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1、模拟电子技术,姓名:景喜军班级:1305120230专业:应用电子技术指导老师：覃健日期：2015.11.20,毕业论文,1,目录,1、摘要 2、绪论 3、反馈放大电路 3.1、反馈的概念 3.2、反馈的类型以及判定方法 3.3、负反馈对放大电路的性能影响 3.4、深度负反馈电路的估算 4、功率放大电路 4.1、功率放大电路的特点、指标、分类 4.2、常见的几种功率放大电路 4.3、D类功率放大电路的简介 4.4、集成功率放大器及其应用4 5.参考文献,1,摘要,随着社会进入信息化及电子智能化时代，电子技术 发展越来越迅速，应用越来越广泛，对人类生活的影响也更加深远。 模拟电子技术是一门研究对
2、仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半 导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。,2,关键词 模拟电子技术 反馈放大电路 功率放大电路,3,绪论,模拟电子技术是电子技术的一个方面，它是一个极其美妙的领域， 在这一领域里，数学、物理学、信息工程、电气工程与自动化控制工程等学科找到了一个和谐的结合点，其深厚的理论基础和广泛的实际应用使其具有旺盛持久的生命力。因而，对于许多有关的学科来说，模拟电子技 术是一门非常重要的基础理论课。一般来说，模拟电子技术的是一门应用性、实践性很强的学科。
3、本课程主要研究反馈电路和功率放大电路的性能、电路及其应用。 模拟电子技术是整个电子技术和电力技术的基础，在信号放大、功率放大、整流稳压、模拟量反馈、混频、调制解调电路等领域具有无法替代的作用。,4,第一章 反馈放大电路,5,一、知识框图,本章重点难点,1放大电路中反馈类型的判别方法判断放大电路中反馈类型的方法主要包括五个步骤： （1）通过分析放大电路的输出回路和输入回路之间是否存在相互联系的电路元件来判断是否存在反馈支路； （2）通过瞬时极性法判断反馈的极性。具体为设定输入信号的瞬时极性，通过分析电路中各点对“地”交流电位的瞬时极性来判别正、负反馈，若反馈信号增强外加激励信号，使有效输入信号增
4、强则为正反馈，若使有效信号削弱的则为负反馈； （3）根据反馈信号的成分判断反馈是直流反馈还是交流反馈，一般放大电路中直流负反馈和交流负反馈往往同时存在； （4）通过输出假想短路法来判断反馈是电压反馈还是电流反馈。将反馈放大电路的输出端短路，即vo=0，若反馈信号不存在，说明反馈信号与输出电压成比例，则为电压反馈，若反馈信号仍存在，说明反馈信号与输出电压无关，而与输出电流成比例，则为电流反馈。电压反馈或电流反馈也可通过直观法判断，具体表现为：反馈放大电路的输出端和反馈网络的取样端处在同一个放大电路的同一个电极上, 则为电压反馈，否则为电流反馈,6,（5）根据反馈信号和输入信号在输入端的求和形式不
5、同，判断反馈是属于串联反馈还是并联反馈。具体表现为：对于分立元件构成的放大电路，当反馈信号与输入信号同加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈；若一个信号加在基极，另一个加在发射极，则为串联反馈。对于运放构成的放大电路，反馈信号与输入信号加在同一输入端，则为并联反馈；两信号加在不同输入端，则为串联反馈。2负反馈对放大电路工作性能的影响在放大电路中引入负反馈的目的在于改善放大电路的工作性能，具体表现为： （1）负反馈使电路的放大倍数降低，但能提高电压放大倍数的稳定性，深度负反馈时，最为稳定； （2）改善波形失真； （3）串联负反馈使放大电路的输入电阻增高，并联负反馈则使输入电阻减低； （4）电压负
6、反馈使放大电路的输出电阻减小，具有稳定出电压的作用；而电流负反馈使输出电阻增大（如有RC，则两者并联后，近似等于RC），具有稳定输出电流的作用； （5）展宽通频带。,7,3深度负反馈下闭环增益和闭环电压增益的计算 深度负反馈的特点是反馈信号和输入信号近似相，闭环增益近似等于反馈系数的倒数。 深度负反馈放大电路中其闭环增益的求解步骤为： （1）根据闭环增益近似等于反馈系数的倒数来直接求取闭环增益，并根据反馈组态确定闭环增益的量纲； （2）判断电路中的负反馈是串联负反馈还是并联负反馈（注意：不需要判断反馈是电压负反馈还是电流负反馈）； （3）若为串联负反馈，则得出，列出关于的表达式，若为并联负反馈
7、，则得出，列出关于的表达式；,8,1.1反馈的基本概念,1.定义：在电子系统中，把放大电路输出量（电压电流）的部分或全部，经过一定的电路或元件送回到放大电路的输入端，从而牵制输出量，这种措施叫反馈 2.反馈元件在反馈电路中既与基本放大电路输入回路相连又与输出回路相连的元件，以及与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件，均称为反馈元件。 3.反馈电路的一般框图图1.1中Xi、Xid、Xf、Xo分别表示放大电路的输入信号、净输入信号、反馈信号和输出信号，它们可以是电压量，也可以是电流量。,9,图1.1 反馈放大电路的一般方框图,10,4反馈深度（1+AF） 定义（1AF）为闭环放大电路的反馈
8、深度。 若（1AF）1，则有AfA，这时称放大电路引入的反馈为负反馈。 若（1AF）1，则有AfA，这时称放大电路引入的反馈为正反馈。,12,1.2反馈放大电路的一般表达方式,1. 闭环放大倍数Af定义：基本放大电路的放大倍数2.反馈网络的反馈系数 3.反馈放大电路的放大倍数,11,1.3反馈的类型以及判定方法,1.正反馈与负反馈(1) 正反馈：引入的反馈信号Xf增强了外加输入信号的作用，使放大电路的净输入信号增加，导致放大电路的放大倍数增大的反馈。(2)负反馈：引入的反馈信号Xf削弱了外加输入信号的作用，使放大电路的净输入信号减小，导致放大电路的放大倍数减小的反馈。 2.正负反馈的判定方法常
9、用电压瞬时极性法。 先假定放大电路的输入信号电压处于某一瞬时极性。 按照信号单向传输的方向（见图1.1），同时根据各级放大电路输出电压与输入电压的相位关系，确定电路中相关各点电压的瞬时极性。,13, 根据反送到输入端的反馈电压信号的瞬时极性，确定是增强还是削弱了原来输入信号的作用。如果是增强，则引入的为正反馈；反之，则为负反馈。,14,图1.2反馈极性的判定,1.4交流、直流、电压、电流及串联、并联反馈,交流与直流反馈： 1.定义： 直流反馈：反馈信号中只包含直流成份。 交流反馈：反馈信号中只包含交流成份。 2.判断方法：交流反馈和直流反馈的判定，可以通过画反馈放大电路的交、直流通路来完成。在
10、直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈；在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈；如果在直流通路、交流通路中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。 电压与电流反馈： 1.定义： 电压反馈：反馈信号从输出电压uo采样。 电流反馈：反馈信号从输出电流io采样。,15,2.判断方法： 根据定义判定。 一般电压反馈的采样点与输出电压在相同端点；电流反馈的采样点与输出电压在不同端点。 串联和并联反馈：1.定义： 串联反馈：反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电压的形式相加减，即在输入回路中彼此串联。 并联反馈：反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电流的形式相加减，即在输入回路中彼此并联。2
11、.判断方法：如果输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的不同端点，则为串联反馈；若输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的相同端点，则为并联反馈。,16,17,图1.3 电压、电流反馈和串联、并联反馈的判定,1.5负反馈对放大电路的性能影响,（1）提高放大倍数的稳定性（2）减小环路内的非线性失真 （3）抑制环路内的噪声和干扰 （4）扩展频带 （5）改变输入输出电阻引入负反馈后，可有效地扩展放大电路的通频带。,18,1.5放大电路引入负反馈的一般原则,放大电路引入负反馈的一般原则如下。 要稳定放大电路的静态工作点Q，应该引入直流负反馈。 要改善放大电路的动态性能（如增益的稳定性、稳定输出量、减小失真
12、、扩展频带等），应该引入交流负反馈。 要稳定输出电压，减小输出电阻，提高电路的带负载能力，应该引入电压负反馈。 要稳定输出电流，增大输出电阻，应该引入电流负反馈。 要提高电路的输入电阻，减小电路向信号源索取的电流，应该引入串联负反馈。 要减小电路的输入电阻，要引入并联负反馈。,19,1.6深度负反馈电路的估算,2.5解决放大电路的稳定问题：1.自振荡产生的原因当放大电路的信号频率处于高频或者低频区域时，电路中的极间电容或者隔直耦合电容会产生附加的相位移。2.自激振荡产生的方法电容后相位补偿法,20,1.估算公式,2.深度负反馈放大电路的特点。, 闭环放大倍数Af只取决于反馈系数F，和基本放大电
13、路的放大倍数A无关。 反馈量Xf近似等于输入量Xi，即XiXf。 深度负反馈条件下，反馈环路内的参数可以认为理想。3.估算深度负反馈放大电路电压增益的步骤 （1）确定放大电路中反馈的组态如果是串联负反馈， uiuf，串联负反馈的表现形式如图1.4所示。,21,图1.4 深度串联负反馈uiuf,如果是并联负反馈， iiif ，并联负反馈的表现形式如图1.5所示。,22,图1.5深度并联负反馈iiif,第4章 功率放大电路,4.1功率放大电路的几个问题1.功率放大电路的主要性能指标 功率放大电路有以下特点：（1）输出功率要满足负载需要（2）效率要高 （3）非线性失真尽量小（4）分析估算采用图解法（
14、5）功放中晶体管常工作在极限状态,23,4.2功率放大电路工作状态的分类功率放大电路按其中晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等。在输入信号的一个周期内，甲类功放中晶体管始终工作于导通状态；乙类功放电路中晶体管仅在半个周期内导通；甲乙类功放中晶体管导通时间大于半周而小于全周；丙类功放电路的特征是晶体管导通时间小于半个周期。,24,1.6 四类功率放大电路工作状态示意图,4.3几种常见的功率放大电路,4.3.1 OCL乙类互补对称功率放大电路 1.电路组成和工作原理： OCL（Output Capacitor Less，无输出电容电路）乙类互补对称功率放大电路如图1.6）所示。,
15、25,图1.7 OCL乙类互补对称功率放大电路,性能指标的估算：OCL乙类互补对称功率放大电路图解分析如图1.7，由于两管特性对称，将VT2管的特性曲线倒置后与VT1的特性画在一起，是两管的静态工作点Q重合，形成两管合成曲线。,26,图1.8电压与电流波形图,27,图1.9 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析,（1）输出功率Po最大不失真输出电压最大不失真输出电流故最大不失真输出功率,28,（2）效率：正负两组直流电源提供给电路总的功率为综上所述，我们的到效率的公式：,29,当输出信号达到最大不失真输出时，效率最高，此时（3）单管最大平均管耗PT1max,30,4.4功放管的选管原则：,
16、晶体管的参数必须满足下列条件： 每只晶体管的最大允许管耗（或集电极功率损耗）PCM必须大于PT1max=0.2Pomax； 考虑到当VT2接近饱和导通时，忽略饱和压降，此时VT1管的uCE1具有最大值，且等于2UCC，因此，应选用UCEO2UCC的管子； 通过晶体管的最大集电极电流约为UCC/RL，所选晶体管的ICM一般不宜低于此值。 失真出现在信号通过零值处，称为交越失真。 交越失真波形如图1.9所示。,31,32,图1.9 互补对称功率放大电路的交越失真,33,图2.0 典型OCL甲乙类互补对称功放电路,图2.1 OCL甲乙类互补对称功放电路波形图,结论,回顾模拟电子技术的发展历史，我们可以从中悟出科学技术从产生到发展的某些规律，这种规律将会对我们现在及未来的工作有所指导和帮助，模拟信号在各种状态中连续工作。模拟电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代。 模拟电子技术发展的历史虽短，但应用的领域确是最深最广，它不仅是现代化社会的重要标志，而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础。模拟信号是世间万物工作的方式，也是人类感官感知世界的方式。因此，处理现实世界的光与声等信号，就需要模拟信号处理。,
