模电课件08
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电子技术电路(模拟部分)康华光版课件 第八章
4 y= x π
PoM
VCC = 2RL
2
1.0 0.8 0.76 0.6
PV
y = x2
(2) V ( BR ) CEO ≥ 2V CC
Po
1 2 2 y= x + x 2 π
(3)
I CM >
VCC
RL
0.4 0.36 0.2 0.137 0.2 0.4 0.6
PT1
0.8
21 1.0 Vom /VCC
I av 1
1 = 2π
∫
π
0
V OM V OM sin ω td ( ω t ) = RL πR L
I av 2 = I av 1
V OM = πR L
VOM RL
ic1
ωt
17
§8.3乙类双电源互补对称功率放大电路 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.3.2 分析计算
两个电源提供的总功率为： 两个电源提供的总功率为：
8.3.2 分析计算
Vom sin ω t 1 π = ∫0 (VCC Vom sinωt ) RL d( ω t ) 2π
2
1 VCCVom Vom ( ) = RL 4 π
2 VCCVom Vom ( ) 两管管耗： 两管管耗： PT = 2 PT1 = RL π 4
2
4.效率η (efficiency) 效率 最高效率ηmax：
Ic ICM PCM
safe operating region
VCEM
vce
3
§8.1功率放大电路的一般问题 功率放大电路的一般问题
1.功放电路(power amplifiers)的特点 功放电路
（2）电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽 ）电源提供的能量应尽可能多地转换给负载， 量减少晶体管及线路上的损失。 量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路 的效率（ 的效率（η）。 PO η= × 100%
《模电课件大全》课件
THANKS
感谢观看
案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。
模电第八章PPT课件
用电压跟随器 隔离滤波电路 与负载电阻
无源滤波电路的电路特点：无源滤波电路的滤波参数 随负载变化；可以用于高电压输入、大电流负载的情况。
有源滤波电路的电路特点：有源滤波电路的滤波参数不 随负载变化，可放大；不能输出高电压大电流，只适用于信 号处理，输出电压受电源电压的限制，输入电压应保证集成 运放工作在线性区；频率响应受组成它的晶体管、集成运放 频率参数的限制。
电路产生自激振荡
二阶低通、高通滤波器，为防止自激，应使 Aup < 3， 即要求RF<2R1 。
可见高通滤波电路与低通滤波电路的对数幅频特性互为 “镜像”关系。
第八章 信号处理电路
8.1.4 带通滤波器(BPF)
只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信号阻断。
U i
20lgAu
O 20lgAu
UUR1R 1RFUoA Uuop
U i R U M U R U M (U o U M )jC 0
U MU R
jCU
A uU U o i 1(3A u)pjA R up C (j R)2 C 1(
Aup
f )2 j 1
f0
Q
f f0
其中
Aup
1 RF R1
1
f0 2RC
1 Q
带A 载 u pR R ： L R L
1 fp2 π (R ∥ R L )C
A uA u p ffp 1 j
fp
存在问题：1、电压放大倍数低，最大为1；2、带负载 能力差：负载变化，通带放大倍数和截止频率均变化。
解决办法：利用集成运放与 RC 电路组成有源滤波器。
有源滤波电路
第八章 信号处理电路
Auo
1
《模拟电子电路_模电_课件_清华大学_华成英_8_波形的发生和信号的转换》
1. LC并联网络的选频特性
理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性，且 阻抗无穷大。 1 谐振频率为 f 0 2 π LC 在损耗较小时，品质因数及谐振频率
1 L 1 Q ，f 0 R C 2 π LC
损耗
在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电 阻为多少？
华成英 hchya@
二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路
四、石英晶体正弦波振荡电路
华成英 hchya@
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
1. 正弦波振荡的条件
无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈，且振荡频率可控。
常合二为一
4、分析方法
1) 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否 可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
华成英 hchya@
相位条件的判断方法：瞬时极性法
Ui ( f f 0 )
为什么用分立元 件放大电路
C1是必要的吗？ 特点： 易振，波形较好；耦合不紧密， 损耗大，频率稳定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式 电路。 如何组成？
华成英 hchya@
3. 电感反馈式电路
Uf
华成英 hchya@
4、集成运放的非线性工作区
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
无源网络
理想运放工作在非线性区的特点： 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性，且 阻抗无穷大。 1 谐振频率为 f 0 2 π LC 在损耗较小时，品质因数及谐振频率
1 L 1 Q ，f 0 R C 2 π LC
损耗
在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电 阻为多少？
华成英 hchya@
二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路
四、石英晶体正弦波振荡电路
华成英 hchya@
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
1. 正弦波振荡的条件
无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈，且振荡频率可控。
常合二为一
4、分析方法
1) 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否 可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
华成英 hchya@
相位条件的判断方法：瞬时极性法
Ui ( f f 0 )
为什么用分立元 件放大电路
C1是必要的吗？ 特点： 易振，波形较好；耦合不紧密， 损耗大，频率稳定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式 电路。 如何组成？
华成英 hchya@
3. 电感反馈式电路
Uf
华成英 hchya@
4、集成运放的非线性工作区
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
无源网络
理想运放工作在非线性区的特点： 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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模拟电路基础教程PPT课件
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
《模拟电子技术基础教程》课件第八章
电容充电
电容放电
Tr +
D3
D1
+
～
u
D4
C
D2 –
+
uo=uC RL
–
图8.12 带负载桥式整流电容滤波电路结构图
在整流电路中，把一个大电容C并接在负载电阻两 端就构成了电容滤波电路，其电路（图8.12所示）和工 作波形（图8.13所示）如图所示。
u2
0
t
加入滤波电容 时的波形
uo
无滤波电容时
的波形
0
t
图8.13 带负载桥式整流电容滤波工作波形图
（2）电路工作原理
D导通时给C充电，D截止时C向RL放电。滤波后uo 的波形变得平缓，平均值提高。RL接入（且RLC较大） 时忽略整流电路内阻。
u2上升，u2大于电容上的电压uC，u2对电容充电， uo=uCu2；u2下降，u2小于电容上的电压。二极管承受反 向电压而截止，电容C通过RL放电，uC按指数规律下降
1.35 A
UDRM = 2U2 = 2 120V 169.7 V
桥式整流电路的优点是输出电压高，电压纹波小， 管子所承受的平均电流较小，同时由于电源变压器在正 、负半周内都有电流供给负载，电源变压器的利用率高 。因此，桥式整流电路在整流电路中有了较为广泛的运 用，缺点是二极管用得较多。 8.3 滤波电路
从前面的分析可知，无论何种整流电路，它们的输 出电压都含有较大的脉动成分。为了减少脉动，就需要 采取一定的措施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中 的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压 （或通过电感中的电流）不能突变的特性，滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑 输出电压波形的目的。
模拟电子技术基础课件(康华光)第八章
PO max
PE
= 25%
(RL=RE时)
电压放大器一般工作在甲类，其输出功率由功率三角形确 定。甲类放大的效率不高，理论上不超过50%。
乙类放大： 三极管180°导电。功率放大电路必须考虑效
率问题。静态电流是造成管耗的主要原因。为了降低静态时 的工作电流，三极管从甲类工作状态改为乙类工作状态。一 周期内只有半个周期iC＞0。没有输入信号时，信号输出功率 为零，电源供给的功率为零，管耗为零。信号增大，电源供 给的功率增大，输出功率增大。但输出出现了严重的失真。
8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
静态时，偏置电路使 VK＝VC≈VCC/2（电容C充电达 到稳态）。 当有信号vi时 负半周T1导通，有电流通过负 载RL，同时向C充电 正半周T2导通，则已充电的电 容C通过负载RL放电。 只要满足RLC >>T信，电容C就 可充当原来的－VCC。 计算Po、PT、PV和PTm的公式 必须加以修正，以VCC/2代替原 来公式中的VCC。
VD
8.4.3带自举电路的单电源功放
当Vi = 0,VD = VCC − IC3R3
则 VC 3 = V D − V A = V CC V CC − I C 3 R3 − 2
V CC = − I C 3 R3 2
若R3C3足够大，电容两端的电压将基本为常数，不随vi 而变化。 所以当有信号时： end
乙类ห้องสมุดไป่ตู้补功放电路的管耗
2
2VCCVom Vom PT = PV − Po = − πRL 2 RL
显然，管耗与输出幅度有关，图5.2.2中画阴影 线的部分即代表管耗，PT与Vom成非线性关系，有 一个最大值。可用PT对Vom求导的办法找出这个最 大 值 。 PTmax 发 生 在 Vom=0.64VCC 处 ， 将 Vom=0.64VCC代入PT表达式，可得PTmax为
精品课件-模拟电子技术-第8章
F U f Z2
1
Uo Z1 Z2 3 j(RC 1 )
RC
(8.2.1)
第 8 章 波形发生电路
令
0
1 RC
f0
，1 则 2πRC
代入上式， 得
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
幅频特性为
F
1
32 ( f f0 )2
f0 f
(8.2.2) (8.2.3)
第 8 章 波形发生电路
第 8 章 波形发生电路
8.2.1 RC串、
将电阻R1与电容C1串联、 电阻R2与电容C2并联所组成的 网络称为串并联选频网络， 如图8.2.2(a)所示。 一般情况下，
选取R1=R2 =R，C1 =C2 =C。 因为RC串并联选频网络在正弦波振 荡电路中既为选频网络， 又为正反馈网络， 所以其输入电压
第 8 章 波形发生电路 振荡电路起振后， 输出信号将随时间逐渐增大， 而这种增 大不是无限的， 由于电路中晶体管元件的非线性， 电压放大倍 数A将随振荡幅度的增大而自动减小， 最后达到AF =1， 使振荡电路稳定在一定振荡幅度上。 从AF>1自动变为AF=1的过 程， 就是振荡电路自激振荡的建立和稳定过程。
相频特性为
F
arctan 1 ( 3
f f0
f0 ) f
(8.2.4)
根据式(8.2.3) 、 式(8.2.4)画F出 的频率特性， 如图
8.2.3
Uf Uo
(a)U、f (b)所示。 也就是说， U当of=f0时，
一求个出频RC率串f并0，联选当频f=网f0络时的，频U率f 特与性U和o f0同。相。 通过计算可以
第 8 章 波形发生电路 图8.2.2 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路
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j A + j F = 2 np
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n是整数
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二.起振条件和稳幅原理
起振条件： | A F |1 （略大于）
结果：产生增幅振荡
模拟电子技术第八章
Xd
Xf
基本放大器 A
Xo
稳幅过程：
起振时， | A F |1 稳定振荡时， | A F |=1
反馈网络 F
稳幅措施：
= Uf = Z2 F U o Z1 + Z 2
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1.定性分析
（1）当信号的频率很低时。
1 >>R1 C1
1 C 2 >>R2
模拟电子技术第八章
+
+
C1
+
+
uo +
其低频等效电路为： |F|
R2
uf +
其频率特性为： 当ω=0时，
φF
0
uf=0，│F│=0
90° 0
j F=+90°
起振过程
1、被动稳幅：器件非线性 2、主动稳幅：在反馈网络中加入非线性稳幅环节，用以 调节放大电路的增益。
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模拟电子技术第八章
三.正弦波振荡器的一般组成
1.放大电路——实现能量控制。 2.正反馈网络——满足起振条件。 3.选频网络——只有一个频率满足振荡条件 ，从而获得单一频率的正弦波输出。 常用的选频网络有RC选频和LC选频 4.稳幅环节——使电路易于起振又能稳定振 荡，波形失真小。
起振条件：
AF=1，
R
A=3 Rf A = 1+ R1
1 F= 3
R
Rf
C
∞ － A + +
C
uo
uf
R1
Rf=2R1=210=20k
1 f0 = 2pRC
=1592 Hz
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能自动稳幅的振荡电路
半导体热敏电阻 (负温度系数）
模拟电子技术第八章
起振时Rt较大 使 A>3,易起振
当uo幅度自激增 长时， Rt减小， A减小。 当uo幅度达某一 值时，A→3
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= Uf = Z2 F U o Z1 + Z 2
模拟电子技术第八章
R2 1 1 + jR2C 2 F= = 1 R2 C 2 R1 1 R1 + + (1 + + ) + j(R1C 2 ) jC1 1 + jR2C 2 C1 R2 R2C1
通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有：
机械振动
交变电压
压电谐振
当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大
机械振动的固有频率与晶片尺寸有关，稳定性高。
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模拟电子技术第八章
3. 石英晶体的等效电路与频率特性
u
u
晶体弹性电容 10-4~10-1pF
C
等效电路：
石英晶体
Co
L R
u
静电电容（平 行板电容）约 几~几十皮法
u
模拟晶体机 械振动惯性 10-3~10-2H
振荡频率：
R2
C
+ +
C R1
1 f0 = 2pRC
R1
K
R3
C：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。
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8.3 LC正弦波振荡器
一、 LC并联谐振回路的选频特性
模拟电子技术第八章
i
当 = 0
1
+ u
iC
C
iL
L R
LC 产生并联谐振。
时，
谐振时，电路呈阻性：
-
R为电感和回路中的损耗电阻
1 当 = 0 = 时， RC
│F│= │F│max=1/3
jF = 0
o
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首页
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二.RC桥式振荡器的工作原理
R C Rf
模拟电子技术第八章
=0 在 f0 处 j F = 0 ,
满足相位条件：
因为： j A
∞ － A + +
C
uo
jA + jF = 0
振幅条件：
R
uf
R1
输出正弦波频率：
1 因L大，C、R小，则 Q = R
L 很大 C
模拟机械振动摩 擦损耗，很小
又因加工精度很高，所以能获得很高的频率稳定度。
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u
u
模拟电子技术第八章
等效电路：
石英晶体
C Co L R
（1）串联谐振
u
fs =
1 2p LC
X
u
频率特性： 感性
晶体等效纯阻且阻值≈0 （2）并联谐振
C C fp = 1+ = fs 1 + C0 C0 2p LC 1
C R1
Rf2并联二极管
uo
起振时D1、D2不导通， Rf1+Rf2略大于2R1。随着 uo的增加， D1、D2逐渐 导通，Rf2被短接，A自动 下降，起到稳幅作用。
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R
振荡频率的调节：
K：双联波段开关， 切换R，用于
R1
R2 R3
K
模拟电子技术第八章
Rf
粗调振荡频率。
R
_
uo
当ω↑时， uf=↑，│F│↑
j F↓
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首页
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模拟电子技术第八章
（2）当信号的频率很高时。
+
1 ＜＜R1 C1
1 C 2 ＜＜R2
+
R1
+
+
其高频等效电路为： |F|
+
uo -
C 2 uf +
其频率特性为： 0 φF
当ω=∞时， uf=0，│F│=0
j F=-90°
当ω↓时，
0 -90°
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模拟电子技术第八章
8.2 RC正弦波振荡电路
一. RC 串并联网络的选频特性
R1C1 串联阻抗：
+
Z1 = R1 + (1 / jC1 )
R2C2 并联阻抗：
+
R1 C1
+
+
Z 2 = R2 //(1 / jC2 ) R2 = 1 + jR2C2
选频特性：
uo +
R2
C 2 uf +
f 0 ——振荡频率。
Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 LC振荡电路 Q ——数百 Q ——10000 500000
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石英晶体振荡电路
模拟电子技术第八章
一. 石英晶体
1. 结构： 2. 基本特性
极板间加电场 晶体机械变形 极板间加机械力 晶体产生电场
V
晶片 敷银层
V
符号
V
V
压电效应： 交变电压
首端或尾端交流接， 则余下不接地两点相 位相同
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模拟电子技术第八章
1.电感三点式LC振荡电路
Vcc
R b1 Cb Rb2 Re Ce Rc
Vcc
L2 R b1 C
（+）
（-）
（+）
L1 C
（+）
L1 Ce
Cb
满足相位 平衡条件
（+）
R b2
（+）
Re
L2
满足相位 平衡条件
1 1 = 振荡频率： f 0 = 2p LC 2p ( L1 + L2 + 2 M )C
jF↓
uf=↑，│F│↑
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由以上分析知：一定有一个频率ω0存在， 当ω=ω0时，│F│最大，且
模拟电子技术第八章
jF =0°
ω0=？ │F│max=？
|F| 频率很低 |F| 频率很高
φF
0
0
φF
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90° 0 0 -90°
2. 定量分析
R1C1 串联阻抗：
模拟电子技术第八章
uf与uo同相
uf
C1 C2 L
uf uo
C1 C2
uf与uo同相
L
uo
uf与uo反相
上页
首页
下页
模拟电子技术第八章
电感三点式：
uf
L1 L2 C
uf uo
L1 L2
C
uo
电容三点式：
uf与uo反相
uf与uo同相
uf
C1 C2 L
uf uo
C1 C2
uf与uo同相
L
uo
uf与uo反相
中间点交流接地， 则首尾端相位相反
0 容性
曲线越陡越窄，选
o
频特性越好。
谐振时LC并联谐振电路相当一个大电阻。
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同名端：
在LC振荡器中，反馈信号通 过互感线圈引出
+ u
模拟电子技术第八章
i
CL
uf
-
互感线圈的极性判别 初级线圈 次级线圈 +1 –2 +3 同名端 1 2 3 4 –4
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二. 变压器反馈式LC振荡电路
工作原理： 三极管共射放大器: j A = 1800 利用互感线圈的同 名端： 0
Cb
模拟电子技术第八章
+Vcc C L1 L2 Uo －