模拟电子技术应用任务2助听器电路各级分析与仿真课件

项目三助听器电路的分析与仿真项目三助听器电路的分析与仿真任务1助听器电路总体分析学习目标1.了解助听器电路的组成，熟悉多级放大电路耦合方式。2.熟悉放大电路的基本常识和主要性能指标含义。3.能根据放大电路绘制电路方框图，会进行电路分解。4.能判断放大电路三种组态。任务1助听器电路总体分析学习目标1.了解助听器电路的组任务1助听器电路总体分析工作任务1.分析图3-1-1所示助听器电路各级放大电路中三极管的组态。2.分析图3-1-1所示助听器电路中级与级间的耦合方式。3.分解图3-1-1所示助听器电路，绘制电路原理框图。4.通过仿真实例观察典型放大电路的输入输出波形。5.按照仿真实例步骤进行放大电路性能指标的测量。6.分析仿真实例中提出思考的问题。

任务1助听器电路总体分析工作任务1.分析图3-1-1所任务1助听器电路总体分析3.1.1放大电路的概念与一般结构一、放大电路的一般概念放大电路是电子电路中一类非常重要的电路，它用来对信号的电压、电流或功率进行放大，使得信号的幅度或功率足够大且与原来信号的变化规律一致。序号物

理

量符

号备

注1纯交流量的瞬时值ib

ube物理量小写，下标小写2纯直流量IB

UBE物理量大写，下标大写3含直流成分的交流量的瞬时值iB

uBE物理量小写，下标大写4交流量的有效值Ib

Ube物理量大写，下标小写5交流量的相量表示法有效值上方加点任务1助听器电路总体分析3.1.1放大电路的概念与一任务1助听器电路总体分析助听器电路中直流源的习惯画法任务1助听器电路总体分析助听器电路中直流源的习惯画法任务1助听器电路总体分析二、放大电路模型与主要性能参数若把放大电路视为一个整体，它可以用图3-1-3中方框内的部分来表示。方框左边只有两根端线用来接收输入信号，右边同样也只有两根端线用来向负载输出信号，通常称这种电路结构为四端网络，也称二端口网络任务1助听器电路总体分析二、放大电路模型与主要性能参数若任务1助听器电路总体分析1.输入电阻Ri2.输出电阻Ro3.放大倍数Av任务1助听器电路总体分析1.输入电阻Ri2.输出电阻任务1助听器电路总体分析三、三极管放大电路的三种组态作为放大电路核心的三极管，它的三个电极总有一个电极处于放大电路的输入端，也总有一个电极处于放大电路的输出端，第三个电极作为公共端为输入输出回路共用。任务1助听器电路总体分析三、三极管放大电路的三种组态作为任务1助听器电路总体分析四、多级放大电路与级间耦合方式任务1助听器电路总体分析四、多级放大电路与级间耦合方式任务1助听器电路总体分析多级放大电路结构框图任务1助听器电路总体分析多级放大电路结构框图任务1助听器电路总体分析分析实例：对图3-1-5所示放大电路进行整体结构分析。任务1助听器电路总体分析分析实例：对图3-1-5所示放大任务1助听器电路总体分析分析过程：①从输入端到输出端找出信号经过各三极管的主要传输路径任务1助听器电路总体分析分析过程：①从输入端到输出端找任务1助听器电路总体分析③分析级与级之间的耦合方式。④放大电路的分解。任务1助听器电路总体分析③分析级与级之间的耦合方式。④任务1助听器电路总体分析⑤总结与框图任务1助听器电路总体分析⑤总结与框图任务1助听器电路总体分析3.1.2放大电路的波形观察与主要性能指标的测试仿真实例：对典型放大电路进行仿真观察和测试仿真步骤：①绘制电路任务1助听器电路总体分析3.1.2放大电路的波形观察任务1助听器电路总体分析②波形观察：任务1助听器电路总体分析②波形观察：任务1助听器电路总体分析③主要性能指标测试：电压放大倍数测量，，电压测量值（mV）电压放大倍数说明UAmUBmUCm带负载不带负载断开C2的一端测量断开R8的一端测量任务1助听器电路总体分析③主要性能指标测试：电压放大倍任务1助听器电路总体分析输入电阻的测量任务1助听器电路总体分析输入电阻的测量任务1助听器电路总体分析输出电阻的测量取一只电压表与R8并联，测得Uo=_____________：断开R8的一端，由电压表测得UoL=_____________：计算得Ro=_____________。思考：若要测试第一级电路的输出电阻和第二级电路的输入电阻，测试电路该如何设计？④观察Rp1和Rp2的作用按图3-1-12连接电路，调节两个电位器Rp1和Rp2，观察示波器，研究它们对电路波形和输出电压幅度的影响。

任务1助听器电路总体分析输出电阻的测量取一只电压表与R8任务1助听器电路总体分析知识拓展3——双踪示波器的使用一、荧光屏与刻度荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0%，10%，90%，100%等标志，水平方向标有10%，90%标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数（V/div，TIME/div）能得出电压值与时间值。任务1助听器电路总体分析知识拓展3——双踪示波器的使用一任务1助听器电路总体分析二、示波管和电源系统1.电源（Power）示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。2.辉度（Intensity）旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。一般不应太亮，以保护荧光屏。3.聚焦（Focus）聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。任务1助听器电路总体分析二、示波管和电源系统1.电源任务1助听器电路总体分析三、垂直偏转因数和水平偏转因数1.垂直偏转因数选择（VOLTS/div）和微调双踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择挡位开关。垂直偏转因数的单位是V/cm，mV/cm或者V/div，mV/div。它指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。2.时基选择（Time/div）和微调时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个挡位开关实现，挡位开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。任务1助听器电路总体分析三、垂直偏转因数和水平偏转因数1任务1助听器电路总体分析四、位移旋钮示波器前面板上的位移（Position）旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮（标有水平双向箭头）可左右移动信号波形，旋转垂直位移旋钮（标有垂直双向箭头）可上下移动信号波形。任务1助听器电路总体分析四、位移旋钮示波器前面板上的位移任务1助听器电路总体分析五、输入通道和输入耦合选择1.输入通道选择示波器输入通道至少有三种选择方式：通道1（CH1）、通道2（CH2）、双通道（Dual）。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。2.输入耦合方式输入耦合方式有三种选择：交流（AC）、地（GND）、直耦（DC）。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。任务1助听器电路总体分析五、输入通道和输入耦合选择1.任务1助听器电路总体分析六、触发1.触发源（Source）选择要使屏幕上显示稳定的波形，则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源：内触发（INT）、电源触发（LINE）、外触发（EXT）。2.触发电平（Level）和触发极性（Slope）触发电平调节又叫同步调节，它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时，扫描即被触发。任务1助听器电路总体分析六、触发1.触发源（Sourc任务2助听器电路各级分析与仿真学习目标1.熟悉放大电路的一般分析方法。2.了解放大电路中的反馈现象，了解反馈在电路中的作用，会区分反馈类型。3.具备分析和测试放大电路的直流静态工作点和交流放大特性的能力。4.具备发现和排除放大电路中简单故障的能力。任务2助听器电路各级分析与仿真学习目标1.熟悉放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真工作任务1.利用工程近似法计算典型放大电路的静态工作点；2.已知3BX31为锗管，设其b值为50，利用微变等效法计算助听器电路各级性能指标；3.计算助听器电路总电压增益范围的具体数值；4.判断助听器仿真电路输出波形是否失真，若有失真，指出消除失真的方法；5.使用常见电子仪器仪表对助听器各级电路进行仿真测试；6.指出助听器电路中所有反馈支路，说明其作用；7.用万用表、示波器等常用仪器仪表完成一种典型放大电路的调试与测试。任务2助听器电路各级分析与仿真工作任务1.利用工程近似任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.1典型共发射极放大电路的分析一、基本共射放大电路的组成任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.1典型共发射极任务2助听器电路各级分析与仿真（1）三极管VT（2）集电极直流电源UCC（3）基极直流电源UBB（4）集电极负载电阻RC任务2助听器电路各级分析与仿真（1）三极管VT（2）集电任务2助听器电路各级分析与仿真（5）基极偏置电阻RB①

向三极管的基极提供合适的偏置电流。②

使发射结获得必须的正向偏置电压。（6）耦合电容C1和C2（7）负载电阻RL任务2助听器电路各级分析与仿真（5）基极偏置电阻RB（6任务2助听器电路各级分析与仿真二、静态分析分析目的：求解静态工作点Q，即IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。分析手段：采用直流通路求得IBQ，然后利用直流通路估算或用图解法求得ICQ、UCEQ。任务2助听器电路各级分析与仿真二、静态分析分析目的：求解任务2助听器电路各级分析与仿真①估算法②图解法任务2助听器电路各级分析与仿真①估算法②图解法任务2助听器电路各级分析与仿真三、动态分析1.电路空载情况任务2助听器电路各级分析与仿真三、动态分析1.电路空载任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真在小信号工作条件下，信号在Q点附近的曲线ΔiB范围内变化时，三极管的输入特性曲线可视为直线段。因此，iB将在IBQ的基础上按正弦规律变化，即如果输出特性曲线在工作范围内的间隔是均匀的，则iC和uCE将分别在ICQ和UCEQ的基础上按正弦规律变化，即iC=ICQ+Icmsinwt任务2助听器电路各级分析与仿真在小信号工作条件下，信号在任务2助听器电路各级分析与仿真2.电路带负载情况任务2助听器电路各级分析与仿真2.电路带负载情况任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真四、微变等效电路分析法任务2助听器电路各级分析与仿真四、微变等效电路分析法任务2助听器电路各级分析与仿真三极管微变等效电路等效方法：①

由于Q点附近小范围内的输入特性曲线近似为直线②

由于三极管的电流控制作用，从输出端C、E间看三极管是一个受控电流源任务2助听器电路各级分析与仿真三极管微变等效电路等效方法任务2助听器电路各级分析与仿真利用微变等效电路可完成放大电路各项技术指标的计算。①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻任务2助听器电路各级分析与仿真利用微变等效电路可完成放大任务2助听器电路各级分析与仿真计算输出电阻的电路任务2助听器电路各级分析与仿真计算输出电阻的电路任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.2典型共集电极放大电路的分析任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.2典型共集电极任务2助听器电路各级分析与仿真一、静态分析其中NPN硅管的UBEQ默认为0.7V，三极管一旦选定，则电流放大倍数b也就确定，设b=50，代入数据得IBQ=39mAIEQ=(1+b)IBQ=1.989mAUCEQ=VCC-(1+b)IBQR7=12-6.5637=5.4363V任务2助听器电路各级分析与仿真一、静态分析其中NPN硅管任务2助听器电路各级分析与仿真二、动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真二、动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.输入电阻3.输出电阻1.电压放大倍数任务2助听器电路各级分析与仿真2.输入电阻3.输出电任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.3放大电路中的反馈一、反馈的基本概念1.反馈的定义2.反馈电路框图任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.3放大电路中的任务2助听器电路各级分析与仿真计算得负反馈放大电路的闭环放大倍数任务2助听器电路各级分析与仿真计算得负反馈放大电路的闭环任务2助听器电路各级分析与仿真二、反馈类型1.电压反馈与电流反馈2.串联反馈与并联反馈3.正反馈与负反馈任务2助听器电路各级分析与仿真二、反馈类型1.电压反馈任务2助听器电路各级分析与仿真三、反馈组态任务2助听器电路各级分析与仿真三、反馈组态任务2助听器电路各级分析与仿真四、负反馈对放大电路性能的影响1.降低了电路的放大倍数2.提高了放大倍数的稳定性3.拓展了频带宽度4.改变输入电阻和输出电阻5.减小非线性失真任务2助听器电路各级分析与仿真四、负反馈对放大电路性能的任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输入电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输入电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输出电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输出电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈改善放大电路非线性失真示意图任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈改善放大电路非线性任务2助听器电路各级分析与仿真五、负反馈电路的自激振荡及消除为了避免自激的产生，常对负反馈电路采取以下一些措施加以防范。①尽可能采用单级或两级负反馈。②在不得不采用三级以上的负反馈时，应尽可能使各级电路的设计参数不一致。③适当减小反馈系数或降低反馈深度，对于深度负反馈，则应在适当部位设置电容（或电阻、电容组合）进行相位补偿，这可在一定范围内消除自激振荡。任务2助听器电路各级分析与仿真五、负反馈电路的自激振荡及任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.4助听器各级电路分析任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.4助听器各级电任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态工作点的计算2.输入电阻Ri1的计算3.输出电阻Ro1的计算4.电压放大倍数：射极跟随器的电压放大倍数约等于1。任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态工作点的计算2.任务2助听器电路各级分析与仿真二、采用分压式偏置的第二级放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真二、采用分压式偏置的第二级任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析用估算法可以进一步求出其他几个静态值。任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析用估算法可以任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析这里可以套用基本共射极放大电路的结论，代入数据计算如下：任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析这里可以套用任务2助听器电路各级分析与仿真三、带电压反馈的共射极放大级VT3任务2助听器电路各级分析与仿真三、带电压反馈的共射极放大任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析UCEQ=VCC-(b+1)RIBQ

这种偏置方式还可以通过一定的反馈过程来稳定工作点。稳定过程可以表述为T(℃)↑→ICQ↑→UCEQ↓→UBEQ,IBQ↓→ICQ↓任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析UCEQ=V任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真可以看出RP属于分压式接入方式，则关系式为任务2助听器电路各级分析与仿真可以看出RP属于分压式接入任务2助听器电路各级分析与仿真四、带电流反馈的共射极输出放大级任务2助听器电路各级分析与仿真四、带电流反馈的共射极输出任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析则电压放大倍数输入电阻的分析方法如下：任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析则电压放大倍任务2助听器电路各级分析与仿真五、助听器电路的总增益对于助听器电路，各级放大电路的电压放大倍数计算公式已推出，现在代入数据即可将几个电压放大倍数算出。因此，电路的总电压放大倍数为：任务2助听器电路各级分析与仿真五、助听器电路的总增益对于任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.5典型放大电路的调试与测试仿真实例：典型分压式共射极放大电路调试与测试，电路如图任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.5典型放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真仿真步骤：1.绘制电路任务2助听器电路各级分析与仿真仿真步骤：1.绘制电路任务2助听器电路各级分析与仿真2.调整Rp1，观察波形失真（a）饱和失真（b）最佳放大状态（c）截止失真任务2助听器电路各级分析与仿真2.调整Rp1，观察波形任务2助听器电路各级分析与仿真3.测量静态工作点，分析失真原因Rp1波形UB(V)UCE(V)IB(mA)IC(mA)0%底部失真1.5450.0627679013%无失真1.2661.3246.90460670%顶部失真0.5224.9450.5269.770任务2助听器电路各级分析与仿真3.测量静态工作点，分析任务2助听器电路各级分析与仿真放大电路失真的图解分析任务2助听器电路各级分析与仿真放大电路失真的图解分析任务2助听器电路各级分析与仿真4.观察集电极负载电阻R3对波形的影响（a）R3=5.1kW（b）R3=2kW

（c）R3=10kW任务2助听器电路各级分析与仿真4.观察集电极负载电阻R任务2助听器电路各级分析与仿真集电极负载电阻引起工作点的变化任务2助听器电路各级分析与仿真集电极负载电阻引起工作点的任务2助听器电路各级分析与仿真5.观察发射极电阻对工作点的影响发射极电阻同时位于输入输出回路中，为电路带来了反馈，由于C3的旁路作用，R5只有直流反馈作用，而R4虽兼有交直流反馈作用，但由于其值远小于R5，所以主要考虑它的交流负反馈作用。IC（mA）R3=5.1kW时输出交流电压幅度（mV）IC相对变化率R3=5.1kWR3=4kWR3=3kWR5=2kW0.3320.3330.3346870.60%R5=1kW0.6070.6120.6169151.48%R5=500W0.7880.9571.072已失真12.01%任务2助听器电路各级分析与仿真5.观察发射极电阻对工作任务2助听器电路各级分析与仿真6.交流电压放大倍数的测量输出电压幅度UOM（mV）电压放大倍数AuRL=∞935-47RL=10kW655-33RL=1kW176-8.8任务2助听器电路各级分析与仿真6.交流电压放大倍数的测任务2助听器电路各级分析与仿真此外，可以测试交流反馈电阻对放大倍数的影响。保持输出端开路（也可以接上一定负载测量），改变交流反馈电阻R4的值，观察记录输出电压的变化，填入表输出电压幅度UOM（V）电压放大倍数AuR4=40W1.04-52R4=51W0.935-47R4=60W0.865-43任务2助听器电路各级分析与仿真此外，可以测试交流反馈电阻任务2助听器电路各级分析与仿真知识拓展4——共基极放大电路1.静态工作点的估算任务2助听器电路各级分析与仿真知识拓展4——共基极放大电任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真（1）电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻任务2助听器电路各级分析与仿真（1）电压放大倍数（2）输任务2助听器电路各级分析与仿真知识拓展5——场效应管放大电路一、结型场效应管1.外形与分类任务2助听器电路各级分析与仿真知识拓展5——场效应管放大任务2助听器电路各级分析与仿真2.结构在一块半导体（如图3-2-34（b）的N型）两侧做出两个高掺杂的区域（如P区），从而形成了两个PN结。两个PN结中间的区域称为导电沟道，在沟道两端分别引出的两个电极称为源极（S）和漏极（D），两侧掺杂区相接后引出的电极称为栅极（G）。由于沟道结构对称，因此漏极和源极可以互换使用。具有N沟道的结型场效应管称为N沟道结型场效应管。图中电路符号的箭头方向是由P指向N。具有P沟道的结型场效应管称为P沟道结型场效应管。图中电路符号的箭头方向是由N指向P。任务2助听器电路各级分析与仿真2.结构在一块半导体（如任务2助听器电路各级分析与仿真3.工作原理图中在栅极和源极加入一个反向偏置电源UGS保证栅源极之间高输入阻抗，而在漏源极之间加入正向偏置电源UDS保证自由电子在足够宽度的沟道中持续从源极流向漏极，从而形成漏极电流ID。任务2助听器电路各级分析与仿真3.工作原理图中在栅极和任务2助听器电路各级分析与仿真4.特性曲线任务2助听器电路各级分析与仿真4.特性曲线任务2助听器电路各级分析与仿真（1）输出特性①可变电阻区②恒流区③夹断区④击穿区（2）输入转移特性任务2助听器电路各级分析与仿真（1）输出特性①可变电阻任务2助听器电路各级分析与仿真二、绝缘栅型场效应管1.结构与符号任务2助听器电路各级分析与仿真二、绝缘栅型场效应管1.任务2助听器电路各级分析与仿真2.工作原理任务2助听器电路各级分析与仿真2.工作原理任务2助听器电路各级分析与仿真三、场效应管的主要参数1.夹断电压UP2.开启电压UT3.饱和漏电流IDSS4.低频跨导gm5.直流输入电阻RGS6.栅源击穿电压U（BR）GS任务2助听器电路各级分析与仿真三、场效应管的主要参数1.任务2助听器电路各级分析与仿真四、场效应管放大电路1.自给偏压方式共源放大电路静态时任务2助听器电路各级分析与仿真四、场效应管放大电路1.任务2助听器电路各级分析与仿真动态时任务2助听器电路各级分析与仿真动态时任务2助听器电路各级分析与仿真2.分压式偏置共源极放大电路再由UDS=VDD-ID(Rd+Rs)可求得UDS值。任务2助听器电路各级分析与仿真2.分压式偏置共源极放大任务2助听器电路各级分析与仿真五、场效应管特点小结1.场效应管是电压控制电流器件，由UGS控制ID，放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差。2.场效应管栅极输入电流几乎为0，输入电阻很高，适合用于多级放大的输入级。3.场效应管只有多子参与导电，通常称为单极性器件，而三极管有多子和少子两种载流子参与导电，所以也称为双极性半导体。这也是场效应管比三极管的温度稳定性好，抗辐射能力强的原因，在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。4.场效应管在源极未与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用。任务2助听器电路各级分析与仿真五、场效应管特点小结1.项目三助听器电路的分析与仿真项目三助听器电路的分析与仿真任务1助听器电路总体分析学习目标1.了解助听器电路的组成，熟悉多级放大电路耦合方式。2.熟悉放大电路的基本常识和主要性能指标含义。3.能根据放大电路绘制电路方框图，会进行电路分解。4.能判断放大电路三种组态。任务1助听器电路总体分析学习目标1.了解助听器电路的组任务1助听器电路总体分析工作任务1.分析图3-1-1所示助听器电路各级放大电路中三极管的组态。2.分析图3-1-1所示助听器电路中级与级间的耦合方式。3.分解图3-1-1所示助听器电路，绘制电路原理框图。4.通过仿真实例观察典型放大电路的输入输出波形。5.按照仿真实例步骤进行放大电路性能指标的测量。6.分析仿真实例中提出思考的问题。

任务1助听器电路总体分析工作任务1.分析图3-1-1所任务1助听器电路总体分析3.1.1放大电路的概念与一般结构一、放大电路的一般概念放大电路是电子电路中一类非常重要的电路，它用来对信号的电压、电流或功率进行放大，使得信号的幅度或功率足够大且与原来信号的变化规律一致。序号物

理

量符

号备

注1纯交流量的瞬时值ib

ube物理量小写，下标小写2纯直流量IB

UBE物理量大写，下标大写3含直流成分的交流量的瞬时值iB

uBE物理量小写，下标大写4交流量的有效值Ib

Ube物理量大写，下标小写5交流量的相量表示法有效值上方加点任务1助听器电路总体分析3.1.1放大电路的概念与一任务1助听器电路总体分析助听器电路中直流源的习惯画法任务1助听器电路总体分析助听器电路中直流源的习惯画法任务1助听器电路总体分析二、放大电路模型与主要性能参数若把放大电路视为一个整体，它可以用图3-1-3中方框内的部分来表示。方框左边只有两根端线用来接收输入信号，右边同样也只有两根端线用来向负载输出信号，通常称这种电路结构为四端网络，也称二端口网络任务1助听器电路总体分析二、放大电路模型与主要性能参数若任务1助听器电路总体分析1.输入电阻Ri2.输出电阻Ro3.放大倍数Av任务1助听器电路总体分析1.输入电阻Ri2.输出电阻任务1助听器电路总体分析三、三极管放大电路的三种组态作为放大电路核心的三极管，它的三个电极总有一个电极处于放大电路的输入端，也总有一个电极处于放大电路的输出端，第三个电极作为公共端为输入输出回路共用。任务1助听器电路总体分析三、三极管放大电路的三种组态作为任务1助听器电路总体分析四、多级放大电路与级间耦合方式任务1助听器电路总体分析四、多级放大电路与级间耦合方式任务1助听器电路总体分析多级放大电路结构框图任务1助听器电路总体分析多级放大电路结构框图任务1助听器电路总体分析分析实例：对图3-1-5所示放大电路进行整体结构分析。任务1助听器电路总体分析分析实例：对图3-1-5所示放大任务1助听器电路总体分析分析过程：①从输入端到输出端找出信号经过各三极管的主要传输路径任务1助听器电路总体分析分析过程：①从输入端到输出端找任务1助听器电路总体分析③分析级与级之间的耦合方式。④放大电路的分解。任务1助听器电路总体分析③分析级与级之间的耦合方式。④任务1助听器电路总体分析⑤总结与框图任务1助听器电路总体分析⑤总结与框图任务1助听器电路总体分析3.1.2放大电路的波形观察与主要性能指标的测试仿真实例：对典型放大电路进行仿真观察和测试仿真步骤：①绘制电路任务1助听器电路总体分析3.1.2放大电路的波形观察任务1助听器电路总体分析②波形观察：任务1助听器电路总体分析②波形观察：任务1助听器电路总体分析③主要性能指标测试：电压放大倍数测量，，电压测量值（mV）电压放大倍数说明UAmUBmUCm带负载不带负载断开C2的一端测量断开R8的一端测量任务1助听器电路总体分析③主要性能指标测试：电压放大倍任务1助听器电路总体分析输入电阻的测量任务1助听器电路总体分析输入电阻的测量任务1助听器电路总体分析输出电阻的测量取一只电压表与R8并联，测得Uo=_____________：断开R8的一端，由电压表测得UoL=_____________：计算得Ro=_____________。思考：若要测试第一级电路的输出电阻和第二级电路的输入电阻，测试电路该如何设计？④观察Rp1和Rp2的作用按图3-1-12连接电路，调节两个电位器Rp1和Rp2，观察示波器，研究它们对电路波形和输出电压幅度的影响。

任务1助听器电路总体分析输出电阻的测量取一只电压表与R8任务1助听器电路总体分析知识拓展3——双踪示波器的使用一、荧光屏与刻度荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0%，10%，90%，100%等标志，水平方向标有10%，90%标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数（V/div，TIME/div）能得出电压值与时间值。任务1助听器电路总体分析知识拓展3——双踪示波器的使用一任务1助听器电路总体分析二、示波管和电源系统1.电源（Power）示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。2.辉度（Intensity）旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。一般不应太亮，以保护荧光屏。3.聚焦（Focus）聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。任务1助听器电路总体分析二、示波管和电源系统1.电源任务1助听器电路总体分析三、垂直偏转因数和水平偏转因数1.垂直偏转因数选择（VOLTS/div）和微调双踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择挡位开关。垂直偏转因数的单位是V/cm，mV/cm或者V/div，mV/div。它指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。2.时基选择（Time/div）和微调时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个挡位开关实现，挡位开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。任务1助听器电路总体分析三、垂直偏转因数和水平偏转因数1任务1助听器电路总体分析四、位移旋钮示波器前面板上的位移（Position）旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮（标有水平双向箭头）可左右移动信号波形，旋转垂直位移旋钮（标有垂直双向箭头）可上下移动信号波形。任务1助听器电路总体分析四、位移旋钮示波器前面板上的位移任务1助听器电路总体分析五、输入通道和输入耦合选择1.输入通道选择示波器输入通道至少有三种选择方式：通道1（CH1）、通道2（CH2）、双通道（Dual）。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。2.输入耦合方式输入耦合方式有三种选择：交流（AC）、地（GND）、直耦（DC）。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。任务1助听器电路总体分析五、输入通道和输入耦合选择1.任务1助听器电路总体分析六、触发1.触发源（Source）选择要使屏幕上显示稳定的波形，则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源：内触发（INT）、电源触发（LINE）、外触发（EXT）。2.触发电平（Level）和触发极性（Slope）触发电平调节又叫同步调节，它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时，扫描即被触发。任务1助听器电路总体分析六、触发1.触发源（Sourc任务2助听器电路各级分析与仿真学习目标1.熟悉放大电路的一般分析方法。2.了解放大电路中的反馈现象，了解反馈在电路中的作用，会区分反馈类型。3.具备分析和测试放大电路的直流静态工作点和交流放大特性的能力。4.具备发现和排除放大电路中简单故障的能力。任务2助听器电路各级分析与仿真学习目标1.熟悉放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真工作任务1.利用工程近似法计算典型放大电路的静态工作点；2.已知3BX31为锗管，设其b值为50，利用微变等效法计算助听器电路各级性能指标；3.计算助听器电路总电压增益范围的具体数值；4.判断助听器仿真电路输出波形是否失真，若有失真，指出消除失真的方法；5.使用常见电子仪器仪表对助听器各级电路进行仿真测试；6.指出助听器电路中所有反馈支路，说明其作用；7.用万用表、示波器等常用仪器仪表完成一种典型放大电路的调试与测试。任务2助听器电路各级分析与仿真工作任务1.利用工程近似任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.1典型共发射极放大电路的分析一、基本共射放大电路的组成任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.1典型共发射极任务2助听器电路各级分析与仿真（1）三极管VT（2）集电极直流电源UCC（3）基极直流电源UBB（4）集电极负载电阻RC任务2助听器电路各级分析与仿真（1）三极管VT（2）集电任务2助听器电路各级分析与仿真（5）基极偏置电阻RB①

向三极管的基极提供合适的偏置电流。②

使发射结获得必须的正向偏置电压。（6）耦合电容C1和C2（7）负载电阻RL任务2助听器电路各级分析与仿真（5）基极偏置电阻RB（6任务2助听器电路各级分析与仿真二、静态分析分析目的：求解静态工作点Q，即IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。分析手段：采用直流通路求得IBQ，然后利用直流通路估算或用图解法求得ICQ、UCEQ。任务2助听器电路各级分析与仿真二、静态分析分析目的：求解任务2助听器电路各级分析与仿真①估算法②图解法任务2助听器电路各级分析与仿真①估算法②图解法任务2助听器电路各级分析与仿真三、动态分析1.电路空载情况任务2助听器电路各级分析与仿真三、动态分析1.电路空载任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真在小信号工作条件下，信号在Q点附近的曲线ΔiB范围内变化时，三极管的输入特性曲线可视为直线段。因此，iB将在IBQ的基础上按正弦规律变化，即如果输出特性曲线在工作范围内的间隔是均匀的，则iC和uCE将分别在ICQ和UCEQ的基础上按正弦规律变化，即iC=ICQ+Icmsinwt任务2助听器电路各级分析与仿真在小信号工作条件下，信号在任务2助听器电路各级分析与仿真2.电路带负载情况任务2助听器电路各级分析与仿真2.电路带负载情况任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真四、微变等效电路分析法任务2助听器电路各级分析与仿真四、微变等效电路分析法任务2助听器电路各级分析与仿真三极管微变等效电路等效方法：①

由于Q点附近小范围内的输入特性曲线近似为直线②

由于三极管的电流控制作用，从输出端C、E间看三极管是一个受控电流源任务2助听器电路各级分析与仿真三极管微变等效电路等效方法任务2助听器电路各级分析与仿真利用微变等效电路可完成放大电路各项技术指标的计算。①电压放大倍数②输入电阻③输出电阻任务2助听器电路各级分析与仿真利用微变等效电路可完成放大任务2助听器电路各级分析与仿真计算输出电阻的电路任务2助听器电路各级分析与仿真计算输出电阻的电路任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.2典型共集电极放大电路的分析任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.2典型共集电极任务2助听器电路各级分析与仿真一、静态分析其中NPN硅管的UBEQ默认为0.7V，三极管一旦选定，则电流放大倍数b也就确定，设b=50，代入数据得IBQ=39mAIEQ=(1+b)IBQ=1.989mAUCEQ=VCC-(1+b)IBQR7=12-6.5637=5.4363V任务2助听器电路各级分析与仿真一、静态分析其中NPN硅管任务2助听器电路各级分析与仿真二、动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真二、动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.输入电阻3.输出电阻1.电压放大倍数任务2助听器电路各级分析与仿真2.输入电阻3.输出电任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.3放大电路中的反馈一、反馈的基本概念1.反馈的定义2.反馈电路框图任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.3放大电路中的任务2助听器电路各级分析与仿真计算得负反馈放大电路的闭环放大倍数任务2助听器电路各级分析与仿真计算得负反馈放大电路的闭环任务2助听器电路各级分析与仿真二、反馈类型1.电压反馈与电流反馈2.串联反馈与并联反馈3.正反馈与负反馈任务2助听器电路各级分析与仿真二、反馈类型1.电压反馈任务2助听器电路各级分析与仿真三、反馈组态任务2助听器电路各级分析与仿真三、反馈组态任务2助听器电路各级分析与仿真四、负反馈对放大电路性能的影响1.降低了电路的放大倍数2.提高了放大倍数的稳定性3.拓展了频带宽度4.改变输入电阻和输出电阻5.减小非线性失真任务2助听器电路各级分析与仿真四、负反馈对放大电路性能的任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输入电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输入电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输出电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈对输出电阻的影响任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈改善放大电路非线性失真示意图任务2助听器电路各级分析与仿真负反馈改善放大电路非线性任务2助听器电路各级分析与仿真五、负反馈电路的自激振荡及消除为了避免自激的产生，常对负反馈电路采取以下一些措施加以防范。①尽可能采用单级或两级负反馈。②在不得不采用三级以上的负反馈时，应尽可能使各级电路的设计参数不一致。③适当减小反馈系数或降低反馈深度，对于深度负反馈，则应在适当部位设置电容（或电阻、电容组合）进行相位补偿，这可在一定范围内消除自激振荡。任务2助听器电路各级分析与仿真五、负反馈电路的自激振荡及任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.4助听器各级电路分析任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.4助听器各级电任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态工作点的计算2.输入电阻Ri1的计算3.输出电阻Ro1的计算4.电压放大倍数：射极跟随器的电压放大倍数约等于1。任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态工作点的计算2.任务2助听器电路各级分析与仿真二、采用分压式偏置的第二级放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真二、采用分压式偏置的第二级任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析用估算法可以进一步求出其他几个静态值。任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析用估算法可以任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析这里可以套用基本共射极放大电路的结论，代入数据计算如下：任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析这里可以套用任务2助听器电路各级分析与仿真三、带电压反馈的共射极放大级VT3任务2助听器电路各级分析与仿真三、带电压反馈的共射极放大任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析UCEQ=VCC-(b+1)RIBQ

这种偏置方式还可以通过一定的反馈过程来稳定工作点。稳定过程可以表述为T(℃)↑→ICQ↑→UCEQ↓→UBEQ,IBQ↓→ICQ↓任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析UCEQ=V任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真任务2助听器电路各级分析与仿真可以看出RP属于分压式接入方式，则关系式为任务2助听器电路各级分析与仿真可以看出RP属于分压式接入任务2助听器电路各级分析与仿真四、带电流反馈的共射极输出放大级任务2助听器电路各级分析与仿真四、带电流反馈的共射极输出任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析任务2助听器电路各级分析与仿真1.静态分析任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析则电压放大倍数输入电阻的分析方法如下：任务2助听器电路各级分析与仿真2.动态分析则电压放大倍任务2助听器电路各级分析与仿真五、助听器电路的总增益对于助听器电路，各级放大电路的电压放大倍数计算公式已推出，现在代入数据即可将几个电压放大倍数算出。因此，电路的总电压放大倍数为：任务2助听器电路各级分析与仿真五、助听器电路的总增益对于任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.5典型放大电路的调试与测试仿真实例：典型分压式共射极放大电路调试与测试，电路如图任务2助听器电路各级分析与仿真3.2.5典型放大电路任务2助听器电路各级分析与仿真仿真步骤：1.绘制电路任务2助听器电路各级分析与仿真仿真步骤：1.绘制电路任务2助听器电路各级分析与仿真2.调整Rp1，观察波形失真（a）饱和失真（b）最佳放大状态（c）截止失真任务2助听器电路各级分析与仿真2.调整Rp1，观察波形任务2助听器电路各级分析与仿真3.测量静态工作点，分析失真原因Rp1波形UB(V)UCE(V)IB(mA)IC(mA)0%底部失真1.5450.0627679013%无失真1.2661.3246.90460670%顶部失真0.5224.9450.5269.770任务2助听器电路各级分析与仿真3.测量静态工作点，分析任务2助听器电路各级分析与仿真放大电路失真的图解分析任务2助听器电路各级分析与仿真放大电路失真的图解分析任务2助听器电路各级分析与仿真4.观察集电极负载电阻R3对波形的影响（a）R3=5.1kW（b）R3=2kW

（c）R3=10kW任务2助听器电路各级分析与仿真4.观察集电极负载电阻R任务2助听器电路各级分析与仿真集电极负载电阻引起工作点的变化任务2助听器电路各级分析与仿真集电极负载电阻引起工作点的任务2助听器电路各级分析与仿真5.观察发射极电阻对工作点的影响发射极电阻同时位于输入输出回路中，为电路带来了反馈，由于C3的旁路作用，R5只有直流反馈作用，而R4虽兼有交直流反馈作用，但由于其值远小于R5，所以主要考虑它的交流负反馈作用。IC（mA）R3=5.1kW时输出交流电压幅度（mV）IC相对变化率R3=5.1kWR3=4kWR3=3kWR5=2kW0.3320.3330.3346870.60%R5