模拟电子技术基础精选文档.ppt

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1、本讲稿第一页，共三十六页一一一一.课程性质：课程性质：课程性质：课程性质：技术基础课技术基础课技术基础课技术基础课二二二二.课程特点：课程特点：课程特点：课程特点：1.1.内容丰富，技术更新快内容丰富，技术更新快内容丰富，技术更新快内容丰富，技术更新快 2.2.实践性很强实践性很强实践性很强实践性很强 3.3.应用非常广泛应用非常广泛应用非常广泛应用非常广泛三三三三.课程研究内容：课程研究内容：课程研究内容：课程研究内容：微弱信号的放大、各种信号的产生、及其变换和反馈等。微弱信号的放大、各种信号的产生、及其变换和反馈等。微弱信号的放大、各种信号的产生、及其变换和反馈等。微弱信号的放大、各种信号

2、的产生、及其变换和反馈等。研究各种模拟电子电路的工作原理、特点、性能指标等。研究各种模拟电子电路的工作原理、特点、性能指标等。研究各种模拟电子电路的工作原理、特点、性能指标等。研究各种模拟电子电路的工作原理、特点、性能指标等。本讲稿第二页，共三十六页四、模拟电路的分析方法：四、模拟电路的分析方法：四、模拟电路的分析方法：四、模拟电路的分析方法：定量地研究电路的放大能力、失真程度等，故经常需要分定量地研究电路的放大能力、失真程度等，故经常需要分定量地研究电路的放大能力、失真程度等，故经常需要分定量地研究电路的放大能力、失真程度等，故经常需要分析放大电路的静态和动态工作情况。析放大电路的静态和动态

3、工作情况。析放大电路的静态和动态工作情况。析放大电路的静态和动态工作情况。五五五五.模拟电路应用：模拟电路应用：模拟电路应用：模拟电路应用：收音机、扩音机、音响到精密的测量仪器、复杂和自动控制系统、收音机、扩音机、音响到精密的测量仪器、复杂和自动控制系统、收音机、扩音机、音响到精密的测量仪器、复杂和自动控制系统、收音机、扩音机、音响到精密的测量仪器、复杂和自动控制系统、数字数据采集系统等。模拟电路仍是电子技术中最重要，最基本的数字数据采集系统等。模拟电路仍是电子技术中最重要，最基本的数字数据采集系统等。模拟电路仍是电子技术中最重要，最基本的数字数据采集系统等。模拟电路仍是电子技术中最重要，最基

4、本的成分，同时也是我们的技术基础课程，希望大家重视！后续课程中成分，同时也是我们的技术基础课程，希望大家重视！后续课程中成分，同时也是我们的技术基础课程，希望大家重视！后续课程中成分，同时也是我们的技术基础课程，希望大家重视！后续课程中凡是涉及与模拟信号的产生、交换与传输都与本课程密切相关。凡是涉及与模拟信号的产生、交换与传输都与本课程密切相关。凡是涉及与模拟信号的产生、交换与传输都与本课程密切相关。凡是涉及与模拟信号的产生、交换与传输都与本课程密切相关。六六六六.教学目的：教学目的：教学目的：教学目的：能够对一般性、常用的电子电路进行分析同时对比较简单的电路能够对一般性、常用的电子电路进行分

5、析同时对比较简单的电路能够对一般性、常用的电子电路进行分析同时对比较简单的电路能够对一般性、常用的电子电路进行分析同时对比较简单的电路进行设计。进行设计。进行设计。进行设计。本讲稿第三页，共三十六页七七七七.学习方法：学习方法：学习方法：学习方法：重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。八八八八.学时安排：学时安排：学时安排：学时安排：教学大纲要求教学大纲要求教学大纲要求教学大纲要求6060学时，讲课学时，讲课学时，讲课学时，讲课42 42 学时、学时、学时、学时、实验实验实验实验1

6、212学时、习题课学时、习题课学时、习题课学时、习题课4 4学时、总复习学时、总复习学时、总复习学时、总复习2 2学时学时学时学时九、考试方式：九、考试方式：九、考试方式：九、考试方式：闭卷笔试考试闭卷笔试考试闭卷笔试考试闭卷笔试考试8080，作业、实验，作业、实验，作业、实验，作业、实验20 20 十、答疑地点：十、答疑地点：十、答疑地点：十、答疑地点：暂定暂定暂定暂定本讲稿第四页，共三十六页第一章第一章 绪绪 论论 电子技术的发展电子技术的发展 19041904年年年年弗莱明弗莱明弗莱明弗莱明发明了世界上第一只电子管，利用新发发明了世界上第一只电子管，利用新发发明了世界上第一只电子管，利用

7、新发发明了世界上第一只电子管，利用新发明的电子管，可以给电流整流；明的电子管，可以给电流整流；明的电子管，可以给电流整流；明的电子管，可以给电流整流；此后不久，美国发明家此后不久，美国发明家此后不久，美国发明家此后不久，美国发明家德福雷斯特德福雷斯特德福雷斯特德福雷斯特，在二极管的灯丝和，在二极管的灯丝和，在二极管的灯丝和，在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管。板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管。板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管。板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管。它集检波、放大和振荡三种功能于一体

8、。它集检波、放大和振荡三种功能于一体。它集检波、放大和振荡三种功能于一体。它集检波、放大和振荡三种功能于一体。电子管的问世，推动了无线电电子学的蓬勃发电子管的问世，推动了无线电电子学的蓬勃发电子管的问世，推动了无线电电子学的蓬勃发电子管的问世，推动了无线电电子学的蓬勃发展。电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制展。电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制展。电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制展。电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复杂。造工艺也十分复杂。造工艺也十分复杂。造工艺也十分复杂。本讲稿第五页，共三十六页19471947年年年年 贝尔实验室制成第一只晶体

9、管贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管19581958年年年年 集成电路（几个晶体管）集成电路（几个晶体管）集成电路（几个晶体管）集成电路（几个晶体管）19691969年年年年 大规模集成电路（大规模集成电路（大规模集成电路（大规模集成电路（1000-101000-10万个）万个）万个）万个）19751975年年年年 超大规模集成电路（超大规模集成电路（超大规模集成电路（超大规模集成电路（3030平方毫米集成平方毫米集成平方毫米集成平方毫米集成1515万个）万个）万个）万个）电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要，都促使许多电子管本身固有的弱点和迫切的战

10、时需要，都促使许多科研单位和广大科学家，集中精力，迅速研制成功能取代电科研单位和广大科学家，集中精力，迅速研制成功能取代电子管的固体元器件。于是就有了晶体管的诞生。子管的固体元器件。于是就有了晶体管的诞生。本讲稿第六页，共三十六页 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管，而个晶体管，而1997年一片集成电路中有年一片集成电路中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍倍/6年的速度增年的速度增长，到长，到2015或或2020年达到饱和。年达到饱和。学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展

11、！本讲稿第七页，共三十六页 定义：定义：定义：定义：若干互相联接、相互作用的若干互相联接、相互作用的若干互相联接、相互作用的若干互相联接、相互作用的基本电路基本电路基本电路基本电路组成的具有特定组成的具有特定组成的具有特定组成的具有特定功能的电路整体。功能的电路整体。功能的电路整体。功能的电路整体。基本电路：基本电路：基本电路：基本电路：开关电路、放大电路、开关电路、放大电路、开关电路、放大电路、开关电路、放大电路、A/DA/D转换电路、控制电路、信号产生、转换电路、控制电路、信号产生、转换电路、控制电路、信号产生、转换电路、控制电路、信号产生、运算电路、电源。运算电路、电源。运算电路、电源。

12、运算电路、电源。电子系统的作用：电子系统的作用：电子系统的作用：电子系统的作用：服务于一个实际的应用系统。服务于一个实际的应用系统。服务于一个实际的应用系统。服务于一个实际的应用系统。一、电子系统1.1 电子系统与信号本讲稿第八页，共三十六页电子系统的组成框图电子系统的组成框图本讲稿第九页，共三十六页a.a.信号：是反映消息的物理量信号：是反映消息的物理量信号：是反映消息的物理量信号：是反映消息的物理量 信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。表示和传递。电信号是指随时间而变化的电压电信号是指随时间而变化的电压u或电流或电流i

13、，记作，记作u=f(t)或或i=f(t)。如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而信号是消息的表现形式。信号是消息的表现形式。b.b.电信号电信号电信号电信号 由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且电由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用最为信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用最为广泛的信号。广泛的信号。二、信号及频谱本讲稿第十页，共三十六页 模拟信号：时间、幅值上都连续的变化的信号。模拟信号：时间、幅值上都连续的变化的信号。信号信号信号信号 数字信号：时间、幅值上都是离散的信号。数字信号：时

14、间、幅值上都是离散的信号。数字信号：时间、幅值上都是离散的信号。数字信号：时间、幅值上都是离散的信号。c.电子电路中信号的分类电子电路中信号的分类：本讲稿第十一页，共三十六页三、如何学习这门课程1.掌握掌握基本概念、基本电路和基本分析方法基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念：基本概念：概念是不变的，应用是灵活的，概念是不变的，应用是灵活的，“万变不离万变不离其宗其宗”。基本电路：基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种多样构成的原则是不变的，具体电路是多种多样的。的。基本分析方法：基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标和不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法，因而有不同的分析

15、方法。描述方法，因而有不同的分析方法。2.学会辩证、全面地分析电子电路中的问题学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。根据需求，最适用的电路才是最好的电路。要研究利弊关系，通常要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊有一利必有一弊”。3.注意电路中常用定理在电子电路中的应用注意电路中常用定理在电子电路中的应用本讲稿第十二页，共三十六页 一、模拟信号的放大一、模拟信号的放大 二、放大电路类型二、放大电路类型 三、放大电路模型三、放大电路模型 四、放大电路主要性能指标四、放大电路主要性能指标1.2 放大电路的基本知识本讲稿第十三页，共三十六页一、模拟信号的放大u放大

16、的对象：变化量放大的对象：变化量u放大的本质：能量的控制放大的本质：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真，放大的前提放大的基本要求：不失真，放大的前提判断电路能否放大的判断电路能否放大的基本出发点基本出发点本讲稿第十四页，共三十六页 放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度幅度幅度幅度上上上上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。得到了放大，这里主要讲电压放大电路。得到了放大，这里主要讲电压放大

17、电路。得到了放大，这里主要讲电压放大电路。本讲稿第十五页，共三十六页二、放大电路的类型本讲稿第十六页，共三十六页三、放大电路模型本讲稿第十七页，共三十六页电压放大模型电压放大模型本讲稿第十八页，共三十六页本讲稿第十九页，共三十六页电流放大模型电流放大模型本讲稿第二十页，共三十六页互导放大模型互导放大模型具有量纲具有量纲S S本讲稿第二十一页，共三十六页互阻放大模型互阻放大模型具有量纲具有量纲R R本讲稿第二十二页，共三十六页本讲稿第二十三页，共三十六页1.1.输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻RiRi2.2.输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻RoRo3.3.增益增益增益增益A A4.4.频率响应及

18、带宽频率响应及带宽频率响应及带宽频率响应及带宽BWBW（频域指标）（频域指标）（频域指标）（频域指标）四、放大电路的主要性能指标本讲稿第二十四页，共三十六页信号源信号源信号源内信号源内阻阻输入电压输入电压输出电压输出电压输入电流输入电流输出电流输出电流任何放大电路均可看成为二端口网络。任何放大电路均可看成为二端口网络。本讲稿第二十五页，共三十六页从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：输入电阻：输入电阻：输入电阻：Ri=ui/ii一般来说，一般来说，一般来说，一般来说，R R R Ri i i i

19、越大越好越大越好越大越好越大越好（主要对电压放大电路）。（主要对电压放大电路）。（主要对电压放大电路）。（主要对电压放大电路）。（1 1 1 1）R R R Ri i i i越大，越大，越大，越大，i i i ii i i i就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2 2 2 2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时，R R R Ri i i i越大，越大，越大，越大，u u u ui i i i就越接近就越接近就越接近就越接近u u u uS S S S。输入端输

20、入端输入端输入端iiuiR RiuSRS信号源信号源信号源信号源Au输出端输出端输出端输出端输入电压与输入电输入电压与输入电流有效值之比流有效值之比1.输入电阻Ri本讲稿第二十六页，共三十六页2.输出电阻 将输出等效成有将输出等效成有内阻的电压源，内内阻的电压源，内阻就是输出电阻。阻就是输出电阻。空载时输出电空载时输出电压有效值压有效值带带RL时的输出电压时的输出电压有效值有效值本讲稿第二十七页，共三十六页 输出电阻是表明放大电路带负载的能力输出电阻是表明放大电路带负载的能力输出电阻是表明放大电路带负载的能力输出电阻是表明放大电路带负载的能力R R R Ro o o o越小，放大电路带负载的能

21、力越强，反之则差。越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。0 0,.o o.o oo oS SL L=U UR RIUR 输出电阻也可输出电阻也可输出电阻也可输出电阻也可定义为：定义为：定义为：定义为：本讲稿第二十八页，共三十六页3.增益 A-表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力增益（放大倍数）：输出量与输入量之比增益（放大倍数）：输出量与输入量之比增益（放大倍数）：输出量与输入量之比增益（放大倍数）：输出量与输入量之比本讲稿第二十九页，共三十六页例如：例如：例如：

22、例如：本讲稿第三十页，共三十六页衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。4.频率响应及带宽BW定义：在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化定义：在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。的稳态响应，称为放大电路的频率响应。本讲稿第三十一页，共三十六页f fbwbw=f=fHHffL LfL下限截下限截下限截下限截止频率止频率止频率止频率fH上限截止上限截止上限截止上限截止频率频率频率频率 带带带带 宽宽宽宽f低频段低频段低频段低频段中频段中频段中频段中频段高频段高频段高频段高频段带宽带宽BW本讲稿第三十二页，共三十六页本讲稿第三十三页，共三十六页本讲稿第三十四页，共三十六页本讲稿第三十五页，共三十六页书中有关符号的约定书中有关符号的约定本章作业：本章作业：1.2.6，1.2.7，1.2.8本讲稿第三十六页，共三十六页