放大电路的模型和性能指标课件

电子技术基础电子技术基础模拟部分模拟部分 （第六版）（第六版）华中科技大学华中科技大学 张林张林电子技术基础模拟部分 （第六版）华中科技大学 张1电子技术基础模拟部分电子技术基础模拟部分1 1 绪论绪论2 2 运算放大器运算放大器3 3 二极管及其基本电路二极管及其基本电路4 4 场效应三极管及其放大电路场效应三极管及其放大电路5 5 双极结型三极管及其放大电路双极结型三极管及其放大电路6 6 频率响应频率响应7 7 模拟集成电路模拟集成电路8 8 反馈放大电路反馈放大电路9 9 功率放大电路功率放大电路10 10 信号处理与信号产生电路信号处理与信号产生电路11 11 直流稳压电源直流稳压电源电子技术基础模拟部分1 绪论21 1 绪论绪论1.1 1.1 信号信号1.2 1.2 信号的频谱信号的频谱1.3 1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.4 1.4 放大电路模型放大电路模型1.5 1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1 绪论1.1 信号31.1 信号信号1.信号：信号：信息的信息的载载体体微音器微音器输输出的某一段信号的波形出的某一段信号的波形1.1 信号1.信号：信息的载体微音器输出的某一段信41.1 信号信号2.电电信号源的信号源的电电路表达形式路表达形式电电子子系系统统Rsi+-vS电压电压源等效源等效电电路路电电流源等效流源等效电电路路电电子子系系统统RsiiS戴戴维维宁宁诺诺顿顿转换转换1.1 信号2.电信号源的电路表达形式电子系统Rsi+-51.2 信号的频谱信号的频谱1.正弦信号正弦信号时时域域频域域1.2 信号的频谱1.正弦信号时域频域61.2 信号的频谱信号的频谱2.方波信号方波信号 满满足足狄狄利利克克雷雷条条件件，展展开成傅里叶开成傅里叶级级数数直流分量直流分量其中其中基波分量基波分量三次三次谐谐波分量波分量方波的方波的时域表示域表示 基波角基波角频频率率1.2 信号的频谱2.方波信号 满足狄利克雷71.2 信号的频谱信号的频谱2.方波信号方波信号频谱：信号的振幅和相位随：信号的振幅和相位随频率率变化的分布称化的分布称为该信号的信号的频谱。幅度幅度谱相位相位谱傅里叶傅里叶级级数的数的标标准形式准形式1.2 信号的频谱2.方波信号频谱：信号的振幅和相位随频81.2 信号的频谱信号的频谱3.非周期信号非周期信号傅里叶傅里叶变换变换：通通过过快快速速傅傅里里叶叶变变换换（FFT）可可迅迅速速求求出出非非周周期期信信号号的的频频谱谱函函数。数。非非周周期期信信号号包包含含了了所所有有可可能能的的频频率成分率成分离散离散频频率函数率函数周期信号周期信号连续频连续频率函数率函数非周期信号非周期信号气温波形气温波形 气温波形的气温波形的频谱函数（示意函数（示意图）截止角截止角频频率率1.2 信号的频谱3.非周期信号傅里叶变换：91.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号处处理模理模拟拟信号的信号的电电子子电电路称路称为为模模拟电拟电路。路。模模拟拟信号：在信号：在时间时间和幅和幅值值上都是上都是连续连续的信号。的信号。数字信号：在数字信号：在时间时间和幅和幅值值上都是离散的信号。上都是离散的信号。1.3 模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电101.4 放大电路模型放大电路模型电压电压增益（增益（电压电压放大倍数）放大倍数）电电流增益流增益互阻增益互阻增益互互导导增益增益1.放大放大电电路的符号及模路的符号及模拟拟信号放大信号放大信号源信号源负载负载1.4 放大电路模型电压增益（电压放大倍数）电流增益互阻增111.4 放大电路模型放大电路模型2.放大放大电电路模型路模型 放放大大电电路路是是一一个个双双口口网网络络。从从端端口口特特性性来来研研究究放放大大电电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电电路。路。输输入端口特性可以等效入端口特性可以等效为为一个一个输输入入电电阻阻 输输出端口可以根据不同情况等效成不同的出端口可以根据不同情况等效成不同的电电路形式路形式1.4 放大电路模型2.放大电路模型 放大电路是一121.4 放大电路模型放大电路模型2.放大放大电电路模型路模型负载负载开路开路时时的的 电压电压增益增益A.电压电压放大模型放大模型 输输入入电电阻阻 输输出出电电阻阻由由输输出回路得出回路得则电压则电压增益增益为为由此可由此可见见即即负载负载的大小会影响增益的大小的大小会影响增益的大小要想减小要想减小负载负载的影响，的影响，则则希望希望？（考（考虑虑改改变变放大放大电电路的参数）路的参数）理想情况理想情况1.4 放大电路模型2.放大电路模型负载开路时的A.131.4 放大电路模型放大电路模型 另另一一方方面面，考考虑虑到到输输入入回回路路对对信信号号源源的的衰减衰减理想情况理想情况有有要想减小衰减，要想减小衰减，则则希望希望？A.电压电压放大模型放大模型1.4 放大电路模型 另一方面，考虑到输入回路对信号源141.4 放大电路模型放大电路模型B.电电流放大模型流放大模型 关关心心输输出出电电流流与与输输入入电电流流的的关系关系1.4 放大电路模型B.电流放大模型 关心输出电流与151.4 放大电路模型放大电路模型负载负载短路短路时时的的 电电流增益流增益由由输输出回路得出回路得则电则电流增益流增益为为由此可由此可见见要想减小要想减小负载负载的影响，的影响，则则希望希望？理想情况理想情况由由输输入回路得入回路得要想减小要想减小对对信号源的衰减，信号源的衰减，则则希望希望？理想情况理想情况B.电电流放大模型流放大模型1.4 放大电路模型负载短路时的由输出回路得则电流增益161.4 放大电路模型放大电路模型C.互阻放大模型（自学）互阻放大模型（自学）输输入入输输出回路没有公共端出回路没有公共端D.互互导导放大模型（自学）放大模型（自学）E.隔离放大隔离放大电电路模型路模型1.4 放大电路模型C.互阻放大模型（自学）输入输出回路171.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1.输输入入电电阻阻或或1.5 放大电路的主要性能指标1.输入电阻或181.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标2.输输出出电电阻阻注意：注意：输输入、入、输输出出电电阻阻为为交流交流电电阻阻1.5 放大电路的主要性能指标2.输出电阻注意：输入、输191.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标3.增益增益 反反映映放放大大电电路路在在输输入入信信号号控控制制下下，将将供供电电电电源源能能量量转换为输转换为输出信号能量的能力。出信号能量的能力。四种增益四种增益其中其中常用分常用分贝贝（dBdB）表示。）表示。“甲甲放放大大电电路路的的增增益益为为-20-20倍倍”和和“乙乙放放大大电电路路的的增增益益为为-20dB”-20dB”，问问哪个哪个电电路的增益大？路的增益大？1.5 放大电路的主要性能指标3.增益 反映放大电201.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标4.频频率响率响应应A.A.频频率响率响应应及及带宽带宽 电压电压增益可表示增益可表示为为 在在输输入入正正弦弦信信号号情情况况下下，输输出出随随输输入入信信号号频频率率连连续续变变化化的的稳态稳态响响应应，称，称为为放大放大电电路的路的频频率响率响应应。或写或写为为其中其中1.5 放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及211.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标其中其中普通音响系普通音响系统统放大放大电电路的幅路的幅频频响响应应高频区高频区中频区中频区低频区低频区3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）直直流流放放大大电电路路的的幅幅频频响响应应与与此有何区此有何区别别？4.频频率响率响应应A.A.频频率响率响应应及及带宽带宽 1.5 放大电路的主要性能指标其中普通音响系统放大电路的幅221.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标B.B.频频率失真（率失真（线线性失真）性失真）幅度失真：幅度失真：对对不不同同频频率率的的信信号号增增益不同，益不同，产产生的失真。生的失真。基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波4.频频率响率响应应1.5 放大电路的主要性能指标B.频率失真（线性失真）幅度231.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标相位失真：相位失真：对对不不同同频频率率的的信信号号时时延不同，延不同，产产生的失真。生的失真。B.B.频频率失真（率失真（线线性失真）性失真）4.频频率响率响应应幅度失真：幅度失真：对对不不同同频频率率的的信信号号增增益不同，益不同，产产生的失真。生的失真。1.5 放大电路的主要性能指标相位失真：对不同频率的241.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标5.非非线线性失真性失真 由由元元器器件件非非线线性性特特性性引起的失真。引起的失真。非非线线性失真系数性失真系数:Vo1是是输输出出电电压压信信号号基基波波分分量量的的有有效效值值，Vok是是高高次次谐谐波波分分量量的的有有效效值值，k为为正整数。正整数。end1.5 放大电路的主要性能指标5.非线性失真 25