实用模拟电子技术教程第9章电子学习教案

1、实用模拟电子技术实用模拟电子技术(jsh)教程第教程第9章电子章电子课件课件第一页，共32页。第1页/共32页第二页，共32页。（1）明确(mngqu)电路的基本功能 （2）了解应用电路的基本结构（3）了解电路各部件供电情况 （4）找出不熟悉的部件或元器件 2、画出整机框图3、框图单元电路分析4、反馈电路分析5、核对主要的功能和特性第2页/共32页第三页，共32页。2、以晶体管或者(huzh)场效应管为核心划分框图3、根据交流信号流程和变化确定各框图之间的关系4、根据反馈电路的类型确定反馈对电路性能的影响5、先直流后交流逐一分析单元电路第3页/共32页第四页，共32页。电路中各元件(yunji

2、n)参数：R1=1k ； Rc1=7.5k；Re1=1k；Re2=1k；Re3=1k；C1=10F；Ce1=100F； Ce2=220F；C2=10F， RF=10 k前级信号放大 后级功率放大第4页/共32页第五页，共32页。 金属膜和驻极体上表面(biomin)组成电容，驻极体是固定电极，金属薄膜是活动电极，电容量约几十pF作用：将话音信号转换为电压信号输出特点：灵敏度高、体积小，输出阻抗高第5页/共32页第六页，共32页。 若进行有效传输话音信号，RS与Ri要匹配，如果话音信号等于(dngy)10mV，而主机输入端得到的话音信号为5mV。周围空间的50Hz电磁场作用产生很小的感生电流，为

3、1nA。 如果使RS和Ri都降为1k，主机输入信号还是5mV，而干扰电压下降为1nA1 k=1V，工频干扰就不会影响话音信号。 假设RS=10M，该电流在主机输入端产生的50Hz工频干扰电压等于感生电流和Ri的乘积，为10mV，比有用信号还要大。第6页/共32页第七页，共32页。（a）共漏极 ：话音信号从源极输出，对外有三只引脚：正电源、地、话音信号输出端。特点：输入阻抗很高，输出阻抗很低，对话音信号没有放大(fngd)作用。（b）共源极 ：漏极电阻及输出耦合电容外接，对外只有两只引脚 。特点：对话音信号有放大作用，第7页/共32页第八页，共32页。 由此可以画出前置放大电路的框图如图9-5所

4、示，它由驻极体话筒(hutng)、VT1等组成的共射极放大电路、VT2等组成的共集电极放大电路组成。电路实现话筒(hutng)信号的放大，再输出至后级进行功率放大。 第8页/共32页第九页，共32页。 （1）静态分析 电阻Rc1上的电压(diny)降，加VT2管发射结电压(diny)0.7V，加Re2上电压降，再加Re3上的电压(diny)降，应等于电源电压(diny)12V，由此可得方程： 12)(7 . 0)(31222121eBQEQeEQcBQCQRIIRIRII 此外，电阻RF上的电压降加上VT1管发射结电压0.7V，加上Re1上的电压降，应等于Re3上的电压降，因此： 312111

5、)(7 . 0eBQEQeEQFBQRIIRIRI 将各电阻数值代入，并假设两只晶体管的电流放大倍数均等于100，即1=2=100，式（9-1）、（9-2）化为： 第9页/共32页第十页，共32页。 忽略了IEQ1和ICQ1的差别(chbi)，忽略IEQ2和ICQ2的差别(chbi)整理上式，可得：3 .1193. 149. 721CQCQII7 . 011. 121CQCQII)(03. 11mAICQ)(84. 12mAICQ121)100/(17 . 05 . 7)100/(12221CQCQCQCQCQIIIII1)100/(17 . 010)100/(1211CQCQCQCQIIII

6、电路中各元件(yunjin)参数：R1=1k； Rc1=7.5k；Re1=1k； Re2=1k；Re3=1k； C1=10F；Ce1=100F； Ce2=220F；C2=10F; RF=10 k; 将各电阻数值代入，并假设两只晶体管的电流放大倍数均等于100，即1=2=100，式（1）、（2）化为： 解上式得：第10页/共32页第十一页，共32页。VT1管静态发射极电压等于集电极电流在Re1上的压降：)(03. 1103. 1111VRIUeEQEQVT1管静态集电极电压等于电源电压减去Rc1上的压降： )(2 . 45 . 704. 112)(1211VRIIEUcBQCQCCQ由此求得VT

7、1管静态集电极-发射极电压等于：)(17. 3111VUUUEQCQCEQ类似地可求得VT2管静态集电极-发射极电压等于：)(33. 8183. 1184. 112)(312222VRIIRIEUeBQEQeEQCCEQ电路中各元件(yunjin)参数：R1=1k； Rc1=7.5k；Re1=1k； Re2=1k；Re3=1k； C1=10F；Ce1=100F； Ce2=220F；C2=10F; RF=10 k;第11页/共32页第十二页，共32页。电路(dinl)中各元件参数：R1=1k； Rc1=7.5k；Re1=1k； Re2=1k；Re3=1k； C1=10F；Ce1=100F； Ce

8、2=220F；C2=10F; RF=10 k;233)22. 25 . 7100(22. 2122. 21usA)(22. 2)03. 1026. 01013 . 0/(10/1krRRbeFi上式Rc1是电阻Rc1和输入电阻的并联，由于下一级是共集电极放大电路，其输入电阻很高，因此用Rc1代替Rc1。输入电阻Ri1等于RF和rbe1的并联，因此有 代入（1）式 )(111111iciSiusRRRRRA第一级共射极放大电路的电压放大倍数R1是驻极体话筒的输出电阻，也是放大电路信号源的内阻，即RS=R1=1k（1） 第二级共集电极电压放大倍数近似为1，因此电路总电压放大倍数即近似为233倍 第

9、12页/共32页第十三页，共32页。（3）、反馈(fnku)电路的作用判断反馈的方法： 如图假设VT1基极(j j)电压瞬时极性为“+” 直流反馈：反馈电阻RF接在VT1基极和VT2发射极电阻Re1和Re3连接点之间，由于旁路电路Ce2并联在Re3两端，这一连接点交流接地。引入的负反馈作用：稳定静态工作点+那么电阻Re2、Re3连接点极性也为“”，与原来的“+”极性相反，因此属直流负反馈 第13页/共32页第十四页，共32页。RP1=5k，R1=3 k，R2=300，R3=240，R4=51，R5=100 电路(dinl)的功能是：当光强超过设定的上限值时，发光管VD1不发光，VD2发亮光；光

10、照强度低于设定的下限值时，发光管VD1发亮光，VD2不发光；光照强度处于上下限值之间的正常状态时，两只发光管都发光，但较为暗淡 光强下限的设定：在低限光强下，电位器RP1从高调低，直至VT2刚好截止(jizh)，VT3饱和导通，VT4截止(jizh)。光强上限的设定:可以通过电阻R1R4的调节来实现。第14页/共32页第十五页，共32页。R40-16是超声接收(jishu)传感器，J1是继电器 第15页/共32页第十六页，共32页。1、超声传感器结构(jigu)：前端面是一个金属丝网，起保护作用，里面是压电晶体，后面有两只引脚。 引线：线圈2根，常开触点(ch din)1根，常闭触点(ch d

11、in)2根，公共端1根。2、继电器 组成：线圈、铁芯、衔铁、常开触点和常闭触点图（b）工作原理：若线圈失电，衔铁处于释放状态，公共端与常闭触点接触，马达M没有电流通过，不会转动。线圈通电，铁芯被磁化，衔铁被铁芯吸合，常闭触闭合，电源经该触点形成回路，马达通电转动。 第16页/共32页第十七页，共32页。1、电路(dinl)框图 电容C4和二极管VD1作用：组成(z chn)检波电路，检出直流分量。第一级第二级第三级阻容耦合直接耦合VT4和VT5的作用：作电子开关，用来带动继电器工作，控制玩具马达的转动。第17页/共32页第十八页，共32页。2、单元(dnyun)电路分析 （1）静态(jngti

12、)分析 VT3组成的共射极放大电路与前级的耦合方式是阻容耦合，因为这一级与前后级之间都有电容进行直流隔离 ，不需要稳定静态工作点。 VT4和VT5管没有静态偏置电阻，静态时（无超声信号输入时）VT4和VT5管都没有电流流过，因此，流过继电器线圈的电流为零，继电器衔铁处于释放状态，活动端处于常闭触点位置，马达不转 第一、第二级放大电路采用直接耦合方式，通过电阻R2引入了极间直流负反馈，来增加静态工作点的稳定性第18页/共32页第十九页，共32页。（2）动态分析 超声信号由传感器R40-16接收后转换成电压信号，该信号经VT1和VT2管组成的二级共射极放大(fngd)电路放大(fngd)，从VT2

13、管集电极输出。输出信号经电容C3耦合至第三级放大电路继续放大，第三级共射极放大电路引入电压并联负反馈，反馈电阻为R7。由于是并联反馈，有降低输入(shr)电阻的作用，其目的是减小干扰。为了不因输入(shr)电阻的降低而影响整个电路的放大倍数，第二级放大电路的输出电阻被设计得较低（VT2集电极电阻为510）。此外，在第三级放大电路输入(shr)端VT31基极并联电容C3也有利于提高抗干扰的能力。 第19页/共32页第二十页，共32页。 从VT3集电极（图中的A点）输出的是放大后的40kHz正弦波，正半周时经二极管VD1、电阻R4、R5放电(fng din)，因此，在VT4管基极B点得到的电压波形

14、如图中的UB所示。 于是，在B点就形成(xngchng)相对于电源电压来说为负的平均电压，在这个电压作用下，VT4管形成(xngchng)基极电流，经放大，在电阻R8流过的是放大了4倍的集电极电流，这一电流又成为晶体管VT5的基极电流。 由于很大的基极电流注入，T5即进入饱和导通状态，电流流过继电器线圈，衔铁吸合，常开触点接通，马达M通电转动。 第20页/共32页第二十一页，共32页。(3)电路功能(gngnng)应用 将上图所示的超声接收电路用于遥控玩具汽车的方案如下：将接收电路安装于玩具汽车，继电器触点按图（b）所示的方式连接，使用时电路一直处于开通状态。无超声信号时，消耗的是静态电流(d

15、inli)，马达不转。同样的道理，也可以用于电动窗帘的遥控。 按下超声送器按钮，接收电路即接收到超声信号，经过三级共射极电路的放大，C4、VD1检波，控制继电器吸合，马达通电转动。只要超声发送器按钮一直按着，继电器就保持吸合，马达就连续转动。按钮释放，继电器衔铁就释放，马达失电立即停止转动。第21页/共32页第二十二页，共32页。VT1为晶闸管，VT2为单结管，VDZ1为稳压(wn y)二极管，M代表风扇电机，VD1VD4为整流二极管 第22页/共32页第二十三页，共32页。假设晶闸管处于导通状态，输入交流电压电压的极性为上方“+”，下方(xi fn)“”时，电流流动的方向如图所示，在电流经过

16、B点时，电流分为两路，一路流向晶闸管，另一路流向电阻R1，流过电阻R1的电流决定于BC两点之间的电压，晶闸管导通情况下其两端的电压降（即BC点间电压）很低，一般在0.6V1.2V之间，R1的阻值为15k，因此流过R1的电流可以忽略。+第23页/共32页第二十四页，共32页。+若输入交流电压电压的极性为上方(shn fn)“”，下方“+”时，电流的方向是从下方输入端VD3VT1VD1回到上方(shn fn)输入端。可见，无论正半周还是负半周，只要晶闸管导通，电机(dinj)就有电流通过，流过电机(dinj)的是交流电，流过晶闸管的是单向脉动电流。假设晶闸管处于阻断状态，忽略流过电阻R1的电流，则

17、流过电机的电流为零。可见，只要控制流过晶闸管的电流，也就实现了对于电机电流的控制。 第24页/共32页第二十五页，共32页。2、如何控制(kngzh)晶闸管的电流 图中单结管VT2和电阻R2、R3，电位器RP1，电容(dinrng)C1组成触发电路，晶闸管的导通与否即受这一触发电路所控制。 R1的阻值为15k，稳压管选用2DW12E，稳定电流5mA，稳定电压值10V左右。B点的电压是桥式整流后的周期性单向脉动电压， 其波形如右图（a）所示，当B点电压从零开始增加到10V以上，经R1通过稳压管VDZ1的电流达到或超过5mA时，A点的电压即稳定为10V，从而为单结管提供稳定的工作电压。 第25页/

18、共32页第二十六页，共32页。 在每半个周内，A点电压从零开始上升，达到稳定电压后即维持不变，经电位器RP1向电容C1充电，电容电压不断上升，电压上升到单结管的峰点电压后，即发出一个脉冲(michng)，图中（a）所示的是B点电压波形（假如晶闸管始终处于阻断状态）。 （b）是单结管电路(dinl)加到晶闸管触发极的触发电压。在触发电压的作用下，晶闸管即进入导通状态，这时，晶闸管两端电压降迅速降至0.6V1.2V，电源电压几乎全部降落在交流电机M的两端。 图（c）是晶闸管两端的电压降，触发导通后降到0.6V1.2V的数值；图（d）是流过晶闸管的电流。第26页/共32页第二十七页，共32页。 如右

19、图电机(dinj)两端的电压是周期性的交变电压，每半个周期中，都有一段时间晶闸管处于阻断状态，这时加到电机(dinj)两端的电压趋于零，另一段时间，晶闸管处于导通状态，电网电压才加到电机(dinj)两端。 右图是电机M两端的电压降，晶闸管导通以前，电网(dinwng)电压几乎全部加到晶闸管两端，晶闸管导通期间（由图中导通角表示），电网(dinwng)电压几乎全部加到电机M的两端。 第27页/共32页第二十八页，共32页。 导通角：描述有多少时间(shjin)晶闸管是处于导通状态的位相角 导通角越大，每半个周期内电机得到电网电压(diny)的时间长，电机的转速就越高。导通角决定于单结管电路电容C1充电的速率，即决定电位器RP1的电阻值和电容C1的乘积，