放大器基础知识解析PPT课件
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《放大器设计》PPT课件
(11-3)
与衰减定义的比较
工作衰减LA：LA=Pavs/PL为来自源的可用功率与负载吸收功率之 比，因此LA=1/GT。
插入衰减Li：Li=PL0/PL为网络插入前负载吸收功率与网络插入后 负载吸收功率之比
精选ppt
5
工作衰减LA与插入衰减Li间相差一个常数
LALi 10lg(Z4sZsZ ZL L)2
(11-4)
可见，当Zs=ZL时，LA=Li。
变换功率增益在输入输出皆匹配时（Gs= GL=0），GT=|S21|2。此
外若S12=0（或小到可以忽略），变换功率增益称为单向变换功率增 益GTU：
(11-5)
②二端口功率增益的进一步讨论
单级晶体管放大器可以用图11.2所示的电路模拟对于放大器的
图1精1选.p2pt 常用的晶体管放大器电路
在近代RF和微波系统中，放大是最基本和广泛存在的微波电路 功能之一。早期的微波放大器依赖于电子管（诸如速调管和行波管） 或基于隧道二极管或变容二极管的负阻特性的固态反射放大器。但 自20世纪70年代以来，固态技术惊人的进步和革新，导致今天大多 数RF和微波放大器均采用晶体管器件，诸如Si或SiGe BJT, GaAs HBT, GaAs或InP FET，或GaAs HEMT。微波晶体管放大器具有结实、 价格低、可靠和容易集成在混合和单片集成电路上等优点，并可在 频率超过100GHz范围内，于需要小体积、低噪声系数、宽频带和中 小功率容量的场合应用。
(11-9b)
精选ppt
9
若该器件是单向的（S12=0），则这些条件可简化为 |S11|<1和 |S22|<1。用Smith圆图可方便地求出GS和GL值的取值范围并画成输入 和输出稳定性圆（Stability Circles）。
与衰减定义的比较
工作衰减LA：LA=Pavs/PL为来自源的可用功率与负载吸收功率之 比，因此LA=1/GT。
插入衰减Li：Li=PL0/PL为网络插入前负载吸收功率与网络插入后 负载吸收功率之比
精选ppt
5
工作衰减LA与插入衰减Li间相差一个常数
LALi 10lg(Z4sZsZ ZL L)2
(11-4)
可见，当Zs=ZL时，LA=Li。
变换功率增益在输入输出皆匹配时（Gs= GL=0），GT=|S21|2。此
外若S12=0（或小到可以忽略），变换功率增益称为单向变换功率增 益GTU：
(11-5)
②二端口功率增益的进一步讨论
单级晶体管放大器可以用图11.2所示的电路模拟对于放大器的
图1精1选.p2pt 常用的晶体管放大器电路
在近代RF和微波系统中，放大是最基本和广泛存在的微波电路 功能之一。早期的微波放大器依赖于电子管（诸如速调管和行波管） 或基于隧道二极管或变容二极管的负阻特性的固态反射放大器。但 自20世纪70年代以来，固态技术惊人的进步和革新，导致今天大多 数RF和微波放大器均采用晶体管器件，诸如Si或SiGe BJT, GaAs HBT, GaAs或InP FET，或GaAs HEMT。微波晶体管放大器具有结实、 价格低、可靠和容易集成在混合和单片集成电路上等优点，并可在 频率超过100GHz范围内，于需要小体积、低噪声系数、宽频带和中 小功率容量的场合应用。
(11-9b)
精选ppt
9
若该器件是单向的（S12=0），则这些条件可简化为 |S11|<1和 |S22|<1。用Smith圆图可方便地求出GS和GL值的取值范围并画成输入 和输出稳定性圆（Stability Circles）。
基本放大电路ppt课件
首先，画出直流通路；在输入特性曲线上，作出直线VBE =VCC－IBRb，
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
《放大电路》PPT课件
N
T UCEQ
uo
(VCC ,0) RC
Q1
Q2
IB
0
M(VCC,U0C) E/V
(3) 改变RC — 直流负载线斜率发生改变
IBQ
RB C1
ui
VCC
RC
ICQ
C2
ICQ
=
VCC
- UCEQ RC
I BQ = VCC
IC/mA
- UBEQ RB
RC2 > RC1
T UCEQ
(VCC
N
,0)
uo RC
+ UBEQ
当输入信号为0时， IBQ、ICQ、 UBEQ、UCEQ称为放大电路的静态工作点Q —Quiescent P oint
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输
出特性曲线上的一个点称为静态工作点。
IB
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q
UCEQ
UCE
交流通路是在输入信号作用下，交流信号流 经的通路，也就是动态电流流经的通路，用于 研究动态参数。
二、输入电阻Ri
• 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号 ，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放 大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越 大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越
小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
=
Ui Ii
Ii
+
Au
Rs
Ui +
Ri
Us
--
信号源为电压源
Ii
Rs
Ri
Is
(c)
放大电路基本知识PPT课件
RL uo
继续
（2）Au
ib
rbe
ui Rb
βib
ie R’L uo
u i ib r b e ( 1 ) ib (R e//R L ) u o(1 β)ib(R e/R /L )
Au＝ u uo i rb(e 1 (β 1 )βR ()eR (/e/R /L /R )L) 1
继续
（3）Ri
ib
反馈的一些概念：
将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措
施称为反馈。
直流通路中的反馈称为直流反馈。
反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称
为正反馈。
IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 Re有上限值吗？
基本思想：用线性 去代替 非线性
ic ib
uce ube
ib
ic
ube 含源网络 uce
等效：保持外部的i和u关系不变 ☆对交流、小信号而言
继续
ub＝ e rbeibruce ic＝ibuce/rce
h参数等效电路：
ib T
+
+
u be -
+
ic
+
+
u ce
-
+
b ib
+
+ rbe
u be +
-
μr uce -
1. 结构：
Rb C1
RS +
+
u i
uS
-
-
+
V C
C
T C2
+
模拟电子技术第五章放大器的工作原理和分析方法gpppt课件
14
集电极电源，
为电路提供能
+VC 量。并保证集
C
电结反偏。
R
C2
C1
C
T
R
RL
b VBB
10/15/2023
15
共射放大电路
R
C1
C
R b VBB
集电极电阻，
+VC
将变化的电流 转变为变化的
C
电压。
C2
T RL
10/15/2023
16
耦合电容：
电解电容，有极性，
大小为10 F~50 F R
C1
iC
( 2 )改变 V CC ，保持 R b ，
Rc ， 不变；
iC
Q3 Q1
IB
Q2
O
uCE
Rb 增大， Q 点下移；
Rb 减小， Q 点上移；
Q2 IB
Q1
O
uCE
升高 VCC ，直流负载线平 行右移，动态工作范围增大， 但管子的动态功耗也增大。
10/15/2023
47
3. 改变 Rc，保持 Rb ， VCC， 不变；
这就是说，交流负载线的斜率为：
交流负载线的作法： ①斜 率为-1/R'L 。 (R'L= RL /Rc )
②经过Q点。
10/15/2023
39
交流负载线的作法
IC
交流负载线
①斜 率为-1/R'L。 (R'L= RL /Rc )
Q
直流负载线
IB
②经过Q点。
UC
注意：
VCC E
(1)交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
4、输出端接负载，把集电极电流的变化转化成负载 的电压变化。
基本放大电路图教学课件PPT
• (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a).
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
放大器基本原理及应用课件
按工作频段分类
可以分为超高频放大器、高频放 大器、中频放大器和低频放大器
等。
按用途分类
可以分为功率放大器、电压放大器、 电流放大器和跨导放大器等。
按电路形式分类
可以分为分立元件放大器和集成电 路放大器等。
放大器的主要参数
增益
带宽
表示放大器输出信号幅度与输入信号幅度 之比，是衡量放大器放大能力的重要参数 。
为了获得更好的频率响应，需要采用适当的电路设计和元件选择。
03
放大器的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
音频放大器
总结词
音频放大器用于将微弱的音频信号放大，以便在扬声器或其 他输出设备上播放。
详细描述
音频放大器通常用于音响系统、麦克风、录音设备和乐器等 ，以提供足够的功率来驱动扬声器或耳机。音频放大器通常 具有低频响应，能够处理音频信号中的低频成分。
放大器噪声问题
总结词
放大器噪声是指输出信号中不希望有 的随机波动或干扰信号。
详细描述
放大器噪声的来源主要包括内部热噪 声、外部电磁干扰等。解决方案包括 降低放大器工作温度、选用低噪声元 件、加强电磁屏蔽等措施。
放大器线性范围问题
总结词
放大器线性范围是指输入信号在一定范围内 时，输出信号与输入信号呈线性关系。
视频放大器
总结词
视频放大器用于将微弱的视频信号放大 ，以便在电视屏幕或投影仪上显示。
VS
详细描述
视频放大器通常用于电视接收器、录像机 、投影仪和视频监控系统等，以提供足够 的信号幅度来驱动屏幕显示。视频放大器 通常具有宽带响应，能够处理视频信号中 的高频成分。
运算放大器
总结词
可以分为超高频放大器、高频放 大器、中频放大器和低频放大器
等。
按用途分类
可以分为功率放大器、电压放大器、 电流放大器和跨导放大器等。
按电路形式分类
可以分为分立元件放大器和集成电 路放大器等。
放大器的主要参数
增益
带宽
表示放大器输出信号幅度与输入信号幅度 之比，是衡量放大器放大能力的重要参数 。
为了获得更好的频率响应，需要采用适当的电路设计和元件选择。
03
放大器的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
音频放大器
总结词
音频放大器用于将微弱的音频信号放大，以便在扬声器或其 他输出设备上播放。
详细描述
音频放大器通常用于音响系统、麦克风、录音设备和乐器等 ，以提供足够的功率来驱动扬声器或耳机。音频放大器通常 具有低频响应，能够处理音频信号中的低频成分。
放大器噪声问题
总结词
放大器噪声是指输出信号中不希望有 的随机波动或干扰信号。
详细描述
放大器噪声的来源主要包括内部热噪 声、外部电磁干扰等。解决方案包括 降低放大器工作温度、选用低噪声元 件、加强电磁屏蔽等措施。
放大器线性范围问题
总结词
放大器线性范围是指输入信号在一定范围内 时，输出信号与输入信号呈线性关系。
视频放大器
总结词
视频放大器用于将微弱的视频信号放大 ，以便在电视屏幕或投影仪上显示。
VS
详细描述
视频放大器通常用于电视接收器、录像机 、投影仪和视频监控系统等，以提供足够 的信号幅度来驱动屏幕显示。视频放大器 通常具有宽带响应，能够处理视频信号中 的高频成分。
运算放大器
总结词
第2章放大器基础第1讲PPT课件
结论：
(1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的
电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。
IB
IC
IB
Q
Q IC
O
UBE
UBE
O
UCE
UCE
(IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特 性曲线上的一个点，称为静态工作点。
共射放大电路的电压放大作用
RB C1
+ + ui –
+UCC
定义为
A g
I o U i
二、输入电阻Ri
输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大 小的参数。Ri越大，从其前级取得的电流越小， 对前级的影响越小。
US ~
Ii
Ui
Au
•
Ri
U
•
i
Ii
三、输出电阻Ro
放大电路对其负载而言，相当于信号源； 可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南 等效电路的内阻就是输出电阻。
US ~
Au
Ro US' ~
三、输出电阻Ro
Ro US' ~
输出电阻的大小，影响到输出到负载信号的大 小。当放大电路输出端等效为电压源时，输出电 阻越小，则负载获得的输出电压越大；当放大电 路输出端等效为电流源时，输出电阻越大，则负 载获得的输出电流越大。
如何确定Ro ？
步骤： 1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。 2. RL开路 3. 加压求流。
四、通频带
Aum 0.7Aum
低频段 fL 下限频率
中频段
fH高频段 上限频率
放大电路的增益Au是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数
都要下降。当Au下降到中频电压A 放大倍数Aum 的 1 2时，即
功率放大器ppt课件13页PPT
E类放大器 G类放大器
4.发展历程
1948年Shockly、Bardeen和Brittain 等人发明双极晶体管(BJT)，从那时起， 对它进行了持续不断的研究和改进，BJT 是目前应用最广泛的半导体器件之一。
1952年提出了结型场效应管(JFET)，随后砷 化镓肖特基势垒场效应管(GaAs FET)应运而 生。
3.功率放大器的类型
A类 当效率不是最重要的时候，绝大多数小信号线 性放大器就设计成A类，即输出级元件总是处 于导通区。A类放大器一般比其它类型线性度 更好，也较为简单，但效率非常低。理论值不 超过50%。
A类放大器
B类与AB类 在B类中，有两个组输出器件分别放大正负 半周，每一个都精确地在输入信号的180度 或半周期时交互导通。AB类放大器在A类 与B类的一种折衷，它改善了小信号输出的 线性度，具有较高的效率，通常用于低频 放大器中。或者也用于其它线性度和效率 都很重要的设计。
70年代以后，GaAs单晶及其外延技术获得突 破，砷化镓金属半导体场效应晶体管(GaAs MESFET)研制成功。GaAs MESFET微波固 态功率放大器具有高频率、低噪声、大功率 等一系列优点。现有的功率GaAs MESFET 在s波段单管可产生80W的射频输出功率，其 功率附加效率(PAE)口达40％，在Ka波段功 率输出有1W，而功率附加效率约为20％
功率放大器
Power Amplifier
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.功率放大器的定义
在给定失真率条件下，能产生最大功率输出 以驱动某一负载的放大器。功率放大器的 作用是放大来自前放大器的信号，产生足 够的不失真输出功率 。
功率放大器在发射机中的位置
2.功率放大器的现状与用途
放大器的基本工作原理.ppt
信号有效地传输来确定
Ii
Io
RS
+
+
Ui
US-
-
Ro
AMP +
UO-
+
Uo
RL
-
Ro
Ro的计算与电路分析方法一致
RO
UO IO
当负载变化时，Uo基本不变，则要求Ro小
5
4. Distortions
Distortions
iB
Nonlinear Linear(Frequency)
Amplitude Phase
+
UBEQ
IEQ
-
+Ucc Rc +
UCEQ (3)
Re
+Ucc Rc
ICQ +
+
UBEQ
UCEQ (4)
-
Re
IEQ
-UEE
I1 IBQ
UBQ
Ucc
R b2 Rb1 Rb2
I EQ
UEE
UBEQ Re
ICQ
I EQ
UBQ UBEQ Re
ICQ
UCEQ (UCC UEE ) ICQ (Rc Re)
+EC
工作在放大区，要 保证集电结反偏，
发射结正偏。
C1
RC
C2
T
输入 ui
RB EB
uo 输出
参考点
10
+EC
C1
基极电源与 基极电阻
RC
C2
RB EB
T 作用：使发射
结正偏，并提 供适当的静态 工作点。
11
集电极电源，
为电路提供能
+EC
基本放大器PPT课件
并依i C 靠RCI将CQ 电流i c的变化 转化成u电CE 压的U变CE化Q 来 实u ce现
的。
各电压、电流的波形
ui
O
t
iB IBQ
O
t
iC
ICQ
O
uCE
t
UCEQ
uOo
t
O
t
15
2.2.4 放大电路的组成原则
1.必须有为放大管提供合适Q点的直流电源。 保证晶体管工作在放大区；场效应管工作在恒流区。
6
二、输入电阻Ri
输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的 参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小， 对前级的影响越小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri=Ui / Ii
一般来说， Ri越大越好。 7
三、输出电阻 Ro
从放大电路输出端看进去的等效电阻。Ro
UIoo
U S 0 RL
输入端正弦电压 U i ，分别测量空载和输出端接负载
工作区？
2
第二章 基本放大电路
2.1放大的概念和电路主要指标 2.2基本共射放大电路的工作原理 2.3放大电路的分析方法 2.4放大电路静态工作点的稳定 2.5单管放大电路的三种基本接法 2.6晶体管基本放大电路的派生电路 2.7场效应管放大电路
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
第２章 基本放大电路
重点与难点： 1、放大器静态分析和动态分析方法 （图解分析法和微变等效电路分析法）。 2、晶体三极管放大电路三种组态。
本章难点： 图解分析法和微变等效电路分析法。。
1
晶体管基本概念回顾
1. 三极管具备放大作用的内部、外部条件分别要有 哪些？
相关主题
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.
11
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2.1 运算放大器的类型 引言
在信息社会中，大多数模拟电子系统中都 应用了不同类型的放大器（放大电路）。放大 器（放大电路）在电信号（电压或电流）的处 理过程中，根据不同系统的需要，用以完成信 号放大（缩小）、滤波、振荡、稳压、信号类 型转换、运算等功能（通过不同的功能电路）。
任何功能的放大器（放大电路）表示方法 如下：
电 流增 2l0gA 益 i (dB )
Ag
io vi
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
.
23
2.2 运算放大器性能指标
4. 频率响应
A.频率响应及带宽
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。
放大器基础知识
本章重点介绍
.
1
1引言
现代科学及高新技术研究中，对数据的采集 和处理的测量精度、数据容量、采集速度、信 息传递和处理速度等的要求越来越高，相应电 子系统的设计要满足上述的新要求。学习如何 采用现代的电子技术的成就及应用，学会和掌 握高速、高分辨率、高性能电路和模块的工作 原理、构成方法及应用设计，是本课程学习的 主要目的。
的开关状态。其中T1为对脉冲控制信号进行数字／模拟隔离的光电器件，
通过T1的集电极输出为三极管T2和T3提供饱和和截止两种状态的基极电
流。通过对管驱动方式，可以提高带容性负载的能力，具有较大的峰值
电流，且可以提高开关速度。
由场效应管T4的源极和漏极，以及其它阻容元件所组成的相关电路提
供了电容瞬间放电的高压脉冲的产生。其中，绝缘栅场效应管T4的栅极
放大器 ≈ 放大电路
.
2
典型信号处理系统举例：
超声信号发射、. 采集、处理系统
3
高压脉冲产生发射电路
.
返4回
图中，在同步信号产生逻辑电路的控制下，产生高电压脉冲信号，以
启动超声换能器发出超声脉冲。在图2.7中，虚线框内的电路部份形成了
可控的开关。
在开关电路中，采用了双极性三极管对管驱动的方式驱动场效应管T4
输入经驱动放大的触发脉冲，当T4的栅极为低电位时，栅－源极电压差
为零，场效应管T4关断，能量存储电容器C4通过旁路电阻R6和二极管D2
快速充电，充电时间由时间常数决定。时间常数还决定了两次脉冲之间
的最小间隔。当T4栅极为高电位时，T4导通， C4中存储的能量通过T4
和D1向超声探头放电，激发脉冲超声波。电阻R7则调节激发能量,改变超
声波的幅值。400V的高压电源可采用美国SpellMan公司的印刷电路板安
装高压发生器MHV[69]。MHV的电压输出可在0－500V之间进行调整，且
体积较小便于电路板安装。
.
5
串联输入限幅电路
并联输入限幅电路
.
返6 回
可控增益放大电路实例
可变增益在从0至80dB范围内可获得0.05%的分辨率
.
Ri愈小，注入放大电路 的输入电流Ii愈大。
.
21
2.2 运算放大器性能指标
• 输入/输出电阻（阻抗） 2. 输出电阻
Ro
vt it
vs 0,RL
输出电阻是表明放大电路带载能力参数，对输出为电
压信号的放大电路，Ro愈小，负载电阻的变化对输出电
压的影响愈小，带载能力愈强。而对输出为电流信号的
放大电路，Ro愈大，负载电阻的变化对输出电流的影响
愈小，带载能力愈强。
注意：输入、输出电阻为交流. 电阻
22
2.2 运算放大器性能指标
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。
四种增益：
Av
vo vi
Ai
io ii
Ar
vo ii
其 中 ： Av、Ai 常用分贝（dB）表示。
电压2 增 l0gA 益 v (dB)
• 输入电阻（阻抗） • 输出电阻（阻抗） • 增益 • 频率响应
.
返2回0
2.2 运算放大器性能指标
• 输入/输出电阻（阻抗）
1. 输入电阻
Ri
vt it
输入电阻是表明放
大电路从信号源吸取信
号大小的参数，对输入 为电压信号的放大电路，
Ri愈大，则放大电路输 入端的Vi值愈大。反之， 输入为电流的放大电路，
vo
AVOvi
RL Ro RL
AV
vo vi
Avo
RL Ro RL
由此可见: RL
Av 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）
Ro RL
理想情况
.
Ro 0
14
2.1 运算放大器的类型
A. 电压放大模型
另一方面，考虑 到输入回路对信号源 的衰减。
.
12
2.1 运算放大器的类型
放大器（放大电路）的表示方法
vs
信号源电压
RL
负载电阻
Rs
信号源内阻
vo
输出电压
v
i
i
i
输入电压 输入电流
i. o
输出电流 13
2.1 运算放大器的类型
A. 电压放大模型
A vo ——负载开路时的
电压增益
R i ——输入电阻
R o ——输出电阻
由输出回路得:
则电压增益为:
7
图2.13 （a）平方律检波电路 （b）峰值包络检波器
输入阻抗较小，而且会带来严重的非线性失真。真对这
种情况，可以采用专用的信号检波集成电路模块来实现
对超声信号的检波。
.
8
检波电路
.
返9回
数据采集电路的结构
返回
.
10
2 放大器基本概念及主要性能标
2.2.1 运算放大器的类型
2.2.2 运算放大器性能指标
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想情况 Ri
.
15
2.1 运算放大器的类型
B. 电流放大模型
A is ——负载短路时的
电流增益
由输出回路得：
io
Aisii
Ro Ro RL
则电流增益为：
Ai
io ii
Ais
Ro Ro RL
由此可见：RL
Ai
要想减小负载的影响，则希望…？ Ro RL 理 想 情 况 ：Ro
由输入回路得：
ii
is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？ Ri Rs 理想情况： Ri 0
.
16
2.1 运算放大器的类型
C. 互阻放大模型（自学）
D. 互导放大模型（自学）
.
17
2.1 运算放大器的类型
E. 隔离放大电路模型
输入输出回路没有公共端
.
18
2.2 运算放大器性能指标
绝对最大差电压
共模抑制 最大共模电压
电源变化引起的漂移 温度引起的漂移
输入失调电压 输入噪声 开环增益
闭环增益
时间引起的漂移 满功率响应 初始偏置电流 初始差电流 输入阻抗
过载恢复时间 额定输出 调整时间 转换速率
单位增益小信号响应
输出阻抗
.
19
2.2 运算放大器性能指标
主要性能指标（系统设计中）：