光电子电路设计第一章21.ppt

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1、光电子电路设计光电子电路设计 北京理工大学光电学院北京理工大学光电学院 第一页，编辑于星期六：十六点 三十四分。2 2 2 2高高 昆昆北京理工大学北京理工大学6教教68912560-803本人联系方式本人联系方式第二页，编辑于星期六：十六点 三十四分。3 3 3 3课程目的与考核方法课程目的与考核方法目的目的目的目的 主要根据光电成像技术遇到的输入光信号极其微弱的特点主要根据光电成像技术遇到的输入光信号极其微弱的特点主要根据光电成像技术遇到的输入光信号极其微弱的特点主要根据光电成像技术遇到的输入光信号极其微弱的特点，介绍光电器件常用的电子线路的设计方法和信号获取、，介绍光电器件常用的电子线路

2、的设计方法和信号获取、，介绍光电器件常用的电子线路的设计方法和信号获取、，介绍光电器件常用的电子线路的设计方法和信号获取、处理的基本方法。处理的基本方法。处理的基本方法。处理的基本方法。先修课程先修课程先修课程先修课程 模拟电子技术、数字电子技术、电路原理模拟电子技术、数字电子技术、电路原理模拟电子技术、数字电子技术、电路原理模拟电子技术、数字电子技术、电路原理考核成绩考核成绩平时平时平时平时30%30%期末考试期末考试期末考试期末考试 70%70%第三页，编辑于星期六：十六点 三十四分。4 4 4 4主要内容主要内容 主要介绍光电技术领域中应用的电子线路主要介绍光电技术领域中应用的电子线路主

3、要介绍光电技术领域中应用的电子线路主要介绍光电技术领域中应用的电子线路放大器（低噪声放大器、微电流放大器、程控增益放大器）放大器（低噪声放大器、微电流放大器、程控增益放大器）放大器（低噪声放大器、微电流放大器、程控增益放大器）放大器（低噪声放大器、微电流放大器、程控增益放大器）光电探测器的偏置与放大电路光电探测器的偏置与放大电路光电探测器的偏置与放大电路光电探测器的偏置与放大电路有源滤波器有源滤波器有源滤波器有源滤波器调制与解调器调制与解调器调制与解调器调制与解调器光电信号的数字处理光电信号的数字处理光电信号的数字处理光电信号的数字处理电源（小功率高压稳压和大功率稳流电源）电源（小功率高压稳压

4、和大功率稳流电源）电源（小功率高压稳压和大功率稳流电源）电源（小功率高压稳压和大功率稳流电源）第四页，编辑于星期六：十六点 三十四分。5 5 5 5参考教材参考教材作者：胡士凌，孔得人 出版机构：北京理工大学出版社ISBN：7-81045-138-3第五页，编辑于星期六：十六点 三十四分。6 6 6 6第一章第一章 低噪声放大器低噪声放大器 由于背景和探测器自身的噪声，光电探测器输出的电信号由于背景和探测器自身的噪声，光电探测器输出的电信号由于背景和探测器自身的噪声，光电探测器输出的电信号由于背景和探测器自身的噪声，光电探测器输出的电信号信噪比很低，在经过放大器时不仅要具有足够的放大增益信噪比

5、很低，在经过放大器时不仅要具有足够的放大增益信噪比很低，在经过放大器时不仅要具有足够的放大增益信噪比很低，在经过放大器时不仅要具有足够的放大增益，还要将放大器引入的噪声降至最低。，还要将放大器引入的噪声降至最低。，还要将放大器引入的噪声降至最低。，还要将放大器引入的噪声降至最低。1噪声的基本概念噪声的基本概念1.噪声定义噪声定义广义噪声：广义噪声：广义噪声：广义噪声：指指指指扰乱或干扰有用扰乱或干扰有用扰乱或干扰有用扰乱或干扰有用信号信号信号信号的的的的某种某种某种某种不期望的扰动。不期望的扰动。不期望的扰动。不期望的扰动。干扰：干扰：干扰：干扰：常把可以减少或者消除的常把可以减少或者消除的常

6、把可以减少或者消除的常把可以减少或者消除的外部外部外部外部扰动扰动扰动扰动。噪声：噪声：噪声：噪声：由于材料由于材料由于材料由于材料或器件的或器件的或器件的或器件的物物物物理原因所产生的扰动理原因所产生的扰动理原因所产生的扰动理原因所产生的扰动。噪声限制了探测器的分辨能力和系统动态范围。噪声限制了探测器的分辨能力和系统动态范围。噪声限制了探测器的分辨能力和系统动态范围。噪声限制了探测器的分辨能力和系统动态范围。2.噪声的统计特性噪声的统计特性随机噪声是一种前后独立的平稳随机过程随机噪声是一种前后独立的平稳随机过程随机噪声是一种前后独立的平稳随机过程随机噪声是一种前后独立的平稳随机过程大多数噪声

7、瞬时幅度服从正态分布大多数噪声瞬时幅度服从正态分布大多数噪声瞬时幅度服从正态分布大多数噪声瞬时幅度服从正态分布第六页，编辑于星期六：十六点 三十四分。7 7 7 7 作为工程近似，可以认为噪声电压都位于作为工程近似，可以认为噪声电压都位于作为工程近似，可以认为噪声电压都位于作为工程近似，可以认为噪声电压都位于33之内。即使峰之内。即使峰之内。即使峰之内。即使峰峰电压在峰电压在峰电压在峰电压在99.7%99.7%时间内小于时间内小于时间内小于时间内小于6 6倍均方根值。倍均方根值。倍均方根值。倍均方根值。第七页，编辑于星期六：十六点 三十四分。8 8 8 83.3.噪声的统计特性噪声的统计特性噪

8、声的统计特性噪声的统计特性 噪声电压属于随机过程，处于稳态时的概率分布规律是一致的，属于噪声电压属于随机过程，处于稳态时的概率分布规律是一致的，属于噪声电压属于随机过程，处于稳态时的概率分布规律是一致的，属于噪声电压属于随机过程，处于稳态时的概率分布规律是一致的，属于平稳随机过程。引入平稳随机过程。引入平稳随机过程。引入平稳随机过程。引入相关函数相关函数相关函数相关函数R()R()平稳噪声相关函数的特点平稳噪声相关函数的特点平稳噪声相关函数的特点平稳噪声相关函数的特点仅与时延仅与时延仅与时延仅与时延 有关，与起始时间点无关有关，与起始时间点无关有关，与起始时间点无关有关，与起始时间点无关R()

9、R()随随随随 增加而衰减，衰减越快说明随机过程在时间上的相增加而衰减，衰减越快说明随机过程在时间上的相增加而衰减，衰减越快说明随机过程在时间上的相增加而衰减，衰减越快说明随机过程在时间上的相关性越小关性越小关性越小关性越小=0=0时刻的时刻的时刻的时刻的R()R()有最大值有最大值有最大值有最大值第八页，编辑于星期六：十六点 三十四分。9 9 9 94.4.放大器及线性网络噪声带宽放大器及线性网络噪声带宽放大器及线性网络噪声带宽放大器及线性网络噪声带宽 放大器带宽放大器带宽放大器带宽放大器带宽：高功率点与低半功率点（功率降到最大值的：高功率点与低半功率点（功率降到最大值的：高功率点与低半功率

10、点（功率降到最大值的：高功率点与低半功率点（功率降到最大值的50%50%）间的频率间隔）间的频率间隔）间的频率间隔）间的频率间隔 噪声带宽噪声带宽噪声带宽噪声带宽：系统或电路的功率增益带宽：系统或电路的功率增益带宽：系统或电路的功率增益带宽：系统或电路的功率增益带宽 由于功率增益由于功率增益由于功率增益由于功率增益网络电压增益网络电压增益网络电压增益网络电压增益2 2 2 2第九页，编辑于星期六：十六点 三十四分。101010105.5.噪声源的相关性及电压叠加噪声源的相关性及电压叠加噪声源的相关性及电压叠加噪声源的相关性及电压叠加 相关系数相关系数相关系数相关系数：表征两个噪声相似性（或线性

11、相关性）的度量：表征两个噪声相似性（或线性相关性）的度量：表征两个噪声相似性（或线性相关性）的度量：表征两个噪声相似性（或线性相关性）的度量C C-1,1-1,1。当。当。当。当C=0C=0，表示两个噪声，表示两个噪声，表示两个噪声，表示两个噪声源独立产生，否则存在相关源独立产生，否则存在相关源独立产生，否则存在相关源独立产生，否则存在相关两个互不相关的噪声可以等效为两个互不相关的噪声可以等效为两个互不相关的噪声可以等效为两个互不相关的噪声可以等效为1 1个噪声源，其均方值为各噪声源均方个噪声源，其均方值为各噪声源均方个噪声源，其均方值为各噪声源均方个噪声源，其均方值为各噪声源均方值之和值之和

12、值之和值之和第十页，编辑于星期六：十六点 三十四分。111111116.6.热噪声热噪声热噪声热噪声 导体中载流子热运动产生的噪声称为导体中载流子热运动产生的噪声称为导体中载流子热运动产生的噪声称为导体中载流子热运动产生的噪声称为热噪声（约翰逊噪声）热噪声（约翰逊噪声）热噪声（约翰逊噪声）热噪声（约翰逊噪声）电阻两端开路的热噪声电压为电阻两端开路的热噪声电压为电阻两端开路的热噪声电压为电阻两端开路的热噪声电压为热噪声的特点：热噪声的特点：热噪声的特点：热噪声的特点：普遍存在于各种形式的电阻中，是电阻性元件的底限普遍存在于各种形式的电阻中，是电阻性元件的底限普遍存在于各种形式的电阻中，是电阻性元

13、件的底限普遍存在于各种形式的电阻中，是电阻性元件的底限噪声噪声噪声噪声热噪声功率分布是均匀的，属于白噪声热噪声功率分布是均匀的，属于白噪声热噪声功率分布是均匀的，属于白噪声热噪声功率分布是均匀的，属于白噪声单位带宽内的噪声功率称为噪声的单位带宽内的噪声功率称为噪声的单位带宽内的噪声功率称为噪声的单位带宽内的噪声功率称为噪声的功率谱密度功率谱密度功率谱密度功率谱密度第十一页，编辑于星期六：十六点 三十四分。12121212减少热噪声的手段有减少热噪声的手段有减少热噪声的手段有减少热噪声的手段有减小电阻减小电阻减小电阻减小电阻在满足信号频谱正常通过的前提下，尽量缩小放大器在满足信号频谱正常通过的前

14、提下，尽量缩小放大器在满足信号频谱正常通过的前提下，尽量缩小放大器在满足信号频谱正常通过的前提下，尽量缩小放大器带宽带宽带宽带宽电阻器件应尽可能在低温下工作或保持良好散热电阻器件应尽可能在低温下工作或保持良好散热电阻器件应尽可能在低温下工作或保持良好散热电阻器件应尽可能在低温下工作或保持良好散热电阻热噪声的等效电路电阻热噪声的等效电路电阻热噪声的等效电路电阻热噪声的等效电路 注注注注 由于噪声的相位是由于噪声的相位是由于噪声的相位是由于噪声的相位是随机的，因此这里不必随机的，因此这里不必随机的，因此这里不必随机的，因此这里不必要标出等效信号源的参要标出等效信号源的参要标出等效信号源的参要标出等

15、效信号源的参考方向考方向考方向考方向第十二页，编辑于星期六：十六点 三十四分。13131313多个电阻连接的热噪声等效电路多个电阻连接的热噪声等效电路对于串联形式的电阻，采用噪声电压源对于串联形式的电阻，采用噪声电压源对于串联形式的电阻，采用噪声电压源对于串联形式的电阻，采用噪声电压源等效电路，总噪声电压均方值等于各电等效电路，总噪声电压均方值等于各电等效电路，总噪声电压均方值等于各电等效电路，总噪声电压均方值等于各电阻噪声电压均方值之和阻噪声电压均方值之和阻噪声电压均方值之和阻噪声电压均方值之和对于并联形式的电阻，采用噪声电对于并联形式的电阻，采用噪声电对于并联形式的电阻，采用噪声电对于并联

16、形式的电阻，采用噪声电流源等效电路流源等效电路流源等效电路流源等效电路第十三页，编辑于星期六：十六点 三十四分。14141414两电阻并联的总噪声电压等于其并联等效电阻的热噪声两电阻并联的总噪声电压等于其并联等效电阻的热噪声两电阻并联的总噪声电压等于其并联等效电阻的热噪声两电阻并联的总噪声电压等于其并联等效电阻的热噪声电压而减小。电压而减小。电压而减小。电压而减小。总噪声电压总噪声电压总噪声电压总噪声电压7.7.散弹噪声散弹噪声散弹噪声散弹噪声 半导体、真空器件中的载流子是离散型的电荷迁移粒子，半导体、真空器件中的载流子是离散型的电荷迁移粒子，半导体、真空器件中的载流子是离散型的电荷迁移粒子，

17、半导体、真空器件中的载流子是离散型的电荷迁移粒子，流经器件的电流因此会出现随机的起伏，称为流经器件的电流因此会出现随机的起伏，称为流经器件的电流因此会出现随机的起伏，称为流经器件的电流因此会出现随机的起伏，称为散弹噪声散弹噪声散弹噪声散弹噪声，散弹散弹散弹散弹噪声电流噪声电流噪声电流噪声电流第十四页，编辑于星期六：十六点 三十四分。15151515散弹噪声的特点散弹噪声的特点散弹噪声的特点散弹噪声的特点属于白噪声属于白噪声属于白噪声属于白噪声与电流流过位垒（半导体的与电流流过位垒（半导体的与电流流过位垒（半导体的与电流流过位垒（半导体的PNPN结、电子管阴极表面）有结、电子管阴极表面）有结、电

18、子管阴极表面）有结、电子管阴极表面）有关关关关典型的位垒典型的位垒典型的位垒典型的位垒 如：双极性晶体管发射结（如：双极性晶体管发射结（如：双极性晶体管发射结（如：双极性晶体管发射结（e-be-b）的伏安特性）的伏安特性）的伏安特性）的伏安特性PNPPNPPNPPNP型晶体管的型晶体管的型晶体管的型晶体管的结结构构构构示意示意示意示意图图及符及符及符及符号号号号第十五页，编辑于星期六：十六点 三十四分。16161616(a)(a)(a)(a)多子多子多子多子扩扩散散散散运运运运动动 (b)(b)(b)(b)动态动态平衡平衡平衡平衡时时的的的的PNPNPNPN结结第十六页，编辑于星期六：十六点

19、三十四分。17171717例：正偏例：正偏例：正偏例：正偏PNPN结的散弹噪声等效电路结的散弹噪声等效电路结的散弹噪声等效电路结的散弹噪声等效电路其中电流源等效为其中电流源等效为其中电流源等效为其中电流源等效为电阻等效为电阻等效为电阻等效为电阻等效为（肖克莱射极电阻）（肖克莱射极电阻）（肖克莱射极电阻）（肖克莱射极电阻）r re e是一种动态效应，不是本体、材料特性，属于白噪声是一种动态效应，不是本体、材料特性，属于白噪声是一种动态效应，不是本体、材料特性，属于白噪声是一种动态效应，不是本体、材料特性，属于白噪声8.低频噪声低频噪声 半导体、真空器件、电阻器件中还存在一种半导体、真空器件、电阻

20、器件中还存在一种半导体、真空器件、电阻器件中还存在一种半导体、真空器件、电阻器件中还存在一种闪烁噪声闪烁噪声闪烁噪声闪烁噪声，其噪声，其噪声，其噪声，其噪声功率谱密度随频率降低而增加功率谱密度随频率降低而增加功率谱密度随频率降低而增加功率谱密度随频率降低而增加这种噪声称为这种噪声称为这种噪声称为这种噪声称为低频噪声低频噪声低频噪声低频噪声或或或或1/f 1/f 噪声噪声噪声噪声第十七页，编辑于星期六：十六点 三十四分。18181818某一带宽的噪声功率（某一带宽的噪声功率（某一带宽的噪声功率（某一带宽的噪声功率（=1=1，下限频率很低时）下限频率很低时）下限频率很低时）下限频率很低时）1/f

21、1/f 噪声在每个（噪声在每个（噪声在每个（噪声在每个（1010）倍频程带宽内的功率是相等的）倍频程带宽内的功率是相等的）倍频程带宽内的功率是相等的）倍频程带宽内的功率是相等的不属于白噪声不属于白噪声不属于白噪声不属于白噪声9.过剩噪声过剩噪声 当直流电流流过不连续介质时（如炭膜电阻），由于电导率当直流电流流过不连续介质时（如炭膜电阻），由于电导率当直流电流流过不连续介质时（如炭膜电阻），由于电导率当直流电流流过不连续介质时（如炭膜电阻），由于电导率不均匀，电流流过在介质间产生小电弧引起的电流脉冲引起的噪不均匀，电流流过在介质间产生小电弧引起的电流脉冲引起的噪不均匀，电流流过在介质间产生小电弧

22、引起的电流脉冲引起的噪不均匀，电流流过在介质间产生小电弧引起的电流脉冲引起的噪声称为声称为声称为声称为过剩噪声。过剩噪声。过剩噪声。过剩噪声。过剩噪声的特点过剩噪声的特点过剩噪声功率与频率倒数成正比过剩噪声功率与频率倒数成正比过剩噪声功率与频率倒数成正比过剩噪声功率与频率倒数成正比过剩噪声电压与流过电阻的电流成正比过剩噪声电压与流过电阻的电流成正比过剩噪声电压与流过电阻的电流成正比过剩噪声电压与流过电阻的电流成正比第十八页，编辑于星期六：十六点 三十四分。19191919噪声指数噪声指数噪声指数噪声指数NINI：用于表征过剩噪声的大小，表示电阻两用于表征过剩噪声的大小，表示电阻两用于表征过剩噪

23、声的大小，表示电阻两用于表征过剩噪声的大小，表示电阻两端每端每端每端每1V直流电压在直流电压在直流电压在直流电压在1010倍频程内产生的均方根噪声倍频程内产生的均方根噪声倍频程内产生的均方根噪声倍频程内产生的均方根噪声 V V值值值值 NINI可以在产品的手册中查到。可以在产品的手册中查到。可以在产品的手册中查到。可以在产品的手册中查到。在实际设计中，仿真对象模型的这些噪声参数在在实际设计中，仿真对象模型的这些噪声参数在在实际设计中，仿真对象模型的这些噪声参数在在实际设计中，仿真对象模型的这些噪声参数在PSpicePSpice中都有设定。中都有设定。中都有设定。中都有设定。第十九页，编辑于星期

24、六：十六点 三十四分。20202020 固定电阻小知识固定电阻小知识常用的电阻有炭质、炭膜、金属膜、线绕及水泥等数种。常用的电阻有炭质、炭膜、金属膜、线绕及水泥等数种。常用的电阻有炭质、炭膜、金属膜、线绕及水泥等数种。常用的电阻有炭质、炭膜、金属膜、线绕及水泥等数种。炭膜电阻炭膜电阻炭膜电阻炭膜电阻在一支瓷管上通过真空和高温，热分解出的结晶碳沉积成一层炭膜在一支瓷管上通过真空和高温，热分解出的结晶碳沉积成一层炭膜在一支瓷管上通过真空和高温，热分解出的结晶碳沉积成一层炭膜在一支瓷管上通过真空和高温，热分解出的结晶碳沉积成一层炭膜，再将炭膜外层加工车成螺旋纹状，依照螺纹的多少来定其电阻值，最，再将

25、炭膜外层加工车成螺旋纹状，依照螺纹的多少来定其电阻值，最，再将炭膜外层加工车成螺旋纹状，依照螺纹的多少来定其电阻值，最，再将炭膜外层加工车成螺旋纹状，依照螺纹的多少来定其电阻值，最后在外层刷一层保护漆。后在外层刷一层保护漆。后在外层刷一层保护漆。后在外层刷一层保护漆。炭膜电阻阻值一般在炭膜电阻阻值一般在炭膜电阻阻值一般在炭膜电阻阻值一般在1110M10M之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在0.125W0.125W10W10W特点是廉价、阻值较稳定但特点是廉价、阻值较稳定但特点是廉价、阻值较稳定但特点是廉价、阻值较稳定但精度不高，负温度系数，噪声指精度不高，负温度系数，噪声指精度不高

26、，负温度系数，噪声指精度不高，负温度系数，噪声指数数数数-18-18-10dB-10dB之间之间之间之间适用于中低档的民用产品，适用于中低档的民用产品，适用于中低档的民用产品，适用于中低档的民用产品，是最常用的电阻是最常用的电阻是最常用的电阻是最常用的电阻第二十页，编辑于星期六：十六点 三十四分。21212121金属膜电阻金属膜电阻金属膜电阻金属膜电阻用一支瓷管上利用真空喷涂技术在上面喷涂一层金属膜（一用一支瓷管上利用真空喷涂技术在上面喷涂一层金属膜（一用一支瓷管上利用真空喷涂技术在上面喷涂一层金属膜（一用一支瓷管上利用真空喷涂技术在上面喷涂一层金属膜（一般采用般采用般采用般采用Ni-Ni-C

27、rCr），并在金属膜用摩擦、激光或车上螺旋纹，内部构造与炭），并在金属膜用摩擦、激光或车上螺旋纹，内部构造与炭），并在金属膜用摩擦、激光或车上螺旋纹，内部构造与炭），并在金属膜用摩擦、激光或车上螺旋纹，内部构造与炭膜电阻相同，只是将炭膜换成金属膜，并且在瓷棒两端镀上贵膜电阻相同，只是将炭膜换成金属膜，并且在瓷棒两端镀上贵膜电阻相同，只是将炭膜换成金属膜，并且在瓷棒两端镀上贵膜电阻相同，只是将炭膜换成金属膜，并且在瓷棒两端镀上贵金属引出管脚。金属引出管脚。金属引出管脚。金属引出管脚。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻值一般在11620M620M之间，功之间，功之间，功之间，功率在率在率在率在0.1

28、25W0.125W5W5W特点是耐热，稳定性和温度系都优特点是耐热，稳定性和温度系都优特点是耐热，稳定性和温度系都优特点是耐热，稳定性和温度系都优于碳膜，体积小，精度高，可达于碳膜，体积小，精度高，可达于碳膜，体积小，精度高，可达于碳膜，体积小，精度高，可达0.5%0.5%0.05%0.05%。噪声指数在。噪声指数在。噪声指数在。噪声指数在-32-32-16dB-16dB之之之之间，但价格贵一些。间，但价格贵一些。间，但价格贵一些。间，但价格贵一些。多用于要求较高的应用电路中。多用于要求较高的应用电路中。多用于要求较高的应用电路中。多用于要求较高的应用电路中。第二十一页，编辑于星期六：十六点

29、三十四分。22222222金属氧化膜电阻金属氧化膜电阻金属氧化膜电阻金属氧化膜电阻用一支高热传导的基材（陶瓷）上利用高温燃烧技术用一支高热传导的基材（陶瓷）上利用高温燃烧技术用一支高热传导的基材（陶瓷）上利用高温燃烧技术用一支高热传导的基材（陶瓷）上利用高温燃烧技术在上面烧附一层金属氧化薄膜，并在金属氧化薄膜车上螺在上面烧附一层金属氧化薄膜，并在金属氧化薄膜车上螺在上面烧附一层金属氧化薄膜，并在金属氧化薄膜车上螺在上面烧附一层金属氧化薄膜，并在金属氧化薄膜车上螺旋纹，内部构造与炭膜相同，只是将炭膜换成金属氧化薄旋纹，内部构造与炭膜相同，只是将炭膜换成金属氧化薄旋纹，内部构造与炭膜相同，只是将炭

30、膜换成金属氧化薄旋纹，内部构造与炭膜相同，只是将炭膜换成金属氧化薄膜，并且于外层喷涂不燃性涂料。膜，并且于外层喷涂不燃性涂料。膜，并且于外层喷涂不燃性涂料。膜，并且于外层喷涂不燃性涂料。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻值一般在111 1MM之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在25W25W15K15KWW特点是抗氧化性和耐高温，高温下热特点是抗氧化性和耐高温，高温下热特点是抗氧化性和耐高温，高温下热特点是抗氧化性和耐高温，高温下热稳定性优于金属膜。噪声指数比金属膜低稳定性优于金属膜。噪声指数比金属膜低稳定性优于金属膜。噪声指数比金属膜低稳定性优于金属膜。噪声指数比金属膜低一些，体积大

31、一些。一些，体积大一些。一些，体积大一些。一些，体积大一些。补充金属膜大功率及低阻值补充金属膜大功率及低阻值补充金属膜大功率及低阻值补充金属膜大功率及低阻值的应的应的应的应用电路中用电路中用电路中用电路中第二十二页，编辑于星期六：十六点 三十四分。23232323炭质电阻炭质电阻炭质电阻炭质电阻用碳质颗粒导电物质用碳质颗粒导电物质用碳质颗粒导电物质用碳质颗粒导电物质(碳黑、石墨碳黑、石墨碳黑、石墨碳黑、石墨)作导电材料作导电材料作导电材料作导电材料,用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛作填料，另加黏合剂经加热用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛作填料，另加黏合剂经加热用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧

32、化钛作填料，另加黏合剂经加热用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛作填料，另加黏合剂经加热压制而成。按照黏合剂的不同，分为有机实芯和无机实芯电阻器。压制而成。按照黏合剂的不同，分为有机实芯和无机实芯电阻器。压制而成。按照黏合剂的不同，分为有机实芯和无机实芯电阻器。压制而成。按照黏合剂的不同，分为有机实芯和无机实芯电阻器。阻值范围和功率范围与炭膜类似阻值范围和功率范围与炭膜类似阻值范围和功率范围与炭膜类似阻值范围和功率范围与炭膜类似特点是非常廉价，无机实芯电阻器温度特点是非常廉价，无机实芯电阻器温度特点是非常廉价，无机实芯电阻器温度特点是非常廉价，无机实芯电阻器温度系数较大、可靠性较高，有机实芯电阻

33、器过系数较大、可靠性较高，有机实芯电阻器过系数较大、可靠性较高，有机实芯电阻器过系数较大、可靠性较高，有机实芯电阻器过负荷能力强。但无机实芯电阻器阻值范围小，负荷能力强。但无机实芯电阻器阻值范围小，负荷能力强。但无机实芯电阻器阻值范围小，负荷能力强。但无机实芯电阻器阻值范围小，有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布电容和分布电感大。噪声指数在电容和分布电感大。噪声指数在电容和分布电感大。噪声指数在电容和分布电感大。噪声指数在-12-12-6dB-6dB之间之间之间之间现已逐步被其它

34、膜式电阻取代现已逐步被其它膜式电阻取代现已逐步被其它膜式电阻取代现已逐步被其它膜式电阻取代第二十三页，编辑于星期六：十六点 三十四分。24242424线绕电阻线绕电阻线绕电阻线绕电阻合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂有保护漆或玻璃釉。有保护漆或玻璃釉。有保护漆或玻璃釉。有保护漆或玻璃釉。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻值一般在0.0.115 5MM之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在0.10.125W25W500500

35、WW特点是低噪声，高线性度，温度系数特点是低噪声，高线性度，温度系数特点是低噪声，高线性度，温度系数特点是低噪声，高线性度，温度系数小，稳定度高，工作温度可达小，稳定度高，工作温度可达小，稳定度高，工作温度可达小，稳定度高，工作温度可达315315。但体。但体。但体。但体积较大、自身电感大，使高频性能差、时积较大、自身电感大，使高频性能差、时积较大、自身电感大，使高频性能差、时积较大、自身电感大，使高频性能差、时间常数大。只适用于频率在间常数大。只适用于频率在间常数大。只适用于频率在间常数大。只适用于频率在50 kHz50 kHz以下的以下的以下的以下的电路，温度指数典型值为电路，温度指数典型

36、值为电路，温度指数典型值为电路，温度指数典型值为-38dB-38dB精密和大功率场合精密和大功率场合精密和大功率场合精密和大功率场合第二十四页，编辑于星期六：十六点 三十四分。25252525水泥线绕电阻水泥线绕电阻水泥线绕电阻水泥线绕电阻将线绕电阻器放入长方形的瓷框内，用特殊的不燃耐热水泥充将线绕电阻器放入长方形的瓷框内，用特殊的不燃耐热水泥充将线绕电阻器放入长方形的瓷框内，用特殊的不燃耐热水泥充将线绕电阻器放入长方形的瓷框内，用特殊的不燃耐热水泥充填密封而成，也称为水泥电阻。填密封而成，也称为水泥电阻。填密封而成，也称为水泥电阻。填密封而成，也称为水泥电阻。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻

37、值一般在11200K200K之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在0.0.5W5W5050WW与普通线绕电阻相比，与普通线绕电阻相比，与普通线绕电阻相比，与普通线绕电阻相比，耐高功率、散热耐高功率、散热耐高功率、散热耐高功率、散热性好、稳定性性好、稳定性性好、稳定性性好、稳定性。但体积较大。但体积较大。但体积较大。但体积较大电源电源电源电源和功率和功率和功率和功率电路中电路中电路中电路中第二十五页，编辑于星期六：十六点 三十四分。26262626片状电阻片状电阻片状电阻片状电阻采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发制成。采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发制成。采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发

38、制成。采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发制成。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻值一般在0.50.51M1M之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在1/321/32WW3 3WW与普通金属膜电阻相比，体积小、无与普通金属膜电阻相比，体积小、无与普通金属膜电阻相比，体积小、无与普通金属膜电阻相比，体积小、无引脚，高精度、高稳定、温度系数小，高引脚，高精度、高稳定、温度系数小，高引脚，高精度、高稳定、温度系数小，高引脚，高精度、高稳定、温度系数小，高频特性好。频特性好。频特性好。频特性好。计算机、通信、家电等各种小体积电子计算机、通信、家电等各种小体积电子计算机、通信、家电等各种小体积电子计算

39、机、通信、家电等各种小体积电子产品中产品中产品中产品中第二十六页，编辑于星期六：十六点 三十四分。27272727集成电阻集成电阻集成电阻集成电阻采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网络。络。络。络。阻值一般在阻值一般在阻值一般在阻值一般在5151 33K33K之间，功率在之间，功率在之间，功率在之间，功率在1/81/8WW5 5WW高精度、高稳定、高精度、高稳定、高精度、高稳定、高精度、高稳定、低噪声、温度系

40、数小，低噪声、温度系数小，低噪声、温度系数小，低噪声、温度系数小，高频特性好，但阻值范高频特性好，但阻值范高频特性好，但阻值范高频特性好，但阻值范围较小围较小围较小围较小计算机、计算机、计算机、计算机、仪器仪表及仪器仪表及仪器仪表及仪器仪表及特殊要求特殊要求特殊要求特殊要求的电路的电路的电路的电路第二十七页，编辑于星期六：十六点 三十四分。28282828电阻的色环标识电阻的色环标识棕棕 红红 橙橙 黄黄 绿绿 蓝蓝 紫紫 灰灰 白白 黑黑 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 第一位数第一位数第二位数第二位数倍乘数倍乘数允许误差允许误差1 0 1021000(1k)误差：金色误差：金色 5

41、%（I级）级）银色银色 10%（II级）级）无色无色 20%（III级）级）棕色棕色 1%10%倍乘数倍乘数允许误差允许误差10 0 10210k 1%第二十八页，编辑于星期六：十六点 三十四分。29292929普通固定电阻标称阻值系列普通固定电阻标称阻值系列允许误差允许误差标标 称称 阻阻 值值 系系 列列5%5%1.0 1.0 1.1 1.1 1.2 1.2 1.3 1.3 1.5 1.5 1.6 1.6 1.8 1.8 2.0 2.0 2.2 2.2 2.4 2.4 2.7 2.7 3.03.03.3 3.3 3.63.6 3.9 3.9 4.3 4.3 4.7 4.7 5.1 5.1

42、5.6 5.6 6.2 6.2 6.8 6.8 7.5 7.5 8.2 8.2 9.19.110%10%1.0 1.0 1.2 1.2 1.51.5 1.8 1.8 2.2 2.2 2.7 2.7 3.3 3.3 3 3.9.9 4.7 4.7 5.6 5.6 6 6.8.8 8.28.220%20%1.0 1.0 1.5 1.5 2.2 2.2 3.3 3.3 4.7 4.7 6.86.8国家规定了一系列阻值作为电阻产品的标准。国家规定了一系列阻值作为电阻产品的标准。国家规定了一系列阻值作为电阻产品的标准。国家规定了一系列阻值作为电阻产品的标准。不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。误差越小

43、的电阻，标称不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。误差越小的电阻，标称不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。误差越小的电阻，标称不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。误差越小的电阻，标称值越多。值越多。值越多。值越多。不同的电路对电阻的误差有不同的要求。一般电子电路采用不同的电路对电阻的误差有不同的要求。一般电子电路采用不同的电路对电阻的误差有不同的要求。一般电子电路采用不同的电路对电阻的误差有不同的要求。一般电子电路采用I I级或者级或者级或者级或者IIII级。级。级。级。在电路中，电阻的阻值一般都标注标称值。如果不是标称在电路中，电阻的阻值一般都标注标称值。如果不是标称在电路中，电阻的阻值

44、一般都标注标称值。如果不是标称在电路中，电阻的阻值一般都标注标称值。如果不是标称值，可以根据电路要求，选择和它相近的标称电阻。值，可以根据电路要求，选择和它相近的标称电阻。值，可以根据电路要求，选择和它相近的标称电阻。值，可以根据电路要求，选择和它相近的标称电阻。第二十九页，编辑于星期六：十六点 三十四分。30303030电阻的命名规则（电阻的命名规则（GB2470-81）如：如：如：如：RJ72RJ72 R R表示电阻表示电阻表示电阻表示电阻器（主称）器（主称）器（主称）器（主称）J J表示金属表示金属表示金属表示金属膜（材料）膜（材料）膜（材料）膜（材料）7 7表示精密电表示精密电表示精密

45、电表示精密电阻（分类）阻（分类）阻（分类）阻（分类）2 2表示生产序表示生产序表示生产序表示生产序号号号号 整个符号表整个符号表整个符号表整个符号表示精密金属示精密金属示精密金属示精密金属膜电阻器。膜电阻器。膜电阻器。膜电阻器。第三十页，编辑于星期六：十六点 三十四分。31313131电阻的功率标识电阻的功率标识电阻的额定功率标称值常用的有电阻的额定功率标称值常用的有电阻的额定功率标称值常用的有电阻的额定功率标称值常用的有1/81/8、1/41/4、1/21/2、1 1、2 2、3 3、5 5、1010、2020瓦等瓦等瓦等瓦等在电路图中常用上图所示符号来表示电阻的标称功率在电路图中常用上图所

46、示符号来表示电阻的标称功率在电路图中常用上图所示符号来表示电阻的标称功率在电路图中常用上图所示符号来表示电阻的标称功率选用电阻的时候，要留一定的余量，选标称功率比实际消耗的选用电阻的时候，要留一定的余量，选标称功率比实际消耗的选用电阻的时候，要留一定的余量，选标称功率比实际消耗的选用电阻的时候，要留一定的余量，选标称功率比实际消耗的功率大一些的电阻。比如实际负荷功率大一些的电阻。比如实际负荷功率大一些的电阻。比如实际负荷功率大一些的电阻。比如实际负荷1/41/4瓦，可以选用瓦，可以选用瓦，可以选用瓦，可以选用1/21/2瓦的电瓦的电瓦的电瓦的电阻，实际负荷阻，实际负荷阻，实际负荷阻，实际负荷3

47、 3瓦，可以选用瓦，可以选用瓦，可以选用瓦，可以选用5 5瓦的电阻。瓦的电阻。瓦的电阻。瓦的电阻。第三十一页，编辑于星期六：十六点 三十四分。323232322放大器的噪声放大器的噪声1.放大器的噪声模型放大器的噪声模型放大器的噪声模型放大器的噪声模型 放大器内部元件众多，可以将内部噪声源折算成噪声放大器内部元件众多，可以将内部噪声源折算成噪声放大器内部元件众多，可以将内部噪声源折算成噪声放大器内部元件众多，可以将内部噪声源折算成噪声电压源电压源电压源电压源E En n和电流源和电流源和电流源和电流源I In n两种形式送入输入端。放大器内部成两种形式送入输入端。放大器内部成两种形式送入输入端

48、。放大器内部成两种形式送入输入端。放大器内部成为一个无噪声的放大器。为一个无噪声的放大器。为一个无噪声的放大器。为一个无噪声的放大器。第三十二页，编辑于星期六：十六点 三十四分。333333332.等效输入噪声模型等效输入噪声模型 对上述模型可以进一步简化，用对上述模型可以进一步简化，用对上述模型可以进一步简化，用对上述模型可以进一步简化，用1 1个等效输入噪声个等效输入噪声个等效输入噪声个等效输入噪声E Enini表示。表示。表示。表示。设放大器电压增益为设放大器电压增益为设放大器电压增益为设放大器电压增益为A Au u从信号源到放大器输出端的传递函数称为从信号源到放大器输出端的传递函数称为

49、从信号源到放大器输出端的传递函数称为从信号源到放大器输出端的传递函数称为系统增益系统增益系统增益系统增益K Kt t系统增益不仅取决于放大器，和信号源内阻也有关。系统增益不仅取决于放大器，和信号源内阻也有关。系统增益不仅取决于放大器，和信号源内阻也有关。系统增益不仅取决于放大器，和信号源内阻也有关。第三十三页，编辑于星期六：十六点 三十四分。34343434把放大器所有的噪声源折算到信号源（等效输入噪声的常把放大器所有的噪声源折算到信号源（等效输入噪声的常把放大器所有的噪声源折算到信号源（等效输入噪声的常把放大器所有的噪声源折算到信号源（等效输入噪声的常见形式），这些参数可以通过测量或计算出见

50、形式），这些参数可以通过测量或计算出见形式），这些参数可以通过测量或计算出见形式），这些参数可以通过测量或计算出如果噪声电压和噪声电流相关如果噪声电压和噪声电流相关如果噪声电压和噪声电流相关如果噪声电压和噪声电流相关3.噪声系数噪声系数噪声系数噪声系数 噪声系数噪声系数噪声系数噪声系数定义为放大器总的输出噪声功率与源电阻在定义为放大器总的输出噪声功率与源电阻在定义为放大器总的输出噪声功率与源电阻在定义为放大器总的输出噪声功率与源电阻在放大器输出端的噪声功率比。放大器输出端的噪声功率比。放大器输出端的噪声功率比。放大器输出端的噪声功率比。第三十四页，编辑于星期六：十六点 三十四分。3535353