模电康华光(第五版)第一章PPT课件
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方波信号
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 ti n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
幅度谱 .
相位谱 10
1.3 模拟信号和数字信号
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。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 处理数字信号的电子电路称为数字电路。
Po V RoL2
0.252 0.006W 25 10
因为已知的输入输出均为电压，且增益也是电压增益，
所以电压模型最方便。
.
19
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Rs Ii
+
+
Vs
Vi
–
–
放
大 Ri 电
路
R i 的大小反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。
输入电压信号，R i 越大，Vi 越大。 输入电流信号，R i 越小，Ii 越大。
4. 频率响应（频域指标）
①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
1 绪论
1.1 信号 1.2 信号的频谱 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
Biblioteka Baidu
.
1
电子系统
由若干相互联结，相互作用的基本电路组成的，具 有特定功能的电路整体，称为电子系统。
电子系统中贯穿始终的是对信号的处理和变换。
例：光纤拉制塔
将石英预制棒（φ=40～60mm，L=1m）拉制成光纤 （ φ=125μm，L=100m ～200Km）
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式： 受控电压源或受控电流源
.
13
1. 放大电路的符号及模拟信号放大
电压增益（电压放大倍数）
Av
vo vi
互阻增益
Ar
vo ii
()
.
电流增益
Ai
io ii
互导增益
Ag
.
11
1.4 放大电路模型
放大电路是最基本的模拟信号处理电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
微弱的电压（流）
放大的电压（流）
.
12
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电 路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
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
.
17
C. 互阻放大模型：输入电流，输出电压 D. 互导放大模型：输入电压，输出电流
四种电路模型可以相互转换，实际放大电路根据信号源 的性质和负载的要求来确定模型。
方波的时域表示
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 t i n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
其中
0
2π T
VS 2
——直流分量
2V S π
——基波分量
2V S 1 π3
——三次谐波分量
.
9
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 弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号 的频谱。
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)
Ag
io vi
电 流增 2l0gA 益 i (dB )
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
“甲放大电路的电压增益为-20倍”和“乙放大电路的 电压增益为20dB”，问哪个电路的增益大？
.
25
.
6
2. 电信号源的电路表达形式
转换
电压源等效电路
戴诺 维顿 宁
is
vs Rs
.
电流源等效电路
7
1.2 信号的频谱
电信号的时域与频域表示
时域
1. 正弦信号
v (t)V m siω n 0t (θ)
T2π
0
0 2πf0
频域：正弦信号幅值随角 频率变化的分布。
.
8
2. 方波信号
满足狄利克雷条件， 展开成傅里叶级数
io vi
(S)
14
2. 放大电路模型
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
vo
Avovi
RL Ro RL
则电压增益为
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）
E. 隔离放大电路模型
输入输出回路没. 有公共端
18
Rs
1.4
P12复习思考题
+ Vs
-
1.4.2
+
Vi
Ri
-
Ro
+ AVOVi -
+
Vo
RL
-
（1）
（2）电压增益为1是指 AVO 1
V iR iR iR sV s1 M 1 M 1 M 10.5V V oR o R L R LV i 1 0 1 1 0 0 0 .5 V 0 .2V 5
Ro
大
+
电
AVOVi
路–
+ Vo RL –
v'o AVOvi
vo
AVOvi
RL Ro RL
所以
Ro
v'o vo
RL
RL
.
23
另一方法
Ro
vt it
vs 0,RL
注意：输入、输出电阻为交流电阻
.
24
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
Ro RL 理想情况 Ro 0
.
15
另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想情况 Ri
.
16
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
工艺流程：预制棒加热→树脂涂敷到裸光纤上→固化
.
2
.
3
.
4
1.1 信号
1. 信号： 信息的载体 物理量通过传感器转换为电信号，输入到 电子系统。
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
.
温度波动曲线
5
微音器输出的某一段信号的波形
.
20
外加测试信号 Ri ：vitt
.
21
2. 输出电阻
R o 决定放大电路带负载能力。
输出电压信号时，R o 越小（相对 R L），R L对 v O 影响越小， 输出电流信号时，R o 越大（相对R L），R L 对 iO 影响越小。
.
22
输出电阻的计算：
放
Ro
大
+
+
电
AVOVi
Vo
路–
–
放
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 ti n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
幅度谱 .
相位谱 10
1.3 模拟信号和数字信号
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。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 处理数字信号的电子电路称为数字电路。
Po V RoL2
0.252 0.006W 25 10
因为已知的输入输出均为电压，且增益也是电压增益，
所以电压模型最方便。
.
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1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Rs Ii
+
+
Vs
Vi
–
–
放
大 Ri 电
路
R i 的大小反应了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。
输入电压信号，R i 越大，Vi 越大。 输入电流信号，R i 越小，Ii 越大。
4. 频率响应（频域指标）
①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
1 绪论
1.1 信号 1.2 信号的频谱 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
Biblioteka Baidu
.
1
电子系统
由若干相互联结，相互作用的基本电路组成的，具 有特定功能的电路整体，称为电子系统。
电子系统中贯穿始终的是对信号的处理和变换。
例：光纤拉制塔
将石英预制棒（φ=40～60mm，L=1m）拉制成光纤 （ φ=125μm，L=100m ～200Km）
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式： 受控电压源或受控电流源
.
13
1. 放大电路的符号及模拟信号放大
电压增益（电压放大倍数）
Av
vo vi
互阻增益
Ar
vo ii
()
.
电流增益
Ai
io ii
互导增益
Ag
.
11
1.4 放大电路模型
放大电路是最基本的模拟信号处理电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
+ Vi
+ 放 大 电 路 Vo
RL
–
–
–
负载
直流电源
微弱的电压（流）
放大的电压（流）
.
12
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电 路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
信号源
Ii
Io
+ Vs
Rs
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
.
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C. 互阻放大模型：输入电流，输出电压 D. 互导放大模型：输入电压，输出电流
四种电路模型可以相互转换，实际放大电路根据信号源 的性质和负载的要求来确定模型。
方波的时域表示
v (t) V 2 S 2 V π S (s ω 0 t i n 1 3 s3 iω 0 n t 1 5 s5 iω 0 n t )
其中
0
2π T
VS 2
——直流分量
2V S π
——基波分量
2V S 1 π3
——三次谐波分量
.
9
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 弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号 的频谱。
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)
Ag
io vi
电 流增 2l0gA 益 i (dB )
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
“甲放大电路的电压增益为-20倍”和“乙放大电路的 电压增益为20dB”，问哪个电路的增益大？
.
25
.
6
2. 电信号源的电路表达形式
转换
电压源等效电路
戴诺 维顿 宁
is
vs Rs
.
电流源等效电路
7
1.2 信号的频谱
电信号的时域与频域表示
时域
1. 正弦信号
v (t)V m siω n 0t (θ)
T2π
0
0 2πf0
频域：正弦信号幅值随角 频率变化的分布。
.
8
2. 方波信号
满足狄利克雷条件， 展开成傅里叶级数
io vi
(S)
14
2. 放大电路模型
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
vo
Avovi
RL Ro RL
则电压增益为
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）
E. 隔离放大电路模型
输入输出回路没. 有公共端
18
Rs
1.4
P12复习思考题
+ Vs
-
1.4.2
+
Vi
Ri
-
Ro
+ AVOVi -
+
Vo
RL
-
（1）
（2）电压增益为1是指 AVO 1
V iR iR iR sV s1 M 1 M 1 M 10.5V V oR o R L R LV i 1 0 1 1 0 0 0 .5 V 0 .2V 5
Ro
大
+
电
AVOVi
路–
+ Vo RL –
v'o AVOvi
vo
AVOvi
RL Ro RL
所以
Ro
v'o vo
RL
RL
.
23
另一方法
Ro
vt it
vs 0,RL
注意：输入、输出电阻为交流电阻
.
24
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
Ro RL 理想情况 Ro 0
.
15
另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想情况 Ri
.
16
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
工艺流程：预制棒加热→树脂涂敷到裸光纤上→固化
.
2
.
3
.
4
1.1 信号
1. 信号： 信息的载体 物理量通过传感器转换为电信号，输入到 电子系统。
T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/s
.
温度波动曲线
5
微音器输出的某一段信号的波形
.
20
外加测试信号 Ri ：vitt
.
21
2. 输出电阻
R o 决定放大电路带负载能力。
输出电压信号时，R o 越小（相对 R L），R L对 v O 影响越小， 输出电流信号时，R o 越大（相对R L），R L 对 iO 影响越小。
.
22
输出电阻的计算：
放
Ro
大
+
+
电
AVOVi
Vo
路–
–
放