电赛模拟部分周日下午PPT课件

1、模拟电路培训 西电 电赛 主要内容主要内容 放大器1 滤波器 2 波形发生 3 电源 4 元器件识别 5 2 1.1集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性集成运算放大器的符号、模型和电压传输特性 集成运算放大器是将电子器件和电路集成在硅片上的放大器 同相输入端的输入信号与输出信号相位相同；同相输入端的输入信号与输出信号相位相同； 反相输入端的输入信号与输出信号相位相反。反相输入端的输入信号与输出信号相位相反。 1.1.1集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号 基本放大和运算 1.1.2集成运算放大器的模型 uid = = ui+ + - - ui- -：差模输入电压；：差模输入电压； Au

2、o：集成运放的开环电压放大倍数；：集成运放的开环电压放大倍数； Ri：集成运放的输入电阻；：集成运放的输入电阻； Ro：集成运放的输出电阻。：集成运放的输出电阻。 Ri Ro0 Auo Ii+= Ii-0 理想化理想化 理想化条件理想化条件 “虚断路虚断路” 基本放大和运算 5 1.1.3集成运算放大器的电压传输特性 线性放大区：线性放大区：uo = = Auo(ui+ + - - ui- -) = Auouid “虚短路虚短路”：Auo uid 0 限幅区：限幅区：uo = = UCC 或或 UEE，uid 可以较大，不再可以较大，不再“虚短路虚短路”。 基本放大和运算 1.2扩展线性放大范

3、围扩展线性放大范围引入深度负反馈引入深度负反馈 反相输入组态反相输入组态 负反馈负反馈将反馈信号引向反相输入端，使反馈信号抵消部分输入信号，保证在输入信号较大时，将反馈信号引向反相输入端，使反馈信号抵消部分输入信号，保证在输入信号较大时， uid仍然很小，在仍然很小，在“虚短路虚短路”范围内，从而集成运算放大器工作在线性放大区。范围内，从而集成运算放大器工作在线性放大区。 基本放大和运算 2121 12121212 |0 idioio RRRR uuuuu RRRRRRRR =+=- + 同相输入组态同相输入组态 0 21 1 + + - -= = Oiid u RR R uu 可以保证运放工

4、作在线性区 基本放大和运算 8 i u R R 1 2 o u-= i u R R )1(u 1 2 o += i u= o u 基本放大和运算 （1 1）比例运算）比例运算 反相比例放大器反相比例放大器 同相比例放大器同相比例放大器 电压跟随器电压跟随器 9 （2）加、减运算 反相加法器 同相加法器 相减器 若R1=R2=R3=R )(u 21oii F uu R R +-= 若R1=R2 )( / / )(1 (u 21 132 13 ii F o uu RRR RR R R + + += 若R1=R2 R3=R4 )(u 21 1 3 iio uu R R -= 基本放大器和运算 10

5、(3) 积分、微分运算 微分电路 反相积分器 差分积分器 基本放大和运算 11 (4) 对数、反对数运算 对数运算电路 反对数运算电路 RI U nUU S i TO l-= T i U U SO RIUe-= 基本放大和运算 12 放大器的基本类型放大器的基本类型 运算放大器一般可分为通用型、精密型、低噪声型、高速型、低 电压低功率型、单电源型等几种。这里以美国TI公司的产品为例，说明 其各类的主要特点。 一、运算放大器基本常用类型 13 运算放大器分类 14 放大器的基本类型 15 放大器的基本类型 16 放大器的基本类型 17 放大器的基本类型 (1)通用型运算放大器 通用型运算放大器的

6、参数是按工业上的普通用途设定的，各方面 性能都较差或中等，价格低廉，其典型代表是工业标准产品A741、 LM358、OP07、LM324、LF412等。 (2)精密型运算放大器 要求运算放大器有很好的精确度，特别是对输入失调电压UIO、 输入偏置电流IIB 、温度漂移系数、共模抑制比KCMR等参数有严格要求。 如UIO不大于1mV，高精密型运算放大器的UIO只有几十微伏，常用于 需要精确测量的场合。其典型产品有 TLC4501TLC4502、TLE2027 TLE2037、TLE2022、TLC2201、TLC2254等。 18 放大器的基本类型 (3)低噪声型运算放大器 也属于精密型运算放大

7、器，要求器件产生的噪声低，即等效输入噪 声电压密度15nV，另外需要考虑电流噪声密度，它跟输入偏流有关。双 极型运算放大器通常具有较低的电压噪声，但电流噪声较大，而CMOS运 算放大器的电压噪声较大，但电流噪声很小。低噪声型运算放大器的产品 有TLE2027TLE2037、TLE2227TLE2237、TLC2201、TLV2362 TLV2262等。 19 放大器的基本类型 (4)高速型运算放大器 要求运算放大器的运行速度快，即增益带宽乘积大、转换速率快， 通常用于处理频带宽、变化速度快的信号。双极型运算放大器的输入级是 JFET的运算放大器，通常具有较高的运行速度。典型产品有TLE2037

8、 TLE2237、TLV2362、TLE2141TLE2142TLE2144、TLE2071、 TLE2072TLE2074、TLC4501等。 (5)低电压、低功率型运算放大器 用于低电压供电，如3V电源电压运行的系统或电池供电的系统。要 求器件耗电小(500A)，能低电压运行(3V)，最好具有轨对轨（rail to rail）性能，可扩大动态范围。主要产品有TLV2211、TLV2262、 TLV2264、TLE2021、TLC2254、TLV2442、TLV2341等。 20 放大器的基本类型 (6)单电源型运算放大器 单电源运算放大器要求用单个电源电压(典型电压为5V)供电，其输 入端

9、和输出端的电压可低达0V。多数单电源型运算放大器是用CMOS技术 制造的。单电源型运算放大器也可用于对称电源供电的电路，只要总电压 不超过允许范围即可。另外，有些单电源型运算放大器的输出级不是推挽 电路结构，当信号跨越电源中点电压时会产生交越失真。 21 放大器的基本类型 “轨对轨”（Rail to Rail）运算放大器 22 放大器的基本类型 双电源运放和单电源运放 23 放大器的基本类型 电压反馈运算放大器及电流反馈运算放大器 电压反馈运算放大器VFA（Voltage Feedback Operatioval Amplifier） 电流反馈运算放大器CFA（Carrent Fecdback

10、 Operatioual Amplifier） 电压模运放（Voltage Mode op Amp ，电流模运放（Current Mode op Amp） 10010 ZZ MHGH 电流反馈运算放大器的原理及特点 电流反馈运算放大器具有高速、宽带特性，压摆率SR ，带宽可达 而且，在一定条件下， 具有与闭环增益无关的近似恒定带宽。 由于其优越的宽带特性，在视频处理系统、 同轴电缆驱动放大器等领域得到广泛应用。 ； 24 放大器的基本类型 正确理解集成运算放大器的指标参数-选择运放的依据 影响“精度”的指标 1. 输入失调电压VOS (Input offset Voltage) 2. 输入失调

11、电流IOS(Input offset Current) 4. 开环增益 Avd （Open loop gain） 5. 共模抑制比CMRR (CommonMode Rejection Ratio) 6. 电源抑制比PSRR (Power Supply Rejection Ration) 影响“速度”的指标 7. -3dB带宽BW (-3 dB Bandwidth) 8. 建立时间 10 总谐波失真加噪声(THD+N)(Total Harmonic Distortion Plus Noise) 9. 压摆率SR (Slew Rate) 3. 输入偏置电流IB（Input Bias Current

12、） 放大器的参数放大器的参数 25 二、运算放大器的基本参数 A A i Z 0 Z 1B I 2B I V+ V- - + OS V 1 R P R 2 R - - - - i V O V 在这些参数中，增益带宽积，转换速率和最大共模输入电压范围是三 个重要参数。 .增益带宽积G BW和单位增益带宽fT G BW定义为：G BW = Aod fH 其中， fT定义为Aod下降到0dB即Aod =1时的信号频率。 一个运放的G BW 是个常数，当加入负反馈后，通频带可以展宽， 但放大倍数降低。作为闭环负反馈工作的放大器，其小信号上限工作频率 fH 受运放增益带宽积G WB= AvdfH的限制。

13、以A741为例，其开环差模 电压放大倍数Aod=105倍，开环fH=10Hz，故运放的单位增益上限频率 fT=1MHz，即作为电压跟随器或反相器工作时的最高工作频率为1MHz。 若用A741设计Auf为20dB即便10倍的放大电路，则电路允许的上限频率 为100kHz。 放大器的参数放大器的参数 26 .转换速率SR SR又叫摆率，是表示运放输出电压幅度与频率的关系。定义为： SR表示放大电路输出电压对时间的最大变化速率。运放的SR为一定 值。如输入是正弦波电压，当频率一定时，则输出电压的幅度就受SR的限 制，否则输出电压波形产生失真。如要求输出电压幅值一定时，则输入信 号频率受SR限制，否则

14、输出电压波形产生失真。 放大器的参数放大器的参数 27 max |() O dV SRVS dt = 28 放大器的参数放大器的参数 28 如果运放工作于大信号输入状态，则此时电路的最大不失真输入幅度 Vim及信号频率将受运放转换速率SR的制约。仍以A741为例，其SR=0.5 V/s 若输入信号的最高频率为100kHz，则其不失真最大输入电压 Vim=(SR)/(2fmax)=0.5106/2105=0.8V。 若要求最大不失真输出电压Vom一定，则信号的最高频率为 fmaxvC时，二极管D1D3导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， vC 增加，vo= vC 。 v2负半周时，当|

15、 v2| vC时，二极管D2D4导通。 (3) 工作波形 vo 2 2V 2 2V v t O t O 2.电容滤波器 104 2 5)(3 L T CR- - = =一一般般取取 近似估算取： Vo = 1. 2 V2 ( 桥式） (4) 参数计算 2.电容滤波器 105 3.稳压电路 + UIRL + C IO UO + + u IR R DZ Iz 限流调压 稳压电路 （1）稳压管稳压 106 （2）集成稳压芯片稳压 单片集成稳压电源，具有体积小单片集成稳压电源，具有体积小, ,可靠性高可靠性高, ,使用灵活使用灵活, ,价格低廉等优点。价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入，输

16、出和公共引出端最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。 1. 分类 两位数字为输出电压值 三端三端 稳压稳压 器器 输出固定电压输出固定电压 输出正电压输出正电压 78XX 输出负电压输出负电压 79XX （1. 25 37 V 连续可调） 3.稳压电路 107 W7800系列稳压器外形系列稳压器外形 1输入端 3 公共端 2 输出端 W7900系列稳压器外形系列稳压器外形 1 公共端 3输入端 2 输出端 3.稳压电路 108 CO W7805 CiUi + _ + _ UO 12 3 0.11F 1F 3.稳压电路 109 23 22

17、0V 24V + C 24V + C W7815 Ci +15V 12 3 Ci W7915 1 CO CO 15V 1F 1F 0.33F 0.33F 1000F 1000F CO W78XX Ci UI + _ + _ UO 1 2 3 UXX UZ R DZ + _ + _ CO CW117 CiUi + _ + _ UO 32 1 Adj R1 R2 240 1F 0.1F 3.稳压电路 110 直流稳压电源设计实例 基本要求 （1）稳压电源 输入电压220V，50Hz，电压变化范围+15%- 20%； a.输出电压可调范围：+9V+12V； b.最大输出电流：1.5A c.电压调整率

18、=0.2% d.负载调整率=1%（最低输入电压下，满载） e.纹波电压（峰峰值）=40% g.具有过流及短路保护功能。 111 设计一般步骤 确定系统方案模块 分析参数指标 确定模块电路 参数选择 系统联调 112 设计原理图 113 仿真结果 114 仿真结果 115 负载率调整检测 116 开关型稳压电路: 串联型、并联型和脉冲变压器耦合型。 开关稳压电源的特点 管耗小、效率高。 稳压范围宽。 滤波电容的容量小。 但是这种稳压电路的动态性能、 稳压性能较差，电路也较复杂。 串联开关型稳压电路原理图串联开关型稳压电路原理图 不适合负载变化大的场合不适合负载变化大的场合,不能升压不能升压. .

19、 R1 R2 脉宽可调并联开关脉宽可调并联开关型稳压电路原理图型稳压电路原理图 L足够大时足够大时,可以升压可以升压. 117 提供3.3V、5V、12V、15V及可调（ADJ） 最大输出电流：1A； 最大输入电压：45V 振荡频率：54kHz； 最大稳压误差：4%； 转换效率：75%88%（不同的电压输出的效率不同）； 1.开关型稳压模块:LM2575T系列 118 15V -12 12V R107 电感不能用贴电感不能用贴 片的片的 LM2575T系列应用电路 119 2.并联开关型稳压电路（升压型） （1）工作原理 T截止，截止，L产生感生电动势，产生感生电动势， D 导通；导通；UI与

20、与L所产生的感生电动势所产生的感生电动势 相加对相加对C 充电充电。 T饱和导通，饱和导通， L 储能，储能， D截止截止，C 对负载放电。对负载放电。 uBUH时时 uBUL时时 120 （2 2）输出电压 只有只有L足够大，才能升压；只有足够大，才能升压；只有C足够大，输出电压交流分量才足够小足够大，输出电压交流分量才足够小! 在周期不变的情况下，在周期不变的情况下， PWM调制脉冲调制脉冲(uB)占空比越大，输出电压占空比越大，输出电压 平均值越高。平均值越高。 调节调节 可改变输出电压可改变输出电压. . R1 R2 uB RP RP T:开关管开关管; D:续流二极管续流二极管; L

21、/C: 滤波滤波; PWM电路电路: 2.并联开关型稳压电路（升压型） 121 允差 E24 5% E12 10% E6 20% E24 5% E12 10% E6 20% 阻 值 系 列 1. 0 1. 1 1. 2 1. 3 1. 5 1. 6 1. 8 2. 0 2. 2 2. 4 2. 7 3. 0 1. 0 1. 2 1. 5 1. 8 2. 2 2. 7 1. 0 1. 5 2. 2 3. 3 3. 6 3. 9 4. 3 4. 7 5. 1 5. 6 6. 2 6. 8 7. 5 8. 2 9. 1 3. 3 3. 9 4. 7 5. 6 6. 8 8. 2 3. 3 4. 7

22、6. 8 常用电抗元件标称系列表常用电抗元件标称系列表 常用电抗元件标称系列 124 因数原文中文电阻电容电感 1012T（tera）太T 109G（giga）吉G 106M（mega）兆M 103k（kilo）千k 103m（milli）毫mmFmH 106（micro）微 FH 109n（nano）纳nFnH 1012p（pico）皮pF 电抗元件常用倍率符号表电抗元件常用倍率符号表 电抗元件常用倍率符号 125 常用电抗元件偏差符号表常用电抗元件偏差符号表 偏偏 差差 百分数百分数 0.1 0.25 0.5 1 51020 +20 -10 +30 -20 +50 -20 +80 -20

23、+100 -0 字母字母 代号代号 BCDFJKMSEH 曾用符曾用符 号号 0 备注备注精密元件精密元件一般元件一般元件适用于一部分电容适用于一部分电容 常用电抗元件偏差符号表 126 零的个数零的个数 有效数字有效数字 474 K 1kV 电容电容0. 4710% 3 3 5 J 100 V 电容电容3. 35% 100V 数码法及示例图数码法及示例图 数码标注法 127 用不同颜色代表数字，可表示标称值用不同颜色代表数字，可表示标称值 和偏差，常用于电阻的标志。国外也有用色和偏差，常用于电阻的标志。国外也有用色 码标注电容与电感的。现在，能否识别色环码标注电容与电感的。现在，能否识别色环

24、 电阻，已是考核电子行业人员的基本项目之电阻，已是考核电子行业人员的基本项目之 一。一。 表表1.4和图和图1.3、图、图1.4、图、图1.5分别表示分别表示 各种颜色所代表的意义及电阻、电容、电感各种颜色所代表的意义及电阻、电容、电感 的色码标志法。的色码标志法。 颜色颜色有效数字有效数字乘数乘数允许偏差允许偏差 银色银色10 210 金色金色10-15 黑色黑色0100 棕色棕色11011 红色红色210 22 橙色橙色310 3 黄色黄色4105 绿色绿色510 40. 5 蓝蓝61060. 25 紫紫71070. 1 灰灰 8108 白色白色 910 9 +50 -20 无色无色20

25、色标法 色码法（色环标注法） 128 棕棕 灰灰 棕棕 金金 （第四环）（第四环） （第三环）（第三环） （第二环）（第二环） （第一环）（第一环） 色环电阻器色环电阻器18101=180 标称值标称值180 偏差偏差5% 黄黄 橙橙 黑黑 红红 棕棕 偏差偏差 乘数乘数 有效数有效数 前三环为前三环为 精密色环电阻器精密色环电阻器 标称值标称值430102=43k 偏差偏差1% （a）（b） 图图1.3 电阻器色环标志法电阻器色环标志法 电阻的默认基本单位：电阻的默认基本单位： 色码法（色环标注法） 129 蓝灰红银蓝灰红银 标称值标称值6800pF 偏差偏差10% 色点标示的电容器色点标示

26、的电容器 棕黑黑红银棕黑黑红银 标称值标称值0. 01F 偏差偏差10% 工作电压工作电压63V 标称值标称值0. 015F 标称值标称值4700pF 偏差偏差10% 偏差偏差20% 立式色电容器立式色电容器 卧式色环电容器卧式色环电容器 图图1.4 电容器色码标志法电容器色码标志法 位置位置 方向方向 棕绿橙银棕绿橙银 黄紫红黄紫红 电容的默认基本单位：电容的默认基本单位：pF 色码法（色环标注法） 130 第二位第二位 第一位第一位 乘数乘数 偏差偏差 绿银绿银 蓝棕蓝棕 EL 标称值标称值560F 偏差偏差 10% 黑黑 棕棕 黑黑 金金 EL 标称值标称值10H 偏差偏差5% 红红棕金

27、红红棕金 标称值标称值220H 偏差偏差5% 棕灰红银棕灰红银 标称值标称值1. 8mH 偏差偏差10% （a）EL型电感器型电感器（b）SL型电感器型电感器 图图1.5 电感器色标志法电感器色标志法 电感的默认基本单位：电感的默认基本单位：H 色码法（色环标注法） 131 普通电阻普通电阻大多用四个色环表示其阻值大多用四个色环表示其阻值 和允许偏差。第一、第二环表示有效数字，和允许偏差。第一、第二环表示有效数字， 第三环表示倍率（乘数），与前三环距离第三环表示倍率（乘数），与前三环距离 较大的第四环表示允许偏差。较大的第四环表示允许偏差。 该四环电阻的颜色分别为红、红、黑、该四环电阻的颜色分

28、别为红、红、黑、 金，对照色环表可以知道它的阻值为金，对照色环表可以知道它的阻值为22 10=220，金色代表允许误差为，金色代表允许误差为5%。 普通电阻色码法 132 正确识别首环 1 离端部近的为首环离端部近的为首环 2 端头任一环与其它较远的一环为最后一环即误差端头任一环与其它较远的一环为最后一环即误差 3 金银在端头的为最后一环金银在端头的为最后一环(误差误差) 4 黑在端头为倒数第二环黑在端头为倒数第二环, 并且末环为无色并且末环为无色 5 紫灰白一般不会是倍率紫灰白一般不会是倍率,即不大可能为倒数第二环即不大可能为倒数第二环 120K 5% 42 20% 1.8K 2% 1200

29、M 2.2K 5% 4.2M 5% 133 分布电感 在电路中，由于导线布线和元器件的相邻分布和相互作用而存在 的电感叫分布电感。 例如，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高 频时具有一定的电感，它对电路的影响等效于给电路串联上一个电 感器，这个电感值就是分布电感。 根据电感器的频率特性，可以知道由于分布电感的数值一般 不大，在低频可以不考虑分布电感的影响，但对于高频交流电路， 分布电感的影响就不能忽略了。 知识拓展1 134 分布电容 分布电容是指由非电容形态相互作用形成的一种分 布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线 与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。 这种电

30、容的容量很小，但可能对电路形成一定的影 响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤 其是在工作频率很高的时候。 知识拓展2 135 电阻器的标准及命名方法 电阻器的表面积有限。一般大型电阻器标出电阻的材料、阻值、功率、偏差，其顺序是：电阻器的表面积有限。一般大型电阻器标出电阻的材料、阻值、功率、偏差，其顺序是： 主称，（用字母，主称，（用字母，R；电阻，电阻，W：电位器，电位器，M：敏感电阻）敏感电阻） 区别代号，用大写字母表示区别代号，用大写字母表示 序号，用数字表示，区别外形尺寸序号，用数字表示，区别外形尺寸 类型，多用数字，个别用字母，（见表类型，多用数字，个别用字母，（见表3.

31、 5） 材料，用字母表示（见表材料，用字母表示（见表3. 5） 小电阻只标阻值与偏差，材料由表体颜色表示，功率由尺寸大小估计。小电阻只标阻值与偏差，材料由表体颜色表示，功率由尺寸大小估计。 136 碳膜电阻碳膜电阻 大功率电阻大功率电阻 氧化膜电阻氧化膜电阻 电阻器 137 形形色色的电阻形形色色的电阻 电阻器 138 139 电容器 电容器在电子仪器中也是一种必不可少的基本元件。电容器在电子仪器中也是一种必不可少的基本元件。 1. 构造构造 它的基本构造是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层电介质构成的它的基本构造是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层电介质构成的 在两个极板上加上电压，

32、电极板上就可以储存电荷。两极板所储存的电荷数量相同，极性相在两个极板上加上电压，电极板上就可以储存电荷。两极板所储存的电荷数量相同，极性相 反。储存的电荷还可以通过外电路向外释放，即电容器是充、放电荷的电子元件。而电容量的大反。储存的电荷还可以通过外电路向外释放，即电容器是充、放电荷的电子元件。而电容量的大 小，取决于电容器的极板面积，极板间距及电介质常数：小，取决于电容器的极板面积，极板间距及电介质常数： d S C= 一、 电容器的基本概念 140 电容器储存电荷量的多少，取决于电容器两端所加电压。储电量在数值上等于加在导电极板上的电压与电电容器储存电荷量的多少，取决于电容器两端所加电压。

33、储电量在数值上等于加在导电极板上的电压与电 容的乘积。容的乘积。 即：即：Q = CU Q：一个极板上的电荷，单位为库仑（一个极板上的电荷，单位为库仑（C）。）。 U：两极板间的电位差，单位为伏特（两极板间的电位差，单位为伏特（V）。）。 C：电容量，单位法拉（电容量，单位法拉（F）。）。 S：极板面积，单位为平方米（极板面积，单位为平方米（m2）。）。 d：两极板间距，单位为米（两极板间距，单位为米（m）。）。 ：电介质常数，单位为法电介质常数，单位为法/米（米（F/m）。）。 1F = 106 F = 109 nF=1012 p pF 由上式看出，当电容器电容量一定时，两极板所加电压越高，

34、储存的电荷越多。由上式看出，当电容器电容量一定时，两极板所加电压越高，储存的电荷越多。 电容器 141 2. 电容器的主要作用 储存电荷 隔直 耦合交流信号。 （1）并联于电源两端用作滤波。 （2）并联于电阻两端旁路交流信号。 （3）串联于电路中，隔断直流通路，耦合交流信号。 （4）与其它元件配合，组成谐振回路，产生锯齿波、定时等。 在交流电路中，电容器的容抗为： fC2 1 XC = f：交流信号频率，单位交流信号频率，单位Hz。 C：电容量，单位电容量，单位F。 Xc：容抗，单位欧姆容抗，单位欧姆。 电容器 142 3. 符号符号 一般电容器一般电容器 + 极性电容器极性电容器可变电容器可

35、变电容器 同轴双联电容器同轴双联电容器 微调电容器微调电容器 电容器 143 二、 电容器的分类及型号 1. 分类：分类： 电容器种类繁多，有按介质分的，也有按容量是否可变分的。电容器种类繁多，有按介质分的，也有按容量是否可变分的。 （1）按介质材料分类）按介质材料分类 a. 有机介质：复合介质、纸介质、塑料介质（涤纶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚有机介质：复合介质、纸介质、塑料介质（涤纶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚 四氟乙烯）、薄膜复合。四氟乙烯）、薄膜复合。 b. 无机介质：云母电容、玻璃釉电容（圆片状、管状、矩形、片状电容、穿心电容）、无机介质：云母电容、玻璃釉电容（圆片状、管状、

36、矩形、片状电容、穿心电容）、 陶瓷（独石）电容。陶瓷（独石）电容。 电容器 144 c. 气体介质：空气电容、真空电容、充气电容。气体介质：空气电容、真空电容、充气电容。 d. 电解质：普通铝电解、钽电解、铌电解。电解质：普通铝电解、钽电解、铌电解。 （2）按容量是否可调分类）按容量是否可调分类 a. 固定电容器固定电容器 b. 可变电容器（空气介质、塑膜介质）可变电容器（空气介质、塑膜介质） c. 微调电容器（陶瓷介质、空气介质、塑膜介质）微调电容器（陶瓷介质、空气介质、塑膜介质） 电容器 145 2. 型号命名及标注方法型号命名及标注方法： 1.普通圆形普通圆形 7. 无极性无极性 用字母

37、表示介质材料用字母表示介质材料 A. 钽电解钽电解 B.聚苯乙烯聚苯乙烯 C.高频陶瓷高频陶瓷 D.铝电解铝电解 E.其它材料电解等其它材料电解等 用数字表示产品的序号用数字表示产品的序号 用数字或字母表示外形结构特征用数字或字母表示外形结构特征 主称，用主称，用C表电容表电容 电容器 146 第二部分字母含义：第二部分字母含义： A：钽电解。钽电解。 B（BB/BF）：）：聚苯乙烯等非极性薄膜（常在聚苯乙烯等非极性薄膜（常在B后再加一字母区分具体材料）。后再加一字母区分具体材料）。 C：高频陶瓷。高频陶瓷。D：铝电解（普通电解）。铝电解（普通电解）。 E：其它材料电解。其它材料电解。G：合金

38、电解。合金电解。 H：纸膜复合。纸膜复合。 I：玻璃釉。玻璃釉。 J：金属化纸介。金属化纸介。 L（L、S等）：聚酯类有机薄膜（常在等）：聚酯类有机薄膜（常在L后再加一字母区分具体材料）。后再加一字母区分具体材料）。 N：铌电解。铌电解。O：玻璃膜。玻璃膜。Q：漆膜。漆膜。 S：聚碳酸酯。聚碳酸酯。T：低频陶瓷。低频陶瓷。V、X：云母纸。云母纸。 Y：云母。：云母。Z：纸介。纸介。 第一部分字母含义：主称第一部分字母含义：主称C 电容器 147 第三部分数字（字母）含义：第三部分数字（字母）含义： 数字或字母数字或字母瓷介电容瓷介电容云母电容云母电容有机电容有机电容电解电容电解电容 1圆形圆形

39、非密封非密封非密封非密封箔式箔式 2管形管形非密封非密封非密封非密封箔式箔式 3叠形叠形密封密封密封密封烧结粉，非固体烧结粉，非固体 4独石独石密封密封密封密封烧结粉，固体烧结粉，固体 5穿心穿心穿心穿心 6支柱形等支柱形等 7无极性无极性 8高压高压高压高压高压高压 9特殊特殊特殊特殊 G高功率高功率 T叠片式叠片式 W微调电容微调电容 电容器 148 3. 容量与精度标志方法（前已讲）容量与精度标志方法（前已讲） （1）文字标注法）文字标注法 （2）数码标注法）数码标注法 在电容器表体上，还常常标出耐压。在电容器表体上，还常常标出耐压。不标注的，耐压一般不超过不标注的，耐压一般不超过50V

40、。 C BB 2 3 产品序号产品序号 非密封非密封 聚丙烯聚丙烯 电容电容 C C 2 3 产品序号产品序号 管形管形 高频陶瓷高频陶瓷 电容电容 例如：例如： 电容器 149 三、 电容器的主要技术参数 1. 1. 标称容量及允许误差（略）标称容量及允许误差（略） 2. 2. 额定工作电压额定工作电压 电容器中的电介质能够承受的电场强度是有限的，当施加在电容器上的电压超过一定值时，电介质有可电容器中的电介质能够承受的电场强度是有限的，当施加在电容器上的电压超过一定值时，电介质有可 能被击穿而损坏。额定工作电压是指，能被击穿而损坏。额定工作电压是指，在规定的工作温度范围内，电容器在电路中连续

41、工作而不被击穿的加在规定的工作温度范围内，电容器在电路中连续工作而不被击穿的加 在电容器上的最大有效值，习惯上叫电容器的耐压。在电容器上的最大有效值，习惯上叫电容器的耐压。 额定电压通常是指直流工作电压（专用于交直流电路的，标有交流电压），若电容器工作于脉动电压下，额定电压通常是指直流工作电压（专用于交直流电路的，标有交流电压），若电容器工作于脉动电压下， 则交、直流分量的总和须小于额定电压。在交流分量较大的电路中，（例如，滤波电路），电容器的耐压应则交、直流分量的总和须小于额定电压。在交流分量较大的电路中，（例如，滤波电路），电容器的耐压应 留有充分余量。留有充分余量。 固定电容器的额定电压

42、系列见表固定电容器的额定电压系列见表1.101.10。 电容器 150 1.646.31016 25（32）40（50）63 100（125）160250（300） 400（450）5006301000 16002000250030004000 5000630080001000015000 2000025000300003500040000 45000500006000080000100000 注：带括弧者仅为电解电容所用。注：带括弧者仅为电解电容所用。 表表1.10 电容额定电压系列（单位：电容额定电压系列（单位：V） 一般电解电容和体积较大的电容器，都将耐压直接标在电容器的表体上。一般电解

43、电容和体积较大的电容器，都将耐压直接标在电容器的表体上。 电容器 151 3. 绝缘电阻及漏电流绝缘电阻及漏电流 由于电容器中的介质并非完全的绝缘体，因此，任何电容器工作时，都存在漏电流。漏电由于电容器中的介质并非完全的绝缘体，因此，任何电容器工作时，都存在漏电流。漏电 流过大，会使电容器发热，性能变坏，甚至失效；电解电容还会爆炸。流过大，会使电容器发热，性能变坏，甚至失效；电解电容还会爆炸。 电解电容由于采用电解质（液）和金属板作为电容的负、正极，以金属氧化膜作介质（厚电解电容由于采用电解质（液）和金属板作为电容的负、正极，以金属氧化膜作介质（厚 度只有几纳米度只有几纳米几十纳米），漏电流较

44、大。一般铝电解电容漏电流可达几十纳米），漏电流较大。一般铝电解电容漏电流可达mA数量级（与容量、耐数量级（与容量、耐 压成正比），而其它电容器漏电流极小。压成正比），而其它电容器漏电流极小。 常用绝缘电阻表示绝缘性能，一般电容器绝缘电阻都在数百常用绝缘电阻表示绝缘性能，一般电容器绝缘电阻都在数百M到数到数G数量级。数量级。 电容器 152 4. 损耗因数（损耗角正切损耗因数（损耗角正切tg） 一个理想的电容器不会消耗电能，但实际电容器由于存在一个理想的电容器不会消耗电能，但实际电容器由于存在 漏电流，将会消耗一定的能量。一个存在漏电流的电容器，可漏电流，将会消耗一定的能量。一个存在漏电流的电容

45、器，可 以认为是一个理想的电容器并联一个等效电阻。当电容器工作以认为是一个理想的电容器并联一个等效电阻。当电容器工作 时，一部分电流通过时，一部分电流通过R变成有害的热能，这即是电容器的损耗，变成有害的热能，这即是电容器的损耗， 即有功损耗即有功损耗P。而储存于而储存于C中的电能，并未消耗掉的叫无功损耗中的电能，并未消耗掉的叫无功损耗 Pq。 U C IC I RIR 电容器 153 有功损耗：有功损耗：P = PR = UIR = U I sin 无功损耗：无功损耗：Pq = PC = UIC = U I cos 有功损耗与无功损耗之比即为损耗因数有功损耗与无功损耗之比即为损耗因数tg，则，

46、则 叫损耗角。叫损耗角。 tg越小，则电容质量越好，越小，则电容质量越好， 一般为一般为10 2 104数量级。 数量级。 I It IR gt Cos Sin = UI UI P P q 电容器 154 5. 温度系数温度系数 电容的容量会随温度的变化而变化，一般常用电容的容量会随温度的变化而变化，一般常用C表示电容器的随温度变化的特性：表示电容器的随温度变化的特性： C = 1/ C1为为t1时的电容量（室温时的电容量（室温205），），C2为为t2时（极限温度）的电容量。时（极限温度）的电容量。C越小越好，电容越小越好，电容 越稳定，由于越稳定，由于C很小，常用很小，常用PPm/表示（百

47、万分之一）。表示（百万分之一）。 1/ =106 PPm/ 云母及瓷介电容稳定性好，温度系数为云母及瓷介电容稳定性好，温度系数为10 4/ =102 PPm /。铝电解稳定性差，其铝电解稳定性差，其C为为 10 2/ ，即，即104 PPm/。多数电容的多数电容的C为正，瓷介电容为正，瓷介电容C为负。为负。 t C C 1 )tt (C CC 121 12 = - - 电容器 155 电容器 156 电感器 一、概述一、概述 1.结构结构 电感器是用电感器是用导线导线在在绝缘骨架绝缘骨架上上单层或多层单层或多层绕制而成的，绕制而成的， 又叫电感线圈。也是常用的无线电元件之一。又叫电感线圈。也是

48、常用的无线电元件之一。 由电磁学原理可知，任何通过电路的电流周围都有磁由电磁学原理可知，任何通过电路的电流周围都有磁 场存在，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也场存在，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也 随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这 种由于自身电流变化，引起磁场变化，又使自身产生感应电种由于自身电流变化，引起磁场变化，又使自身产生感应电 动势的现象，叫自感应。其大小用自感系数表示：动势的现象，叫自感应。其大小用自感系数表示： I L = ： 自 感 磁 通 量 ， 单 位 为自 感 磁 通 量 ，

49、单 位 为 W b （Vs）；I：流过导体的电流，单位为流过导体的电流，单位为 A；L：自感系数，单位为自感系数，单位为H（s）。）。 H的单位较大，实用中常用的单位较大，实用中常用mH、 H。 1H =103 mH = 106H。 157 另外，当另外，当1个线圈中的电流变化时，它所产生的通过邻近线圈回路的磁通量也发生变化，从个线圈中的电流变化时，它所产生的通过邻近线圈回路的磁通量也发生变化，从 而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感应现象。而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感应现象。 互感应的大小常用互感系数来表示。在两个有磁交链的线圈中，互感磁通量与产生此磁链互感应的大小常

50、用互感系数来表示。在两个有磁交链的线圈中，互感磁通量与产生此磁链 的电流的比值，即为互感系数，简称互感，用的电流的比值，即为互感系数，简称互感，用M表示：表示： 2 21 I 1 12 I M = = 12：线圈线圈L1通电流时，在通电流时，在L2中穿过的磁通量，单位：韦伯（中穿过的磁通量，单位：韦伯（Wb）；）；21：线圈线圈L2通电流时，通电流时， 在在L1中穿过的磁通量中穿过的磁通量；I1、 、I2： ：分别为流过分别为流过L1、 、 、L2的电流；的电流；M：互感系数，单位为互感系数，单位为H（亨利）。亨利）。 电感器 158 在电子元件中，电感通常分为两类，一类是应用自感作用的线圈，

51、另一类是应用互感作在电子元件中，电感通常分为两类，一类是应用自感作用的线圈，另一类是应用互感作 用的变压器，我们将分别予以介绍。用的变压器，我们将分别予以介绍。 电感线圈具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为：电感线圈具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为： XL =L =2f L XL：感抗，单位感抗，单位。 f：交流信号频率，单位交流信号频率，单位Hz。 L：自感系数，单位自感系数，单位H。 在纯电感电路在中，电流相位滞后电压在纯电感电路在中，电流相位滞后电压900。 电感器 159 2. 作用作用 （1）作为线圈：主要作用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合用于调谐、）作为线圈：主要作

52、用是滤波、聚焦、偏转、延迟、补偿、与电容配合用于调谐、 陷波、选频、震荡。陷波、选频、震荡。 （2）作为变压器：主要用于偶合信号、变压、阻抗匹配等。）作为变压器：主要用于偶合信号、变压、阻抗匹配等。 电感并联时，其总电感为：电感并联时，其总电感为： L = n LLL 111 1 21 + 电感串联时，其总电感为：L = L1+ L2 +Ln 电感器 160 3. 符号符号 电感器电感器 带铁（磁）芯电感器带铁（磁）芯电感器 非铁磁芯电感器非铁磁芯电感器 可调电感器可调电感器 带抽头电感器带抽头电感器 磁芯微调电感器磁芯微调电感器 铁芯变压器铁芯变压器 绕组间有屏蔽的变压器绕组间有屏蔽的变压器

53、 带屏蔽变压器带屏蔽变压器 电感器 161 二、电感器的分类、型号命名 1. 分类：分类： （1）按功能分：振荡线圈、扼流圈、耦合线圈、校正线圈和偏转线圈。）按功能分：振荡线圈、扼流圈、耦合线圈、校正线圈和偏转线圈。 （2）按是否可调分：固定电感、可调电感和微调电感。）按是否可调分：固定电感、可调电感和微调电感。 （3）按结构分：空心线圈、磁芯线圈和铁芯线圈）按结构分：空心线圈、磁芯线圈和铁芯线圈 （4）按形状分：线绕电感（单层线圈、多层线圈及蜂房线圈）、平面电感（印制板电）按形状分：线绕电感（单层线圈、多层线圈及蜂房线圈）、平面电感（印制板电 感、片状电感）。感、片状电感）。 电感器 162

54、 误差误差 标称电感量标称电感量 电流组别电流组别 区别代号区别代号 型式型式 特性特性 主称主称 （用（用L表示线圈、表示线圈、LZ表示阻流圈）表示阻流圈） 2. 型号与命名型号与命名 如：LG1B47H 10%；高频卧式电感，额定电 流150mA，47H，误差10%。 电感器 163 三、电感器主要参数 1. 标称电感量及偏差标称电感量及偏差 标称电感量符合标称电感量符合E系列，偏差一般在系列，偏差一般在520%。 2. 固有电容与直流电阻固有电容与直流电阻 一个线圈的匝与匝，层与层以及绕组与底版间都存在着一个线圈的匝与匝，层与层以及绕组与底版间都存在着分布电容分布电容，又由于线圈是由导线

55、绕成的，导线，又由于线圈是由导线绕成的，导线 有一定的有一定的直流电阻直流电阻，这样，一个实际的电感线圈可等效成一个理想电感与电阻串联后再与电容并联，如图，这样，一个实际的电感线圈可等效成一个理想电感与电阻串联后再与电容并联，如图 1.15所示。所示。 理想电感理想电感 直流电阻直流电阻 固有电容固有电容C0 L R 图图1.15 这样一个电路，实际上是一个电感与电容的并联谐振这样一个电路，实际上是一个电感与电容的并联谐振 电路，其震荡频率为：电路，其震荡频率为： f0 = f0叫线圈的固有震荡频率。叫线圈的固有震荡频率。 0 2 1 LC 电感器 164 使用电感线圈时，为保障线圈的电感量稳

56、定，使用电感线圈时，为保障线圈的电感量稳定，应使线圈的工作频率远低于固有频率。应使线圈的工作频率远低于固有频率。 由于线圈由于线圈分布电容分布电容的存在，降低了线圈的稳定性，由于的存在，降低了线圈的稳定性，由于直流电阻直流电阻的存在，会使线圈损耗的存在，会使线圈损耗 增大，增大，品质因数品质因数降低，在绕制时，常采用间绕法、蜂房绕法，以减小分布电容；加粗导线可降低，在绕制时，常采用间绕法、蜂房绕法，以减小分布电容；加粗导线可 减小直流电阻。减小直流电阻。 3. 品质因数（品质因数（Q Q值）值） 品质因数是表示线圈质量的一个重要参数，品质因数在数值上等于线圈在某一频率的交品质因数是表示线圈质量

57、的一个重要参数，品质因数在数值上等于线圈在某一频率的交 流信号通过时，线圈所呈现的感抗和线圈的直流电阻的比值，即：流信号通过时，线圈所呈现的感抗和线圈的直流电阻的比值，即： Q = R L R fL = 2 电感器 165 当当频率与频率与L一定时，一定时，Q与与R有关，有关，R越小，越小，Q值越大，线圈工作时，损耗越小，电路效率越高，值越大，线圈工作时，损耗越小，电路效率越高， 选择性越好。选择性越好。 在实际当中，在实际当中，Q不仅只与线圈的直流电阻有关，还包括线圈骨架的介不仅只与线圈的直流电阻有关，还包括线圈骨架的介质损耗质损耗，铁芯和屏蔽的铁芯和屏蔽的 损耗损耗以及在高频条件下工作时的以及在高频条件下工作时的集肤效应集肤效应等因素有关，提高线圈的等因素有关，提高线圈的Q值，并不是一件很容易的事值，并不是一件很容易的事 情，实际线圈的情，实际线圈的Q值，通常为几十至一百，最高可达四、五百，对于谐振回路，要求值，通常为几十至一百，最高可达四、五百，对于谐振回路，要求Q在在100 200之间。作耦合用可低一些。之间。作耦合用可低一些。 集肤效应（表皮效应）：当交变电流通过导体时，电流将集中在集肤效应（表皮效应）：当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表面流过导体表面流过，这种现象，这种现象 叫集肤效应。叫集肤效应。 电感器 166 4. 额定电流额定电流 线圈长时间工作所允