电阻输出电阻KCMR 第25页/共39页第二十六页，共39页。2023/5/26272.双端输入双端输入(shr)单端输出单端输出(2)差模电压放大差模电压放大(fngd)倍数倍数(3)差模输入电阻差模输入电阻(4)输出电阻输出电阻这种方式适用于将差分这种方式适用于将差分(ch(ch fn)fn)信号转换为单端输出的信号。信号转换为单端输出的信号。(1)电路结构电路结构 如果从如果从T2T2输出，结果如何？输出，结果如何？第26页/共39页第二十七页，共39页。2023/5/2628(5)共模共模(n m)电压放大倍数电压放大倍数 共模共模(n m)等效电路：等效电路：如何如何(rh)增增大？大？作业：作业：3-6、3-7第27页/共39页第二十八页，共39页。2023/5/2629 3.单端输入(shr)双端输出任意信号任意信号(xnho)的分的分解解 对于对于(duy)任意的输入信号任意的输入信号ui1、ui2，可以分解为一个差模信号可以分解为一个差模信号uid和一个共模信号和一个共模信号uic。差模分量差模分量:共模分量共模分量:分分解解uIcuIduIuI1uI2示意图示意图叠叠加加第28页/共39页第二十九页，共39页。2023/5/2630动态参数动态参数(cnsh)计算计算输入输入(shr)信号：信号：uI1=uI，uI2=0等效等效(dn xio)输入：输入：（这样（这样单端单端输入就等效成了输入就等效成了双端双端输入）输入）电压放大：电压放大：当当f(Re)很大时很大时第29页/共39页第三十页，共39页。2023/5/2631 4.单端输入(shr)单端输出第30页/共39页第三十一页，共39页。2023/5/2632(1)(1)差模电压差模电压(diny)(diny)放大倍数放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出与单端输入还是双端输入无关，只与输出(shch)(shch)方式有关：方式有关：差动放大器动态参数计算差动放大器动态参数计算(j(j sun)sun)总结总结双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：(2)(2)共模电压放大倍数共模电压放大倍数与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：双端输出时：双端输出时：单端输出时：单端输出时：第31页/共39页第三十二页，共39页。2023/5/2633(3)(3)差模输入电阻差模输入电阻 不论是单端输入还是不论是单端输入还是(hi shi)(hi shi)双端输入，差模输入电阻双端输入，差模输入电阻RiRi是基本是基本放大电路的两倍。放大电路的两倍。(4)(4)输出电阻输出电阻双端输出双端输出(shch)(shch)时：时：单端输出单端输出(shch)(shch)时：时：(5)共模抑制比共模抑制比 双端输出时：双端输出时：KCMR 单端输出时：单端输出时：第32页/共39页第三十三页，共39页。2023/5/2634 1.提高(t go)共模抑制比(减小Ac)(1)(1)提高提高(t go)(t go)电路的对称性电路的对称性(2)(2)增加增加(zngji)Re(zngji)Re的值的值问题：问题：ICQ随之随之减小减小，从而使从而使Ad下降下降。改进：改进：用用电流源电流源来替代来替代Re。IC3 IE 常数常数电流源电路电流源电路电路分电路分析析恒流源相当于阻值很大的电阻。恒流源相当于阻值很大的电阻。三三.差分放大电路的改进差分放大电路的改进第33页/共39页第三十四页，共39页。2023/5/2635 2.增加(zngji)调零电路(使uO0)3.FET差分放大(fngd)电路 为了为了(wi le)提高提高Ri，把，把BJT换成换成FET。第34页/共39页第三十五页，共39页。2023/5/2636例题例题例题例题(lt(lt)1)1求：求：Ad，Ri，Ro；解：解：第35页/共39页第三十六页，共39页。2023/5/2637例题例题例题例题(lt(lt)2)2解：解：求：求：uO3.5V(万用表测万用表测)，uI？Ac可以可以(ky)忽略忽略作业作业(zuy)：3-8、11、13第36页/共39页第三十七页，共39页。2023/5/2638一一.电电路路(dinl)如如图图，晶晶体体管管的的80，rbe=1k。（1）画直流通路，求）画直流通路，求Q点；点；（2）画微变等效电路）画微变等效电路(dinl)，求，求Au和和Ri；（3）求出）求出Ro。（无需计算数值）（无需计算数值）二二.电路电路(dinl)如图。如图。(1)画直流通路和微变等效电路画直流通路和微变等效电路(dinl)(2)写出写出Ro和和Ri的表达式的表达式第37页/共39页第三十八页，共39页。2023/5/2639三三.电路电路(dinl)如图。如图。(1)写出写出Au的表达式。的表达式。(2)写出写出Ro和和Ri的表达式的表达式第38页/共39页第三十九页，共39页。