模拟电子技术基础(第五版)
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§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
➢集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟 集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、 宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁 相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中 常用的其他模拟集成电路等。
1.4 放大电路模型
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）
由元器件非线性特性引 起的失真。
非线性失真系数:
Vo2k
k2 100%
Vo1
Vo1 是 输 出 电 压 信 号 基 波 分 量 的有效值，Vok是高次谐波分量的有 效值，k为正整数。
实用文档
end
2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电
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
实用文档
1.4 放大电路模型
C. 互阻放大模型（自学） D. 互导放大模型（自学） E. 隔离放大电路模型
其中
0
2π T
V S ——直流分量 2
2 V S ——基波分量 π
2V S 1 ——三次谐波分量 π3
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1.2 信号的频谱
2. 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。
B. 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
实用文档
相位谱
1.2 信号的频谱
C. 非周期信号
傅里叶变换： 周期信号 非周期信号
离散频率函数 连续频率函数
非周期信号包含了所有可能的
频率成分（0 ≤w ）
通过快速傅里叶变换（FFT） 可迅速求出非周期信号的频谱函 数。
气温波形
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气温波形的频谱函数（示意图）
1.3 模拟信号和数字信号
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1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
A.频率响应及带宽
普通音响系统放大电路的幅频响应
其中 fH — —上限频率 fL ——下限频率
BW fHfL 称为带宽
当 fH f L 时 B， W fH
该图称为波特图 纵轴：dB 横轴：对数坐标
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1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
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)
电流增 2l0gA 益 i (dB )
Ag
io vi
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
B.频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不同频率的信号增益
不同产生的失真。
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
B.频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不同频率的信号增益
不同产生的失真。 相位失真：
对不同频率的信号相移 不同产生的失真。
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失真
输入输出回路没有公共端
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1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
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1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
Leabharlann BaiduR o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
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1.5 放大电路的主要性能指标
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
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模拟集成电路的特点：
•电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几 十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代； • 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合； • 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
Ro RL
理想情况 Ro 0
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1.4 放大电路模型
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
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs 理想情况 Ri
实用文档
1.4 放大电路模型
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
1. 电信号的时域与频域表示
时域
A. 正弦信号
v (t)V m siω n 0t (θ)
T2π
0
0 2πf0
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1.2 信号的频谱
1. 电信号的时域与频域表示
B. 方波信号
满足狄利克雷条件，展开成 傅里叶级数
方波的时域表示
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 )
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。
电压增益可表示为
Av(j)VVoi((jj))
V Voi((jj ))[o()i()]
或写为 A vA v( ) ( )
其中Av()
Vo(j) Vi(j)
称为幅频响应 ()o()i() 称为相频
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
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1.1 信号
1. 信号： 信息的载体
微音器输出的某一段信号的波形
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1.1 信号
2. 电信号源的电路表达形式
电压源等效电路
is
vs Rs
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电流源等效电路
1.2 信号的频谱
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。
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1.4 放大电路模型
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）
电流增益
Av
vo vi
互阻增益
Ai
io ii
互导增益
Ar
vo ii
()
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Ag
io vi
(S)
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§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
➢集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟 集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、 宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁 相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中 常用的其他模拟集成电路等。
1.4 放大电路模型
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）
由元器件非线性特性引 起的失真。
非线性失真系数:
Vo2k
k2 100%
Vo1
Vo1 是 输 出 电 压 信 号 基 波 分 量 的有效值，Vok是高次谐波分量的有 效值，k为正整数。
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end
2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电
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
实用文档
1.4 放大电路模型
C. 互阻放大模型（自学） D. 互导放大模型（自学） E. 隔离放大电路模型
其中
0
2π T
V S ——直流分量 2
2 V S ——基波分量 π
2V S 1 ——三次谐波分量 π3
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1.2 信号的频谱
2. 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。
B. 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
实用文档
相位谱
1.2 信号的频谱
C. 非周期信号
傅里叶变换： 周期信号 非周期信号
离散频率函数 连续频率函数
非周期信号包含了所有可能的
频率成分（0 ≤w ）
通过快速傅里叶变换（FFT） 可迅速求出非周期信号的频谱函 数。
气温波形
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气温波形的频谱函数（示意图）
1.3 模拟信号和数字信号
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
A.频率响应及带宽
普通音响系统放大电路的幅频响应
其中 fH — —上限频率 fL ——下限频率
BW fHfL 称为带宽
当 fH f L 时 B， W fH
该图称为波特图 纵轴：dB 横轴：对数坐标
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1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
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)
电流增 2l0gA 益 i (dB )
Ag
io vi
功率 1l增 0 g A P 益 (dB)
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1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
B.频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不同频率的信号增益
不同产生的失真。
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1.5 放大电路的主要性能指标
4. 频率响应
B.频率失真（线性失真）
幅度失真： 对不同频率的信号增益
不同产生的失真。 相位失真：
对不同频率的信号相移 不同产生的失真。
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1.5 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失真
输入输出回路没有公共端
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1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
Leabharlann BaiduR o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
实用文档
1.5 放大电路的主要性能指标
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
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模拟集成电路的特点：
•电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几 十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代； • 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合； • 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
Ro RL
理想情况 Ro 0
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1.4 放大电路模型
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
有
vi
Ri Rs
Ri
vs
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs 理想情况 Ri
实用文档
1.4 放大电路模型
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
1. 电信号的时域与频域表示
时域
A. 正弦信号
v (t)V m siω n 0t (θ)
T2π
0
0 2πf0
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1.2 信号的频谱
1. 电信号的时域与频域表示
B. 方波信号
满足狄利克雷条件，展开成 傅里叶级数
方波的时域表示
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 )
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。
电压增益可表示为
Av(j)VVoi((jj))
V Voi((jj ))[o()i()]
或写为 A vA v( ) ( )
其中Av()
Vo(j) Vi(j)
称为幅频响应 ()o()i() 称为相频
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
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1.1 信号
1. 信号： 信息的载体
微音器输出的某一段信号的波形
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1.1 信号
2. 电信号源的电路表达形式
电压源等效电路
is
vs Rs
实用文档
电流源等效电路
1.2 信号的频谱
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。
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1.4 放大电路模型
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）
电流增益
Av
vo vi
互阻增益
Ai
io ii
互导增益
Ar
vo ii
()
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Ag
io vi
(S)