华中科技大学模拟电子技术基础——CH

1.4 放大电路模型
1.4.0放大电路模型的推导 什么是电路？
由电源，电器元件和导线按一定规则组成的拓扑结构 电能量分配系统。
电路实质有两种单元：受能单元，施能单元 受能单元：接受能量，一般表现为一个电阻。 施能单元：提供能量，一般表现一个电源（或电压源，或电流源）。
1.4.2 模拟信号的放大模型
传感器 电子数量Hale Waihona Puke Baidu变化
连续变化的电子数量
5
1.0 引言
解释模拟电子技术 什么是模拟
什么是电子
分析处理连续变化电子量的知识体系
什么是技术
6
模拟电子技术的位置
物理量
传感器
微弱电信号 放大
数字化
计算机
驱动 执行机构
模拟电子技术
其它信号
7
模拟电子系统的组成：
电源
信号源
放大器
输入
处理
负载 输出
8
信号源
t
Vm
v
Vm
t1 O
t0O
模拟信号的仿真？ 如何全面仿真模拟信号？ 考虑任意模拟信号都可以分解成一组正弦信号序列 反之正弦信号序列能够组成任意模拟信号
那么正弦波序列能够全面仿真模拟信号 用正弦波作为标准信号测试模拟系统，能够全面反映模拟系统的性能 且模拟信号容易获取
负载
信号源
电源 放大器
负载
AV ?
电压增益
AV
Vo Vi
——负载不开路时的电压增益
——增益表示放大器加载负载后的增益
32
一个增益
Rs
Ro
+
+
+
+
Vs
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
–
如果负载电阻不开路以信号源电压为输入增益如何表示？
源电压增益
AVS
AVS ?
AVS
Vo VS
——负载不开路以信号源电压作为输入时的电压增益
放大电路用能量表示:
控制关系
受能系统
电阻
施能系统
电源+电阻
1.4.2 模拟信号的放大模型
信号源
负载
一个双端口网络
使用受控源体现放大过程
主要参数： 放大倍数（增益Avo） 输入电阻Ri 输出电阻Ro
29
1.4.2 模拟信号的放大模型
信号源
负载
一定要记住的主要特征：
一个增益 两个电阻
30
一个增益
Rs
放大器
信号源
电源 放大器
负载
•模电的核心 •为什么要放大？ •什么是放大？ •对放大有什么要求？ •如何满足对放大的要求？ •什么器件能够进行放大？ •如何构成放大系统？
1.幅值
第一次课1
2.分辨率（细节、差异） 22
放大器放大了什么： 宏观上：放大了幅值
应用于驱动，如放大声音 应用于图像，在保证一定细节的条件下放大图像的尺寸
33
一个增益
+ Vs
–
Rs + Vi –
Ro
+
Ri
AVOVi
–
+ Vo RL –
开环电压增益
AVO ——负载开路时的电压增益
——开环电压增益表示放大器本身的增益
电压增益
AV ——负载不开路时的电压增益
——增益表示放大器加载负载后的增益
源电压增益
AVS ——负载不开路以信号源电压作为输入时的电
微观上：放大了细节 应用于测量，如看到小数点后的更多位数值 应用于图像，在有一定像素的条件下看到更加微小的细节
放大的概念： 将电信号放大 电压放大、电流放大
在输入小信号的作用下，通过放大电路将电源 的能量转换给负载
放大的基本要求：稳定，不失真
放大器的种类：
分立元件
放大器
集成电路
BJT（双极结型晶体管） FET（场效应晶体管）
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 1.6 电子系统
1
主要内容
►介绍信号的概 念和特性 ►介绍放大的概 念、放大电路的 模型和主要性能 指标
基本要求
►了解信号的概念 和特性 ►理解放大的概念 ►熟悉放大电路的 模型和主要性能指 标
一个电源到底属于哪一种？
什么是电压源？
什么是电流源？
答案：
无负载时，一般内阻小的呈电压源特征，内阻大的呈电流源特征
有负载时： 内阻远小于负载电阻时呈电压源特征 内阻远大于负载电阻时呈电流源特征
大配小，小配大
信号源
信号源
电源 放大器
负载
信号表达
时域（随时间变化）
频域（包含的频率范围）
vS t
v
频
Vm
2
1.0 引言
我们生存的自然界中的存在大量的物理量
温度 电量
压力 重量
光亮 流量
声音 风速 XX
速度 液位 XX
位移 转速 XX
3
1.0 引言
物理量的变化就是信息
IT是什么？
信息技术
问题：如何获取这些物理量的变化？
传感器
4
1.0 引言
传感器如何反映物理量的变化？
温度 重量 压力 流量 光亮 液位 速度 转速 位移 XX 电压 XX
电流源
电路中恒流用
不能成为电路系统的电源
18
模拟电子电源的表达： 电源在哪里？
图二
图一
图三
电源省略
电源是什么样的：
模拟电路电源的大小：
直流电压源：5V，±5V， ±12V ，±15V 直流电压源：1.8V，2.7V， 3.3V ， 特点：弱电
模拟电路电源对电路电位的限制：
一般情况下，电路中各点电位不会超过电源电压
域
O
12
传感器输出信号的特点：
自然界物理量的一般特点：随时间数值连续变化 传感器输出的电信号：也随时间数值连续变化
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
双连续
13
传感器输出信号的特点：
时域信号中包含各种频率信号
将某一时刻的时域信号分解成各种频率的分量-频域表示
v
！频域表示是三维的：频率、幅值、时间
信号源
电源 放大器
负载
种类
电路输出 信号发生器
传感器
信号源输出的是什么？
电信号
什么电信号？
电压
电流
信号源
信号源
电源 放大器
负载
信号源表示 电压源
戴维宁电路
电流源
诺顿电路
RS
电
+
子
VS -
系 统
电压源等效电路
电
子
IS
RS
系
统
电流源等效电路 10
问题：根据戴维南定理和诺顿定理，电压源可以 转换成电流源和电流源能够转换成电压源，电压 源和电流源可以互相转换，
种类
电阻型 电容型 电感型
使用居多
负载： 一般是需要一定功率驱动的执行元件
例如：扬声器，LED灯，后级电路。。。。。
16
负载
信号源
电源 放大器
负载
种类
需要电压驱动 需要电流驱动
电压型
如扬声器。
电流型
如LED灯。
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电源
信号源
电源 放大器
负载
种类
电压源
为电路系统提供能量
绝大部分电路使用 电压恒定，电流随负载变化
Ro
+
+
+
+
Vs
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
–
增益在哪里？
增益如何表示？
AVO ?
AVO
Vo Vi
?
AVO
Vo Vi
RL
开环电压增益
——负载开路时的电压增益
——开环电压增益表示放大器本身的增益
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一个增益
Rs
Ro
+
+
+
+
Vs
Vi
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
–
–
如果负载电阻不开路增益如何表示？ AV