电子技术教案(模拟电路)

电子技术教案(模拟电路)内容摘要：

Rr cod 2 （ 3） 对共模信号的抑制作用 021  u uuuuAicococicocuc （ 4）衡量差动放大电路的性能指标 —共模抑制比 实际应用中，差动放大电路两输入信号中既有差模 信号成分，又有无用的共模输入成分 , 此时可利用叠加原理来求总的输出电压。 uAuAu icucidudo  )(lg20 dBAAKAAKucudC M RucudC M R 3 具有恒流源的差动放大电路 恒流源差放电路如下图所示 , T R R R3 构成恒流源。 R b u oV 1R b163。 R c R c＋V 2i E 1＋163。 u i 2 i E 2＋163。 u i 1R 3V 3R 1R 2恒流 源163。 U EE＋ U CCu ei C 3 4 差分放大电路的另外几种接法 差动放大电路有两个输入端和两个输出端 , 所以在信号源与两个输入端的连接方式及负载从 输出端取出电压的方式上可以根据需要灵活选择。 双端输入、 单端输出 输出信号只从一管的集电极对地输出 , 这种输出方式 叫单端输出。 此时由于只取出一管的集电极电压变化量 , 只有双端输出电压的一半 , 因而差模电压放大倍数也只有双端输出时的一半。 单端输入、 双端输出 将差放电路的一个输入端接地 , 信号只从另一个输入端输入 , 这种连接方式称为单端输入。 单端输入、 单端输出 由于单端输入与双端输入情况相同 , 因而单端输入、单端输出电路 计算与双端输入、 单端输出电路计算相同。 第 17 讲 第 2 章 第 9 节 第 13 周 星期 五 第 56 节 标题 : 第二章 功率放大电路 教学目标 OCL 功率放大电路的工作原理及相关计算 OTL 功率放大电路的工作原理及相关计算 教学重点、难点： OCL、 OTL 功率放大电路的工作原理及相关计算 思考或作业 : 教学内容 教学方法 辅助手段 1 功率放大器 (1) 由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率 , 因而输出电压和电流的幅度足够大 (2) 由于输 出信号幅度较大 , 使三极管工作在饱和区与截止区的边沿 , 因此输出信号存在一定程度的失真。 (3) 功率放大器在输出功率的同时 , 三极管消耗的能量亦较大 , 因此 , 不可忽视管耗问题 . 电路要求 根据功率放大器在电路中的作用及特点 , 首先要求它输出功率大、 非线性失真小、 效率高。 其次 , 由于三极管工作在大信号状态 , 要求它的极限参数 ICM、 PCM、 U（ BR） CEO 等应满足电路正常工作并留有一定余量 , 同时还要考虑三极管有良好的散热功能 , 以降低结温 , 确保三极管安全工作。 根据放大器中三极管静态工作点设置的不同 , 可分成甲类、 乙类和甲乙类三种。 （ 1）甲类放大器的工作点设置在放大区的中间 , 优点：在输入信号的整个周期内三极管都处于导通状态 , 输出信号失真较小（前面讨论的电压放大器都工作在这种状态）。 缺点：三极管有较大的静态电流 ICQ , 这时管耗 PC 大 , 电路能量转换效率低。 ＋ UCCV 1V2uiib2ib1 ie1ie2－ UCC＋－uoRL 教学内容 教学方法 辅助手段 （ 2）乙类放大器的工作点设置在截止区 , 优点：由于三极管的静态电流 ICQ =0, 所以能量转换效率高 , 缺点：只能对半个周期的输入信号进行放大 , 非线性失真大。 （ 3） 甲乙类放大电路的工作点设在放大区但接近截止区 , 即三极管处于微导通状态 , 这样可以有 效克服乙类放大电路的失真问题 , 且能量转换效率也较高 , 目前使用较广泛。 2 乙类互补对称功率大电路（ OCL 图 1 是双电源乙类互补功率放大电路。 这类电路又称无输出电容的功率放大电路 , 简称 OCL 电路。 T1 为 NPN 型管 ,T2 为 PNP 型管 ,两管参数对称。 电路工作原理如下所述。 ui=0 时 , 两三极管都工作在1）静态分析 当输入信号区 , 此时 IBQ、 ICQ、 截止IEQ 均为零 , 负 载上无电流通过 , 输出电压 uo=0。 2 1）当输入信号为正半周时 , ui0, 三极管 V1 导通 , V2 截止 , V1 管的射极电流 ie1 经＋ Ｕ CC 自上而下流过负载 , 在RL 上形成正半周输出电压 , uo0。 （ 2）当输入信号为负半周时 , ui0, 三极管 V2 导通 , V1截止 , V2 管的射极电流 ie2 经－ Ｕ CC 自下而上流过负载 , 在 RL 上形成负半周输出电压 , uo0。 交越失真及其消除 产生这种失真的原因是 : 在乙类互补对称功率放大电路中 , 没有施加偏置电压 , 静态工作点设置在零点 , UBEQ=0, IBQ=0, ICQ=0, 三极管工作在截止区。 由于三极管存在死区电压 , 当输入信号小于死区电压时 , 三极管 T T2 仍不导通 , 输出电压 uo 为零 , 这样在 输入信号正、 负半周的交界处 , 无输出信号 , 使输出波形失真 , 这种失真叫交越失真。 为了解决交越失真 , 可给三极管加适当的基极偏置电压 , 使之工作在甲乙类工作状态 , 第 18 讲 第 3 章 第 12 节 第 14 周 星期 第 节 标题 : 第三章 集成运算放大器 集成运算放大器概述 集成运算放大器的应用 教学目标 掌握反向比例运算、同向比例运算 掌握加法运算、减法运算、微分与积分电路 教学重点、难点： 反向比例运算、同向比例运算、加法运算、减法运算 思考或作业 : 教学内容 教学方法 辅助手段 1 概述 （ 1）开环电压放大倍数 Aud→∞。 （ 2）输入电阻 rid→∞。 ＋ UCCV3V4ui－ UCC＋－uoRLR3V2V1R2R1（ 3）输出电阻 rod→ 0 此外还有 :没有失调 ,没有失调温漂 ,共模抑制比趋于无穷大等。 尽管理想运放并不存在 ,但由于集成运放的技术指标都比较接近理想值 ,在具体分析时将其理想化是允许的 ,这种分析所带来的误差一般比较小 ,可以忽略不计。 集成运放工作在线性区的必要条件是引入深度负反馈。 当集成运放工作在线性区时 ,输出电压在有限值之间变化 ,而集成运放的 Aud→∞ ,则 uid=uod/Aud≈ 0,由 uid=u＋ － u－ , u＋ =u－ 上式说明 ,同相端和反相端电压几乎相等 ,所以称为 虚假短路 ,简称 “虚短 ” rid→∞ ,得 i＋ =i－ =0 上式说明 ,流入集成运放同相端和反相端的电流几乎为零 ,所以称为虚假断路 ,简称 “虚断 ”。 当集成运放工作在开环状态或外接正反馈时 ,由于集成运放的 Aud 很大 ,只要有微小的电压信号输入 ,集成运放就一定工作在非线性区。 其特点是 :输出电压只有两种状态 ,不是正饱和电压＋ Uom,就是负饱和电压－Uom。 （ 1）当同相端 电压大于反相端电压 ,即 u＋ u－ 时 , uo=＋ Uom （ 2）当反相端电压大于同相端电压 ,即 u＋ u－ 时 , uo=－ Uom 综上所述 ,在分析具体的集成运放应用电路时 ,首先判断集成运放工作在线性区还是非线性区 ,再运用线性区和非线性区的特点分析电路的工作原理。 1 比例运算放大器 反相输入比例运算电路 输出电压与输入电压成比例关系 ,且相位相反。 此外 ,由于反相端和同相端的对地电压都接近于零 ,所以集成运放输入端的共模输入电压极小 ,这就是反相输入电路的特点。 当 R1=Rf=R 时 ,输入电压 与输出电压大小相等 ,相 位相反 , 由于反相输入比例运算电路引入的是深度电压并联负反馈 ,所以， 输入电阻为 输出电阻为 ( a )u ou iR l R fi l i f＋163。 R 2( b )A＋163。 ＋u iR 1i 1 Au ＋u 163。 i 163。 i ＋R 2R fi fu o161。 222。 同相输入比例运算电路 输入信号 ui 经过外接电阻 R2 接到集成运放的同相端 ,反馈电阻接到其反相端 ,构成电压串联负反馈。 ＋163。 ＋R 2R 1u ii ii fR fu oi ＋ R2u iR 1i iR fu oi f＋163。 ( a ) ( b )161。 222。 当 Rf=0 或 R1→∞时 ,如图所示 , 即输出电 压与输入电压大小 相等 ,相位相同 ,该电路称为电压跟随器。 由于同相输入比例运算电路引入的是深度电压串联负反馈 ,所以， 输入电阻为 rif=（ 1+AF） rid 11 1 RAFrRr idif  01  AFrr odof111,1 RRuuARRRuuuuufiouffoii ifo uRRu )1( 1 输出电阻为 2 加减运算 实现了各信号按比例进行加法运算。 ＋163。 ＋R 4u oR fi fi iR nR 2R 1i 1i 2i nu i 1u i 2u in161。 161。 222。 )(,2211122211121niniiffoninniiniifRuRuRuRiRuRuiRuiRuiiiiiii 如取 R1=R2=…=Rn=Rf uo=—(ui1+ui2+…+uin),实现了各输入信号的反相相加。 ＋163。 ＋R 1R 3R fu o 1u i1R 2( c )161。 222。 当R1=R2=R3=Rf=R 时 ,uo=ui1－ ui2。 在理想情况下 ,它的输出电压等于两个输入信号电压之差 ,具有很好的抑制共模信号的能力。 但是 ,该电路作为差动放大器有输入电阻低和增益调节困难两大缺点。 因此 ,为了满足输入阻抗和增益可调的要求 ,在工程上常采用多级运放组成的差动放大器来完成对差模信号的放大。 3 微分与积分电路 微分电路 01  AFrr odof211323112121))(1()1(ififfifooouRRuRR RRRuRRuRRuuu  ＋163。 ＋u iRCi CAi R Ru o( a )u iu ott( b )OO161。 222。 dtduRCRiudtduCiiRoiC 积分电路 ＋163。 ＋u iRAi RRCi Cu o( a ) ( b )u iu oOOtt161。 222。 dtuRCdtRuCdtiCu CiCo   111 第 19 讲 第 3 章 第 2 节 第 14 周 星期 第 节 标题 : 第三章 集成运算放大器的应用 教学目标 、有源整流电路的电路及应用 教学重点、难点： 低通、高通、带通、带阻电路及应用，电压比较器电路及应用 思考或作业 : 作业 4 习题集 4 教学内容 教学方法 辅助手段 1 有源整流电路 R 163。 177。 ＋163。 ＋u iRV １R fV 163。 178。 u o′ u o( a )u ou iO( b )161。 222。 u iOtu otO( c ) 图中 ,V V2。