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1、第一章,绪 论,1.1 信号与电子系统,1 绪论,1.2 放大电路基本知识,1.3 放大电路的主要性能指标,1.1.1 信号及其分类,微音器输出的某一段信号的波形,1.1 信号与电子系统,信号： 信息的载体,信号的分类：,1、确定信号与随机信号,2、周期信号与非周期信号,3、连续信号与离散信号,时域,气温波形,1.1 信号与电子系统,1.1.1 信号及其分类,模拟信号和数字信号,模拟信号：,u,正弦波信号,锯齿波信号,u,研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。,在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。,
2、数字信号：,数字信号,产品数量的统计。,数字表盘的读数。,数字电路信号：,研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形图表示。,在数字电路中，三极管工作在开关状态下，即工作在饱和状态或截止状态。,1.1.2 电子系统概述,电子系统：由若干相互关联的单元电子电路组成，实现信号产生、传输或处理的电路整体。,1.1 信号与电子系统,1.2 放大电路基本知识,放大是最基本的模拟信号处理功能。,模拟电子中研究的最主要电路：放大电路,这里的“放大”是指把微小的、微弱的电信号的幅度不失真的进行放大。,所谓“不失真
3、”：就是一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅度得到了放大，但它随时间变化的规律不能变。,具有放大特性的电子设备：收音机、电视机、手机、扩音器等等。,1.2.1 模拟信号的放大,一般来说，放大电路就是一个双端口网络。,放大电路 （放大器）,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,信号源,负载,【见教材P5图1-6】,信号源电压,输入电压,输出电压,Rs,信号源内阻,RL,负载电阻,输入电流,输出电流,1.2.2、放大电路的模型：【参见教材P6】,分类标准根据放大电路输入信号的条件和输出信号的要求分类。,四种类型：, 电压放大 对应有一个电压放大倍数，称为电压增益，常用符号 ，表示为：,
4、电流放大,对应有一个电流放大倍数，称为电流增益，常用符号 ，表示为：, 互导放大, 互阻放大,对应有一个互阻增益，表示为：,对应有一个互导增益，表示为：,不 太 常 用 ， 了 解 即 可,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,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,1.2.2. 放大电路模型,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？,1.2.2. 放大电路模型,1. 电压放大模型, 负载短路时的电流增益,2. 电流放大模型,由输出回路得,
5、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,1.2.2. 放大电路模型,C. 互阻放大模型（自学）,输入输出回路没有公共端,D. 互导放大模型（自学）,E. 隔离放大电路模型,1.2.2. 放大电路模型,1.3 放大电路的主要性能指标,性能指标是衡量放大电路品质优劣的标准，同时由这些指标还要来决定放大电路的适用范围。,这里主要讨论,输入电阻,输出电阻,增益,频率响应,【参见教材P8】,决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小,1.输入电阻,1.3 放大电路的主要性能指标,1.3.1 输入电阻与输出电阻,2. 输出电阻
6、,1.3 放大电路的主要性能指标,1.3.1 输入电阻与输出电阻,注意：输入、输出电阻为交流电阻，计算输出电阻时不考虑负载电阻RL,输出电阻的大小决定了放大电路的带负载能力。 即指放大电路输出量随负载变换的程度。,1.3.2 增益,反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。,其中,四种增益,常用分贝（dB）表示。,1.3 放大电路的主要性能指标,1.3.3 频率响应,A.频率响应及带宽,电压增益可表示为,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。,或写为,其中,1.3 放大电路的主要性能指标,该图称为波特图 纵轴：dB 横轴
7、：对数坐标,1.3.3 频率响应,A.频率响应及带宽,其中,普通音响系统放大电路的幅频响应,1.3 放大电路的主要性能指标,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。,1.3 放大电路的主要性能指标,1.3.3 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。,1.3.3 频率响应,1.3 放大电路的主要性能指标,1.3.4 非线性失真,由元器件非线性特性引起的失真。,非线性失真系数:,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。,1.
8、3 放大电路的主要性能指标,1. 放大倍数,实质上就是输出对输入的放大倍数。,电压增益,电流增益,互阻增益,互导增益,无量纲,无量纲,量纲:,量纲:S,2. 输入电阻Ri,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,Ri,Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小，即它决定了放大电路对信号源的要求。,【参见教材P16图1.2.5】,Ri,放大电路,(放大器),输入电阻Ri,+,-,Rs,+,-,+,-,RL,Ri,【参见教材P16图1.2.5】,Ri,放大电路,(放大器),Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越小。放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。,3. 输出电阻Ro,Ro的求法：将信号源短路，即 =0，但保留Rs；且负载RL两端开路，即RL=时,开路,短路,输出电阻Ro,RO越小，负载电阻RL变化时，VO的变化越小，放大电路的带负载能力越强。,在工程上常用以10为底的对数增益表达，其基本单位为B（贝尔，Bel），平时用它的十分之一单位dB（分贝，decibel的缩写）。,
