模電第一章課件

1、模擬電子技術基礎,曾鶴瓊 QQ:16438464 電話1.1 信號,1.3 模擬信號和數字信號,1 緒論,1.2 信號的頻譜,1.4 放大電路模型,1.5 放大電路的主要性能指標,概述,電子電路由若干相互聯(lián)接、相互作用的基本電子電路組成的、具有特定功能的電路整體,分：,數字電子電路,模擬電子電路,模數混合電路,集成電路,分立原件電路,數字電路處理數字信號的電路稱之,Digital Circuit,模擬電路處理模擬信號的電路稱之,Analog Circuit,在時間和幅值上都是連續(xù)的信號，例如：,在時間和幅值上都是離散的信號，例如0、1數字量,模擬電子技術基礎研究各種半

2、導體器件的性能、電路及其應用的學科。,生產實踐中大量使用的收音機、錄音機、示波器、信號發(fā)生器、溫控裝置等，都屬于模擬電路或模數混合電路的范圍。,隨著電子技術的飛速發(fā)展，分立元件電路正逐步被集成電路所取代，模擬電路也逐步走向模數混合化，但是，集成電路的發(fā)展與分立元件電路、各種半導體器件的發(fā)展有著密不可分的關系，所以，本課程以分立元件、小規(guī)模集成電路的介紹為主。,模電“魔”電,教學方法：,課堂講課,每章小結,思考題,作業(yè),作業(yè)反饋,實驗,答疑,模擬電路最基本的處理信號的功能,1.信號： 信息的載體,1.1 信號,溫度、氣壓、風速、聲音等,傳感器（信號源）,連續(xù)變化的電信號（模擬信號）,放大、濾波,

3、驅動負載（顯示裝置、揚聲器等）,微音器輸出的某一段信號的波形,如何表達？,2. 電信號源的電路表達形式,戴維寧等效：將信號源等效為一個理想電壓源與內阻相串聯(lián)的形式。,諾頓等效,戴維寧等效,理想電壓源：a、b端開路時的開路電壓,內阻：所有電壓源短路、電流源開路時，從a、b端往左看進去的等效電阻。,諾頓等效：將信號源等效為一個理想電流源與內阻相并聯(lián)的形式。,理想電流源：a、b端短路時的短路電流,內阻：所有電壓源短路、電流源開路時，從a、b端往左看進去的等效電阻。,電壓源等效電路,電流源等效電路,簡單的電信號可以用公式表達：,解決辦法頻譜分析,復雜的電信號的表達依賴于其特征參數，這些特征參數是設計電

4、子系統(tǒng)的依據。,1. 電信號的時域與頻域表示,A. 正弦信號,1.2 信號的頻譜,時域,1. 電信號的時域與頻域表示,B. 方波信號,滿足狄利克雷條件，展開成傅里葉級數,直流分量,其中,基波分量,三次諧波分量,1.2 信號的頻譜,方波的時域表示,2. 信號的頻譜,B. 方波信號,頻譜：將一個信號分解為正弦信號的集合，得到其正弦信號幅值和相位隨角頻率變化的分布，稱為該信號的頻譜。,1.2 信號的頻譜,幅度譜,相位譜,C. 非周期信號,傅里葉變換：,通過快速傅里葉變換（FFT）可迅速求出非周期信號的頻譜函數。,非周期信號包含了所有可能的頻率成分,離散頻率函數,連續(xù)頻率函數,氣溫波形,氣溫波形的頻譜

5、函數（示意圖）,1.2 信號的頻譜,1.3 模擬信號和數字信號,處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。,模擬信號：在時間和幅值上都是連續(xù)的信號。,數字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。,1.4 放大電路模型,由于模擬電路中傳感器檢測的信號一般很微弱，所以，信號放大是模擬電路最基本的處理信號的功能，由放大電路來實現(xiàn)。,放大電路也是構成模擬電路的基本單元電路。,本課程將介紹若干基本放大電路。,1. 放大電路的符號,信號源,負載,：輸入電壓,：輸入電流,：輸出電壓,：輸出電流,：電壓增益（電壓放大倍數）,：電流增益（電流放大倍數）,：互阻增益，單位：,：互導增益，單位：S,電壓放大電路,電流放大電路

6、,互阻放大電路,互導放大電路,電壓增益（電壓放大倍數）,電流增益,互阻增益,互導增益,負載開路時的電壓增益,輸入電阻,從負載端看進去的放大電路的輸出電阻,2. 放大電路模型,A. 電壓放大模型：,戴維寧等效,由輸出回路得,則電壓增益為,由此可見,即負載的大小會影響增益的大小,要想減小負載的影響，則希望？ （考慮改變放大電路的參數）,理想情況,另一方面，考慮到輸入回路對信號源的衰減,理想情況,有,要想減小衰減，則希望？,：電流增益（電流放大倍數）,B. 電流放大模型（諾頓等效）,負載短路時的 電流增益,由輸出回路得,則電流增益為,由此可見,要想減小負載的影響，則希望？,理想情況,由輸入回路得,要

7、想減小對信號源的衰減，則希望？,理想情況,C. 互阻放大模型（自學）,輸入輸出回路沒有公共端,D. 互導放大模型（自學）,E. 隔離放大電路模型（抗干擾）,注意：圖1.4.2的電路模型可以由戴維寧諾頓等效變換原理進行互換，但一般根據電路概念明確的原則選擇等效電路。,1.5 放大電路的主要性能指標,1. 輸入電阻,輸入電阻,測量電路：,對輸入為電壓信號的放大電路，輸入電阻越大越好；,對輸入為電流信號的放大電路，輸入電阻越小越好。,輸入電阻決定放大電路對信號源的衰減。,2. 輸出電阻,輸出電阻,所有電壓源短路、電流源開路時，從負載端往左看進去的等效電阻。,測量電路：,另一測量方法：,運算得：,負載

8、開路時，測得開路電壓：,接上負載時，測得負載電壓：,輸出電阻決定放大電路帶負載的能力。,對輸出量為電壓信號的放大電路，輸出電阻越小越好；,對輸出量為電流信號的放大電路，輸出電阻越大越好。,輸出量（電壓、電流）隨負載變化的程度。,注意：輸入、輸出電阻為交流參數,3. 增益,反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉換為輸出信號能量的能力。,其中,四種增益,常用分貝（dB）表示。,4. 頻率響應,A.頻率響應及帶寬,電壓增益可表示為,在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應，稱為放大電路的頻率響應。,或寫為,其中,該圖稱為波特圖 縱軸：dB 橫軸：對數坐標,4. 頻率響應,A.頻率響應及帶寬,其中,普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應,4. 頻率響應,B.頻率失真（線性失真）,幅度失真：,對不同頻率的信號增益不同，產生的失真。,4. 頻率響應,B.頻率失真（線性失真）,幅度失真：,對不同頻率的信號增益不同，產生的失真。,相位失真：,對不同頻率的信號相移不同，產生的失真。,5. 非線性失真,由元器件非線性特性引起的失真。,非線性失真系數:,end,VO1是輸出電壓信號基波分量的