模拟电子技术ppt课件.ppt
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1、华中科技大学电信系电子教案 V1.2V1.2模拟电子技术 (第五版)(第五版)1 1课程概况教材:康华光主编:电子技术基础,模拟部分(第五版),高等教育出版社,康华光主编:电子技术基础,模拟部分(第五版),高等教育出版社,2006华成英、童诗白主编:模拟电子技术基础,第四版,高等教育出版社华成英、童诗白主编:模拟电子技术基础,第四版,高等教育出版社 北京,北京,2006陈大钦主编:模拟电子技术基础,华中理工大学版社,陈大钦主编:模拟电子技术基础,华中理工大学版社,2000首选首选参考:参考:学时:学时:56 学时学时先修课程:电路理论,高等数学,大学物理先修课程:电路理论,高等数学,大学物理学
2、分:学分:3.5 学分学分TN01、TN710类其它模拟电子技术参考资料类其它模拟电子技术参考资料2 2重要提醒重要提醒教材教材558页附录页附录B(电路理论简明复习)(电路理论简明复习):十:十分重要!分重要!本教材会不断使用,一定要熟练本教材会不断使用,一定要熟练3 3重要性重要性:现代化重中之重的技术:现代化重中之重的技术该课特点该课特点非线性非线性:电子放大器是一种非线性元件,需要:电子放大器是一种非线性元件,需要用非线性分析方法(图解法、微变等效近似)用非线性分析方法(图解法、微变等效近似)工程性工程性:在足够精确的情况下,为了计算方便,:在足够精确的情况下,为了计算方便,常用近似来
3、化简常用近似来化简微观性微观性:深入到原子电子级分析问题:深入到原子电子级分析问题4 4实践性实践性:很强,动手性很强,需要很好的实践,:很强,动手性很强,需要很好的实践,不实践学不好。不实践学不好。该课特点该课特点(续)(续)复杂性复杂性:易受多种因素影响,如温度,随机性,:易受多种因素影响,如温度,随机性,光照等等影响,参数宜变,参数分散。光照等等影响,参数宜变,参数分散。基础性基础性:后续电子类课程的基础,考研的课程:后续电子类课程的基础,考研的课程之一。之一。主干性主干性:电子类专业主干课程:电子类专业主干课程本课核心本课核心:电子放大器(:电子放大器(本课主要就讲放大本课主要就讲放大
4、)5 5该课特点该课特点(续)(续):公式多:公式多:概念多:概念多:图多:图多:曲线多:曲线多:组态多:组态多:习题多:习题多:资料多:资料多6 6课程的任务:获得电子技术方面的基本理论、基本知识课程的任务:获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养分析问题和解决问题的能力。通过本课和基本技能,培养分析问题和解决问题的能力。通过本课程的学习后:具备应用电子技术的基本能力,为学习后续程的学习后:具备应用电子技术的基本能力,为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。课程和电子技术在专业中的应用打好基础。1.1.能够能够看懂看懂模拟电子电路模拟电子电路2 2.能够能够分析分析模拟电
5、子电路模拟电子电路3 3.能够能够设计设计模拟电子电路模拟电子电路教学目的教学目的7 7学习方法学习方法兴趣是最好的老师,有兴趣才能进入学习状态兴趣是最好的老师,有兴趣才能进入学习状态深刻理解和牢记基本概念、深刻理解和牢记基本概念、曲线曲线、公式和基本方法。、公式和基本方法。多做习题。多做习题。认真做实验。认真做实验。用用“基本基本”抓规律推导扩展内容。抓规律推导扩展内容。要能进入状态要能进入状态8 84 双极结型三极管及放大电路基础(双极结型三极管及放大电路基础(15)1 绪论(绪论(3)3 二极管及其基本电路(二极管及其基本电路(4)5 场效应管放大电路(场效应管放大电路(4)6 模拟集成
6、电路(模拟集成电路(7)7 反馈放大电路(反馈放大电路(7)8 功率放大电路(功率放大电路(3)9 信号处理与信号产生电路(信号处理与信号产生电路(7)10 直流稳压电源(直流稳压电源(3)2 运算放大器(运算放大器(3)9 91.1 信号信号1.2 信号的频谱信号的频谱 1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 1.4 放大电路模型放大电路模型 1.5 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 1.6 电子系统电子系统 1010主要内容主要内容:介绍信号的概念和特性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介绍放大的概念、放大电路的模型和主要性能指标要性能指标基本要求基本
7、要求:了解信号的概念和特性了解信号的概念和特性理解放大的概念理解放大的概念熟悉放大电路的模型和主要性能指标熟悉放大电路的模型和主要性能指标1111我们的课程从电子开始。我们的课程从电子开始。什么是电子什么是电子?引子引子:(电子的特性)(电子的特性)?电子的流动形成电流电子的流动形成电流电子流有很好的移动传输特性电子流有很好的移动传输特性1212电子承载信号电子承载信号获得信息的基本方法!获得信息的基本方法!许多物理量变化能引起电子量的变化许多物理量变化能引起电子量的变化电子能承载信息电子能承载信息信号承载信息信号承载信息自然界中的各种信息可以通过传感器转换成电信号自然界中的各种信息可以通过传
8、感器转换成电信号 将物理量变化转换成电子量的变化的器件称为传感器将物理量变化转换成电子量的变化的器件称为传感器传感器就是电信号的信号源传感器就是电信号的信号源 1313电电子子系系统统RS+-VS电压源等效电路电流源等效电路电电子子系系统统RSIS戴维宁诺顿转换以传感器作为信号源的电路表达:以传感器作为信号源的电路表达:1414信号在时间和数值上都是连续变化的信号称为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 自然界物理量的一般特点:随时间连续变化自然界物理量的一般特点:随时间连续变化传感器输出的电信号:也随时间连续变化传感器输出的电信号:也随时间连续变化模拟信号模拟信号1515
9、模拟信号的时域表达:模拟信号的表示模拟信号的表示能够表达模拟信号随时间的大小变化1616 1.2 信号的频谱信号的种类信号的种类直流直流变化的变化的周期变化的周期变化的非周期变化的非周期变化的能用正弦信号能用正弦信号集合表达集合表达17171.正弦信号时域频域 1.2 信号的频谱频谱:将一个信号分解为正弦信频谱:将一个信号分解为正弦信号的集合,得到其正弦信号幅值号的集合,得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布,称为该信随角频率变化的分布,称为该信号的频谱。号的频谱。18182.方波信号 1.2 信号的频谱B.方波信号时域频域 满足狄利克雷条件,展开成傅里叶级数(周期内分段光滑)直流分量其中基波分
10、量三次谐波分量1919放大器的带宽也可用方波来估计?放大器的带宽也可用方波来估计?放大器的带宽可用扫频仪来测量放大器的带宽可用扫频仪来测量放大器的带宽的测量放大器的带宽的测量根据信号的频谱分布,可以决定用那些有效部根据信号的频谱分布,可以决定用那些有效部分来还原原信号分来还原原信号2020 1.2 信号的频谱3.非周期信号傅里叶变换: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。非周期信号包含了所有可能的频率成分离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号频域时域2121 1.2 信号的频谱信号的表示信号的表示时域:时域:频域:频域:表示信号随时间的大小变化表示信号随时间的大小变化
11、表示信号的频谱分布表示信号的频谱分布电子电路分析用到的信号:电子电路分析用到的信号:直流直流正弦正弦(阶跃,脉冲)(阶跃,脉冲)变化的变化的静态性能静态性能动态性能动态性能通入信号:观察分析电子系统的性能通入信号:观察分析电子系统的性能2222 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路。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。23231.3 模拟信号和数字信号在信号分析中,按时间和幅值的连续性和离散性把信号分为4类:(1)时间连续、数值连续信号;(2)时间离散、数值连续信号;(3)时间连续、数值离散信号;(4)时间离散、数值离散信号。
12、其中第(1)类即前面所述的模拟信号;第(4)类称为数字信号。24241.3 模拟信号和数字信号计算机技术的发展和应用的普及绝大多数电子系统都引入了计算机或微处理器来对信号进行处理。微处理机是数字电路系统,只能处理数字信号,无法直接处理模拟信号需要将模拟信号转换为数字信号。25251.3 模拟信号和数字信号将模拟信号转换为数字信号对模拟信号取样 对取样信号的数字化转换-量化 对数字量编码-26261.3 模拟信号和数字信号编码取样量化27271.3 模拟信号和数字信号1.3.1 根据信号的连续性和离散性分析,气温属于四类信号中的哪一类?水银温度计显示的温度值属于哪一类信号?气象观测员定时从水银温
13、度计读出的温度值属于哪一类信号?2828模拟信号放大是模拟电子技术的主要信号处理形式模拟信号放大是模拟电子技术的主要信号处理形式自然界物理量影响电子流变化通常是很微弱的。自然界物理量影响电子流变化通常是很微弱的。要处理这些信息,必须先放大要处理这些信息,必须先放大1.4 放大电路模型放大电路模型 例如:例如:对手机讲话,语音变成电子流变化,弱对手机讲话,语音变成电子流变化,弱温度使电阻变化,阻挡电子流的能力变化,弱温度使电阻变化,阻挡电子流的能力变化,弱CCD将图像变成电子流。数码相机,将图像变成电子流。数码相机,弱弱2929 1.4.1 放大器的组成组成:组成:放大器本体放大器本体输入端口输
14、入端口输出端口输出端口电源(参考点)电源(参考点)电源中点电源中点作为参考点,作为参考点,不是地不是地一个典型放大器的例子:3030 1.4.2 模拟信号的放大模型主要参数:主要参数:一个双端口网络一个双端口网络放大倍数放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻中频增益中频增益使用受控源表示放大模型使用受控源表示放大模型3131 1.4.2 模拟信号的放大模型信号源信号源负载负载放大倍数放大倍数=输出量输出量输入量输入量重要问题:放大的什么?重要问题:放大的什么?2.分辨率(细节、差异)分辨率(细节、差异)1.幅值幅值3232电压增益(电压放大倍数)电流增益(电流放大倍数)互阻增益(电流转电压)
15、互导增益(电压转电流)1.4.3 模拟信号的放大模型类型3333 1.4.3 放大电路模型类型负载开路时的 电压增益1.电压放大模型输入电阻输出电阻由输出回路得则电压增益为 电压增益是开环增益的一部分 原因?3434 1.4.3 放大电路模型类型1.电压放大模型由此可见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)理想情况3535 1.4.3 放大电路模型类型 另一方面,考虑到输入回路对信号源的衰减理想情况有要想减小衰减,则希望?总结总结?:后级输入电阻要后级输入电阻要?大于前级输出电阻大于前级输出电阻3636电流放大模型 1.4.3放大电路模型类型 关心输
16、出电流与输入电流的关系 2.电流放大模型3737负载短路时的 电流增益电流放大模型由输出回路得则电流增益为由此可见要想减小负载的影响,则希望?理想情况由输入回路得要想减小对信号源的衰减,则希望?理想情况 1.4.3放大电路模型类型38383.互阻放大模型(自学)4.互导放大模型(自学)1.4.3放大电路模型类型3939输入输出回路没有公共端-(变压器隔离、光电隔离)5.隔离放大电路模型(防止高压感应损坏电路)1.4.3放大电路模型类型4040放大电路模型结论放大电路模型三个部分:信号源、放大器、负载放大电路模型三个要素:放大倍数、输入电阻、输出电阻信号源、负载可能有很多种,放大器必须适应,所以
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