模拟电子技术基础-1绪论

1—电子教案V1.1模拟电子技术

（第五版）2课程概况教材：康华光主编：电子技术基础，模拟部分（第五版），高等教育出版社，2006华成英、童诗白主编：模拟电子技术基础，第四版，高等教育出版社北京，2006陈大钦主编：模拟电子技术基础，华中理工大学版社，2000首选参考：学时：56学时先修课程：电路理论，高等数学，大学物理学分：3.5学分TN01、TN710类其它模拟电子技术参考资料3教学安排作业：双数习题，讲到哪里做到哪里，周四交，单数习题考试复习考核方式：笔试闭卷–

成绩构成：考试80%左右，平时20%左右答疑：预约时间地点、课后、邮件、电话实验：另有安排全校统考提示：平时成绩不管对错做题就记分，没做扣分，千万别抄别人的题解。联系电话mail：138086@126.com课件下载：mndzjs2008@126.com

密码：mndzjs20084电子技术是现代化的重中之重的技术《模拟电子技术基础》是电子类专业主干课程。课程的任务：获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养分析问题和解决问题的能力。通过本课程的学习后：具备应用电子技术的基本能力，为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。教学目的5本课核心：电子放大器非线性：电子放大器是一种非线性元件，需要用非线性分析方法（图解法、微变等效近似）工程性：在足够精确的情况下，为了计算方便，使用近似来化简微观性：深入到原子电子级分析问题该课特点6复杂性：受多因素影响，非线性器件在线性电路中工作分析麻烦，工程近似不宜掌握，温度影响参数宜变，参数分散。。。。实践性：很强，需要很好的实践，不用很难学好。动手性强。基础性：后续电子类课程的基础，考研的课程之一。该课特点（续）7多概念：多组态：多公式：多图：多曲线多参数：多习题：多资料：该课特点（续）8学习方法兴趣是最好的老师，有兴趣才能进入学习状态深刻理解和牢记基本概念、基本公式和基本方法。多做习题。认真做实验。用“基本”抓规律推导扩展内容。要能进入状态94

双极结型三极管及放大电路基础（15）2

运算放大器（3）1

绪论（2）3

二极管及其基本电路（4）5场效应管放大电路（4）6

模拟集成电路（6）7

反馈放大电路（8）8

功率放大电路（3）9信号处理与信号产生电路（7）10

直流稳压电源（4）模拟电子技术基础101绪论主要内容：信号及其频谱的基本概念放大电路、放大电路模型、放大电路的主要性能指标基本要求：了解信号的描述及分类方法熟悉放大电路模型和放大电路主要性能指标111绪论电子技术：近年来最伟大的创新-使我们的生活大大改观俗语：“我们生活在电子时代”当今世界最重要的研究领域当今世界应用最广泛的技术：通信、娱乐、家用电器、数码产品计算机、自动控制、仪表电力军事。。。。。。。121绪论模拟信号？信号在时间和数值上都是连续变化的信号称为模拟信号电子技术指在电路中包括采用半导体器件处理电信号包括用半导体器件处理在时间和数值上都是连续变化的信号的电信号处理技术模拟电子技术（AnalogElectronics）131绪论电子技术模拟电子技术数字电子技术-半导体技术-微电子技术又称：-电力电子技术相关：模拟电子技术是电子技术的基础141绪论电子系统：电子技术应用：模拟处理模拟信号需要的信号处理方式：放大、滤波、变换。。。。。。电子技术：研究这些处理方式要很好的放大-高保真、稳定。。。。。负载151绪论电子系统构成：模拟信号，（模拟处理），模拟输出模拟信号，（数字处理），模拟输出模拟信号，（数字处理），数字输出161.1信号1.2信号的频谱

1绪论1.3模拟信号和数字信号

1.4放大电路模型

1.5放大电路的主要性能指标

1.6电子系统

17

1.1.1信号：1.1信号信号是信息的载体声音信号可以传达语言、音乐或其他信息图像信号可以传达人类视觉系统能够接受的图像信息气温、气压、风速等信号可以反映天气信息。上述声音信号、图像信号和温度信号均无法直接传递给电子系统需要先用传感器把它们转换为电信号，然后送到电子系统中去进一步处理。何为传感器？对电子技术而言：将物理量转换为电子量的器件181.1.1信号本书的信号特指物理量能转换成电子量变化的信号电子量是信号的载体，反映物理量变化电子量的大小与物理量相关变化电子技术的主要任务就是按需要处理信号电子流。信号的本质191.1.1信号电信号就是随时间变化的电压或电流，其变化代表一定的信息。

信号的本质20一般，信号源主要是传感器，可用电压源或电流源等效表达电子系统RS+-VS电压源等效电路电流源等效电路电子系统RSIS戴维宁诺顿1.1.2

信号的表达转换21问题？何为电压源？何为电流源？能互相等效转换，能否说明就是一种电路？有啥区别?信号源电阻RS远小于电子系统输入电阻Ri时，使用电压源形式更为有利

突出问题的主要方面22

1.2

信号的频谱信号的种类直流变化的周期变化的非周期变化的能用正弦信号集合表达231.正弦信号时域频域

1.2

信号的频谱频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。242.方波信号

1.2

信号的频谱B.方波信号时域频域

满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数(周期内分段光滑）——直流分量其中——基波分量——三次谐波分量25放大器的带宽也可用方波来估计？放大器的带宽可用扫频仪来测量放大器的带宽的测量根据信号的频谱分布，可以决定用那些有效部分来还原原信号26

1.2

信号的频谱3.非周期信号傅里叶变换：

通过快速傅里叶变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。

非周期信号包含了所有可能的频率成分离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号频域时域27

1.2

信号的频谱信号的表示时域：频域：表示直观，特性分析不直观表示不直观，特性分析直观电子电路分析用到的信号：直流正弦（阶跃，脉冲）变化的静态性能动态性能通入信号：观察分析电子系统的性能28

1.3

模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。end291.3

模拟信号和数字信号在信号分析中，按时间和幅值的连续性和离散性把信号分为4类：（1）时间连续、数值连续信号；（2）时间离散、数值连续信号；（3）时间连续、数值离散信号；（4）时间离散、数值离散信号。其中第（1）类即前面所述的模拟信号；第（4）类称为数字信号。301.3

模拟信号和数字信号计算机技术的发展和应用的普及绝大多数电子系统都引入了计算机或微处理器来对信号进行处理。微处理机是数字电路系统，只能处理数字信号，无法直接处理模拟信号需要将模拟信号转换为数字信号。311.3

模拟信号和数字信号将模拟信号转换为数字信号对模拟信号取样对取样信号的数字化转换-量化对数字量编码-321.3

模拟信号和数字信号编码取样量化331.3

模拟信号和数字信号1.3.1根据信号的连续性和离散性分析，气温属于四类信号中的哪一类？水银温度计显示的温度值属于哪一类信号？气象观测员定时从水银温度计读出的温度值属于哪一类信号？34模拟信号放大是模拟电子技术的核心自然界物理量影响电子流变化通常是很微弱的，并且掺杂有许多噪声要将这些信息提取出来使用，必须放大1.4放大电路模型

例子：对手机讲话，语音变成电子流变化，弱温度使电阻变化，阻挡电子流的能力变化，弱生物电流更弱。。。。。35

1.4.1

放大器的组成组成：放大器本体输入端口输出端口电源（参考点）电源中点作为参考点，不是地36

1.4.2

模拟信号的放大模型主要参数：一个双端口网络放大倍数输入电阻输出电阻中频增益37

1.4.2

模拟信号的放大模型信号源负载放大倍数=输出量输入量问题：放大的什么？38电压增益（电压放大倍数）电流增益（电流放大倍数）互阻增益（电流转电压）互导增益（电压转电流）

1.4.3

模拟信号的放大模型类型39

1.4.3

放大电路模型类型——负载开路时的电压增益1.电压放大模型——输入电阻——输出电阻由输出回路得则电压增益为40

1.4.3

放大电路模型类型1.电压放大模型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41

1.4.3

放大电路模型类型

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…？总结?：后级输入电阻要?大于前级输出电阻42电流放大模型

1.4.3放大电路模型类型

关心输出电流与输入电流的关系2.电流放大模型43——负载短路时的电流增益电流放大模型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源的衰减，则希望…？理想情况

1.4.3放大电路模型类型443.互阻放大模型（自学）4.互导放大模型（自学）

1.4.3放大电路模型类型45输入输出回路没有公共端-（变压器隔离、光电隔离）5.隔离放大电路模型（防止高压感应损坏电路）

1.4.3放大电路模型类型46电信号的实质是什么？物理量对电子量的作用。。。。放大的实质是什么？一个单位物理量引起的电子量变化的扩大放大的应用是什么？扩大电子量到能驱动动作机构反映变化，如：扬声器，模数转换。。。。。。

1.4.3放大电路模型类型47放大电路模型结论放大电路模型三个部分：信号源、放大器、负载放大电路模型三个要素：放大倍数、输入电阻、输出电阻信号源、负载可能有很多种，放大器必须适应，所以。。。对电压型信号源。。。输入电阻要大对电流形信号源。。。输入电阻要小对电压型输出。。。输出电阻要小对电流型输出。。。输出电阻要大481.4.1某放大电路输入信号为10pA时，输出为500mV，它的增益是多少？属于哪一类放大电路？491.4.2某电唱机拾音头内阻为1M，输出电压为1V（有效值），如果直接将它与10扬声器相接，扬声器上的电压为多少？如果在拾音头和扬声器之间接入一个放大电路，它的输入电阻Ri=1M，输出电阻Ro=10，电压增益为1，试求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最方便？提示：扬声器上的电压：用正比分压这时扬声器上的电压：两次均压0.25V该放大电路使用哪一类电路模型最方便？电压放大分压比为百万分之一，扬声器上仅获得1微伏电压。互阻放大50

1.5

放大电路的主要性能指标1.输入电阻输入电阻是从放大电路输入端口看进去的等效电阻输入电阻求法：加电压观电流输入电阻决定放大电路从信号源获取信号幅值的大小输入电阻等于放大电路输入端口输入电压与输入电流的比值求法2、纯电阻网络时直接看进去求输入电阻51

1.5

放大电路的主要性能指标2.输出电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻-阻抗输出电阻衡量放大器带负载的能力输出电阻是从放大电路输出端口看进去的等效电阻输出电阻决定放大电路供给负载的能量信号幅值的大小输出电阻求法1：加电压观电流求法2、纯电阻网络时直接看进去求输入电阻52

1.5

放大电路的主要性能指标2.输出电阻经典应用公式-要牢记---通过开路电压和某一负载电压及负载电阻值求输出电阻方法3：开路电压负载电压法开路电压带负载时的电压两式相除53uo测量开路电压vo=vso方法4、开路电压除以短路电流法。~rovso~rovsoio测量短路电流io=vso/Ro输出电阻：vo/io=vso/（vso/Ro

）=Ro

54

1.5

放大电路的主要性能指标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。放大倍数=输出量输入量输入量输出量单位输入量对应的输出量被放大信号的灵敏度被放大输入输出特性的斜率增大55

1.5

放大电路的主要性能指标3.增益其中四种增益常用分贝（dB）表示。当用对数坐标表达增益随频率变化的曲线时，可大大扩大增益变化的敏感视野计算多级放大电路的总增益时，可将乘法化为加法进行运算56dB讨论？“甲放大电路的增益为-20倍”

和“乙放大电路的增益为-20dB”，问哪个电路的增益大？3dB电压增益：1.41-3dB电压增益：0.7073dB功率增益：2-3dB功率增益：0.5A0.02.010201001000AdB-40-20-60620264060增益还是20倍方向相反0.1倍电压电流增益的特殊值：57

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽实际的放大电路中总是存在一些电抗性元件，如电容、电感、电子器件的极间电容以及接线电容与接线电感等。前述的放大电路模型是简单理想的模型因此，放大电路的输出和输入之间的关系必然和信号频率有关

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。用单频正弦波扫频放大电路得到放大电路的频率响应58

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽电压增益考虑频率时的表达式为：复数形式59

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽或写为其中频域上的幅值增益频域上的输入输出相位差两者综合表征频域上的复增益是增益的完全表示那我们前面的增益是什么？理想增益，与频率无关60

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标61

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）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高频区中频区低频区3dB频率点（半功率点）3dB频率点（半功率点）

直流放大电路的幅频响应与此有何区别？问题：该电路直流能否通过？No62直流放大电路的幅频响应63某些典型信号的频率范围64

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）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。基波二次谐波输入信号输出信号二次谐波基波增益相对二次谐波过大有变形基波二次谐波65

1.5

放大电路的主要性能指标4.频率响应及带宽（频域指标）B.频率失真（线性失真）相位失真：

对不同频率的信号相移不同，产生的失真。二次谐波有滞后基波二次谐波变形66

1.5

放大电路的主要性能指标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:endVO1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为正整数。高次谐波占基波的比重67

1.5

放大电路的主要性能指标6.失真与带宽end带宽是不是越宽越好？噪声成本681.5.1

某放大电路开路输出电压为V0‘，短路输出电流为Ios，试求其输出电阻Ro。1.5.2

试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为