项目工程师应该掌握的20个模拟电路(整编汇总)

工程师应该掌握的20个模拟电路

对模拟电路的掌握分为三个层次。

初级层次是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。

中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法；定性分析电路信号的流向，相位变化；定性分析信号波形的变化过程；定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。

高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业――电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。

以下是20个基本模拟电路：

一、桥式整流电路

1.二极管的单向导电性：二极管的PN结加正向电压，处于导通状态；加反向电压，处于截止状态。

伏安特性曲线

理想开关模型和恒压降模型：

理想模型指的是在二极管正向偏置时，其管压降为0，而当其反向偏置时，认为它的电阻为无穷大，电流为零.就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后，其管压降为恒定值，硅管为0.7V，锗管0.5 V

2.桥式整流电流流向过程：

当u 2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载R L是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在u 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止，负载R L上的电流仍

Uo=0.9U2，Io=0.9U 2/R L，U RM=√2 U 2

二、电源滤波器

1.电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载R L两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。

波形形成过程：输出端接负载R L时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也向电容C充电，充电时间常数为τ充=（Ri∥R L C）≈RiC，一般Ri〈〈R L，忽略Ri压降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt1时，有u 2=u 0，此后u 2低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过R L放电，放电时间常数为R L C，放电时间慢，u 0变化平缓。当ωt=ωt2时，u 2=u 0，ωt2后u 2又变化到比u 0大，又开始充电过程，u 0迅速上升。ωt=ωt3时有u 2=u 0，ωt3后，电容通过R L放电。如此反复，周期性充放电。由于电容C的储能作用，R L上的电压波动大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。

2.计算：滤波电容的容量和耐压值选择

电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U 2~0.9U 2之间，输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小。

电容容量R L C≧（3~5）T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中，经常进一步近似为Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值电压U RM=√2U 2，每个二极管的平均电流是负载电流的一半。

三、信号滤波器

有用信号顺利通过。

与电源滤波器的区别和相同点：两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的频率通过。

相同点：都是用电路的幅频特性来工作。

2.LC串联和并联电路的阻抗计算：串联时，电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC) 并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考滤到实际中，常有R<<ωL，所以有Z≈

幅频关系和相频关系曲线：

3画出通频带曲线：

计算谐振频率：fo=1/2π√LC

四、微分电路和积分电路

1.电路的作用：

A.积分电路：

a.延迟、定时、时钟

b.低通滤波

c.改变相角（减）

积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。

B.微分电路：

a.提取脉冲前沿

b.高通滤波

c.改变相角（加）

微分电路是积分电路的逆运算，波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。

与滤波器的区别和相同点：原理相同，应用场合不同。

响应是从电阻两端取出的电压，即，电路时间常数小于脉冲信号的脉宽，通常取。

图4-17 微分电路图

因为t<0时，，而在t = 0 时，突变到，且在0< t < t1期间有：，相当于在RC串联电路上接了一个恒压源，这实际上就是RC串联电路的零状态响应：。由于，则由图4-17电路可知。所以，即：输出电压产生了突变，从0 V突跳到。

因为，所以电容充电极快。当时，有，则。故在期间内，电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号，如图4-18所示。

在时刻，又突变到0 V，且在期间有：= 0 V，相当于将RC串联电路短接，

这实际上就是RC串联电路的零输入响应状态：。

由于时，，故。

因为，所以电容的放电过程极快。当时，有，使，故在

期间，电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号，如图4-18所示。

图4-18 微分电路的u i与u O波形

由于为一周期性的矩形脉冲波信号，则也就为同一周期正负尖脉冲波信号，如图

4-18所示。

尖脉冲信号的用途十分广泛，在数字电路中常用作触发器的触发信号；在变流技术中常用作可控硅的触发信号。

这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果，故称这种电路为微分电路。

微分电路应满足三个条件：①激励必须为一周期性的矩形脉冲；②响应必须是从电阻两端取出的电压；③电路时间常数远小于脉冲宽度，即。

在图4-19所示电路中，激励源为一矩形脉冲信号，响应是从电容两端取出的电压，即，且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽，通常取。