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1、概 述 电子系统由若干相互联接、相互作用的基本电子电路组成的、具有特定功能的电路整体分：数字电子系统模拟电子系统模数混合系统集成电路分立元件电路第1页/共33页数字电路处理数字信号的电路称之,Digital Circuit模拟电路处理模拟信号的电路称之,Analog Circuit在时间和幅值上都是连续的信号，例如：在时间和幅值上都是离散的信号，例如0、1数字量第2页/共33页 模拟电子技术基础研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。生产实践中大量使用的收音机、录音机、示波器、信号发生器、温控装置等，都属于模拟电路或模数混合电路的范围。随着电子技术的飞速发展，分立元件电路正逐步被集成电路
2、所取代，模拟电路也逐步走向模数混合化，但是，集成电路的发展与分立元件电路、各种半导体器件的发展有着密不可分的关系，所以，本课程以分立元件、小规模集成电路的介绍为主。第3页/共33页模拟电路最基本的处理信号的功能1.信号：信息的载体 1.1 信信 号号温度、气压、风速、声音等传感器（信号源）连续变化的电信号（模拟信号）放大、滤波驱动负载（显示装置、扬声器等）微音器输出的某一段信号的波形如何表达？第4页/共33页2.电信号源的电路表达形式戴维宁等效：将信号源等效为一个理想电压源与内阻相串联的形式。1.1 信号信号诺顿等效戴维宁等效理想电压源：a、b端开路时的开路电压内阻：所有电压源短路、电流源开路
3、时，从a、b端往左看进去的等效电阻。第5页/共33页诺顿等效：将信号源等效为一个理想电流源与内阻相并联的形式。理想电流源：a、b端短路时的短路电流内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看进去的等效电阻。第6页/共33页电压源等效电路电流源等效电路第7页/共33页 电信号的表达还依赖于其特征参数，这些特征参数是设计电子系统的依据。解决办法频谱分析第8页/共33页1.电信号的时域表示A A.正弦信号正弦信号 1.2 信号的频谱信号的频谱时域时域横轴为时间为表达正弦信号的特征参数简单，所以作为标准信号测试模拟电路第9页/共33页B B.方波信号 满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数直流分量
4、其中基波分量三次谐波分量方波的时域表示 第10页/共33页2.电信号的频域表示频谱A A.正弦信号频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。幅度谱频域频率域，横轴为频率（角频率）第11页/共33页B B.方波信号幅度谱相位谱第12页/共33页 非周期信号包含了所有可能的频率成分（0 w w ）C C.非周期信号傅里叶变换：截取适当频率范围的信号，可以不致太多影响信号特征带宽离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号气温波形 气温波形的频谱函数（示意图）一个周期内包含了全部特征参数 信号的频谱特性是电子系统有关频率特性的主要设计依据。第1
5、3页/共33页 1.4 放大电路模型放大电路模型 由于模拟电路中传感器检测的信号一般很微弱，由于模拟电路中传感器检测的信号一般很微弱，所以，信号放大是模拟电路最基本的处理信号的功所以，信号放大是模拟电路最基本的处理信号的功能，由放大电路来实现。能，由放大电路来实现。放大电路也是构成其它模拟电路的基本单元电路。放大电路也是构成其它模拟电路的基本单元电路。本课程将介绍若干基本放大电路。本课程将介绍若干基本放大电路。第14页/共33页1.放大电路的符号放大电路的符号信号源负载：输入电压：输入电流：输出电压：输出电流第15页/共33页：电压增益（电压放大倍数）：电流增益（电流放大倍数）：互阻增益，单位
6、：互导增益，单位：S S电压放大电路电流放大电路互阻放大电路互导放大电路第16页/共33页负载开路时的电压增益输入电阻从负载端看进去的放大电路的输出电阻2.放大电路模型放大电路模型A.电压放大模型：戴维宁等效第17页/共33页由输出回路得则电压增益为由此可见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？（考虑改变放大电路的参数）理想情况第18页/共33页 另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减理想情况有要想减小衰减，则希望？第19页/共33页负载短路时的 电流增益B.电流放大模型（诺顿等效）由输出回路得则电流增益为由此可见要想减小负载的影响，则希望？理想情况由输入回路得要想减小对信号
7、源的衰减，则希望？理想情况第20页/共33页C.互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端D.互导放大模型（自学）E.隔离放大电路模型（抗干扰）注意：图1.4.2的电路模型可以由戴维宁诺顿等效变换原理进行互换，但一般根据电路概念明确的原则选择等效电路。第21页/共33页 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.输入电阻输入电阻对输入为电压信号的放大电路，输入电阻越大越好；对输入为电流信号的放大电路，输入电阻越小越好。测量电路：第22页/共33页2.输出电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻输出电阻所有电压源短路、电流源开路时，从负载端往左看进去的等效电阻。测量电路：第23页/共33
8、页 另一测量方法：运算得：负载开路时，测得开路电压：接上负载时，测得负载电压：第24页/共33页输出电阻决定放大电路带负载的能力。对输出量为电压信号的放大电路，输出电阻越小越好；对输出量为电流信号的放大电路，输出电阻越大越好。输出量（电压、电流）随负载变化的程度。第25页/共33页3.增益 反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。其中四种增益常用分贝（dBdB）表示。第26页/共33页4.频率响应A.A.频率响应及带宽 电压增益可表示为 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。或写为其中第27页/共33页该图称为波特图纵
9、轴：dBdB横轴：对数坐标4.频率响应A.A.频率响应及带宽 其中普通音响系统放大电路的幅频响应第28页/共33页 1.5 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B.B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同产生的失真。第29页/共33页4.频率响应B.B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同产生的失真。相位失真：对不同频率的信号相移不同产生的失真。1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第30页/共33页5.非线性失真 由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数:Vo1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k k为正整数。1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标第31页/共33页本章小结本章小结信号源的两种表达方式：戴维宁、诺顿。信号源的两种表达方式：戴维宁、诺顿。信号的频谱：任意一个周期信号可以分解为不同频率的正弦信号的和信号的频谱：任意一个周期信号可以分解为不同频率的正弦信号的和模拟电模拟电路的分析设计以正弦信号为主。路的分析设计以正弦信号为主。放大电路的放大电路的4 4种形式及其等效电路模型。种形式及其等效电路模型。放大电路的主要性能指标（交流）。放大电路的主要性能指标（交流）。第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页