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1、模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.1 信号信号1.3 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号1.2 信号的频谱信号的频谱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概述 电子电路电子电路由若干相互联接、相互作用的基本电由若干相互联接、相互作用的基本电子电路组成的、具有特定功能的电路整体子电路组成的、具有特定功能的电路整体分：分：数字电子电路数字电子电路模拟电子电路模拟电子电路模数混合电路模数混合电路集成电路集成电路分立原件电路分立原件电路数字电路数字电路处理数字信号的电路称之处理数字信号的电路称之,Digital Circuit模拟电路模拟电路处理模拟信
2、号的电路称之处理模拟信号的电路称之,Analog Circuit在时间和幅值上都是连续的信号，例如：在时间和幅值上都是连续的信号，例如：在时间和幅值上都是离散的信号，例如在时间和幅值上都是离散的信号，例如0、1数字量数字量 模拟电子技术基础模拟电子技术基础研究各种半导体器件的性研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科。能、电路及其应用的学科。 生产实践中大量使用的收音机、录音机、示波器、生产实践中大量使用的收音机、录音机、示波器、信号发生器、温控装置等，都属于模拟电路或模信号发生器、温控装置等，都属于模拟电路或模数混合电路的范围。数混合电路的范围。 随着电子技术的飞速发展，分立元件电路正逐
3、步随着电子技术的飞速发展，分立元件电路正逐步被集成电路所取代，模拟电路也逐步走向模数混被集成电路所取代，模拟电路也逐步走向模数混合化，但是，集成电路的发展与分立元件电路、各合化，但是，集成电路的发展与分立元件电路、各种半导体器件的发展有着密不可分的关系，所以，种半导体器件的发展有着密不可分的关系，所以，本课程以分立元件、小规模集成电路的介绍为主。本课程以分立元件、小规模集成电路的介绍为主。 模电模电“魔魔”电电教学方法：教学方法：课堂讲课课堂讲课 每章小结每章小结 思考题思考题作业作业 作业反馈作业反馈实验实验 答疑答疑课程网页：课程网页：网络资源模拟电路最基本的模拟电路最基本的处理信号的功能
4、处理信号的功能1.信号：信号： 信息的载体信息的载体 1.1 信号信号温度、气压、风速、声音等温度、气压、风速、声音等传感器（传感器（信号源信号源）连续变化的电信号（模拟信号）连续变化的电信号（模拟信号）放大、滤波放大、滤波驱动负载（显示装置、扬声器等）驱动负载（显示装置、扬声器等）微音器输出的某一段信号的波形微音器输出的某一段信号的波形如何表达？2. 电信号源的电路表达形式电信号源的电路表达形式戴戴维维宁宁等等效效：将将信信号号源源等等效效为为一一个个理理想想电电压压源源与与内内阻阻相相串串联联的的形式。形式。 1.1 信号信号诺顿等效诺顿等效戴维宁等效戴维宁等效理想电压源：理想电压源：a、
5、b端开路时的开路电压端开路时的开路电压内内阻阻：所所有有电电压压源源短短路路、电电流流源源开开路路时时，从从a、b端端往往左左看看进去的等效电阻。进去的等效电阻。诺顿等效：诺顿等效：将信号源等效为一个将信号源等效为一个理想电流源理想电流源与与内阻内阻相并联的形式。相并联的形式。理想电流源：理想电流源：a、b端短路时的短路电流端短路时的短路电流内内阻阻：所所有有电电压压源源短短路路、电电流流源源开开路路时时，从从a、b端端往往左左看看进去的等效电阻。进去的等效电阻。电压源等效电路电压源等效电路电流源等效电路电流源等效电路 简单的电信号可以用公式表达：简单的电信号可以用公式表达： 解决办法解决办法
6、频谱分析频谱分析 复复杂杂的的电电信信号号的的表表达达依依赖赖于于其其特特征征参参数数，这这些些特征参数是设计电子系统的依据。特征参数是设计电子系统的依据。1. 电信号的电信号的时域时域表示表示A A. 正弦信号正弦信号 1.2 信号的频谱信号的频谱时域时域时域时域横轴为时间横轴为时间为表达正弦信号的特征参数为表达正弦信号的特征参数简单，所以作为标准信号测试模拟电路简单，所以作为标准信号测试模拟电路B B. 方波信号方波信号 满满足足狄狄利利克克雷雷条条件件，展展开开成成傅里叶级数傅里叶级数直流分量直流分量其中其中基波分量基波分量三次谐波分量三次谐波分量方波的时域表示方波的时域表示 2. 电信
7、号的频域表示电信号的频域表示频谱频谱A A. 正弦信号正弦信号频谱：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和相位将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。频域频域频率域，横轴为频率（角频率）频率域，横轴为频率（角频率）幅度谱幅度谱相位谱相位谱B B. 方波信号方波信号幅度谱幅度谱相位谱相位谱 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（0 w w ）C C. 非周期信号非周期信号傅里叶变换：傅里叶变换： 截截取取适适当当频频率率范范围围的的信信号号，可可以以不
8、不致太多影响信号特征致太多影响信号特征带宽带宽离散频率函数离散频率函数周期信号周期信号连续频率函数连续频率函数非周期信号非周期信号气温波形气温波形 气温波形的频谱函数（示意图）气温波形的频谱函数（示意图）一个周期内包含了全一个周期内包含了全部特征参数部特征参数 信信号号的的频频谱谱特特性性是是电电子子系系统统有有关关频频率特性的主要设计依据。率特性的主要设计依据。 1.3 放大电路模型放大电路模型 由于模拟电路中传感器检测的信号一般很微弱，由于模拟电路中传感器检测的信号一般很微弱，所以，信号放大是模拟电路最基本的处理信号的功所以，信号放大是模拟电路最基本的处理信号的功能，由放大电路来实现。能，
9、由放大电路来实现。放大电路也是构成模拟电路的基本单元电路。放大电路也是构成模拟电路的基本单元电路。本课程将介绍若干基本放大电路。本课程将介绍若干基本放大电路。1. 放大电路的符号放大电路的符号信号源信号源负载负载：输入电压：输入电压：输入电流：输入电流：输出电压：输出电压：输出电流：输出电流：电压增益（电压放大倍数）：电压增益（电压放大倍数）：电流增益（电流放大倍数）：电流增益（电流放大倍数）：互阻增益，单位：互阻增益，单位： ：互导增益，单位：互导增益，单位：S S电压放大电路电压放大电路电流放大电路电流放大电路互阻放大电路互阻放大电路互导放大电路互导放大电路负载开路时的电压增益负载开路时的
10、电压增益输入电阻输入电阻从从负负载载端端看看进进去去的的放放大电路的输出电阻大电路的输出电阻2. 放大电路模型放大电路模型A. 电压放大模型：电压放大模型：戴维宁等效戴维宁等效由输出回路得由输出回路得则电压增益为则电压增益为由此可见由此可见即负载的大小会影响增益的大小即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？ （考虑改变放大电路的参数）（考虑改变放大电路的参数）理想情况理想情况 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，则希望要想减小衰减，则希望？：电流增益（电流放大倍数）：电流增益（电流
11、放大倍数）B. 电流放大模型（诺顿等效）电流放大模型（诺顿等效）负载短路时的负载短路时的 电流增益电流增益由输出回路得由输出回路得则电流增益为则电流增益为由此可见由此可见要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？理想情况理想情况由输入回路得由输入回路得要想减小对信号源的衰减，则希望要想减小对信号源的衰减，则希望？理想情况理想情况C. 互阻放大模型（自学）互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端输入输出回路没有公共端D. 互导放大模型（自学）互导放大模型（自学）E. 隔离放大电路模型（抗干扰）隔离放大电路模型（抗干扰）注注意意：图图1.4.2的的电电路路模模型型可可以以由由戴戴维维
12、宁宁诺诺顿顿等等效效变变换换原原理理进进行行互互换换，但但一一般般根根据据电电路路概概念念明明确确的原则选择等效电路。的原则选择等效电路。 1.4 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标1. 输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻测量电路：测量电路：对输入为电压信号的放大电路，输入电阻越大越好；对输入为电压信号的放大电路，输入电阻越大越好；对输入为电流信号的放大电路，输入电阻越小越好。对输入为电流信号的放大电路，输入电阻越小越好。输入电阻决定放大电路对信号源的衰减。输入电阻决定放大电路对信号源的衰减。2. 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻所所有有电电压压源源短短路路、电电流流源源开开路路时时，
13、从从负负载载端端往往左看进去的等效电阻。左看进去的等效电阻。测量电路：测量电路： 另一测量方法：另一测量方法：运算得：运算得：负负载载开开路路时时，测测得得开开路电压：路电压：接上负载时，测得负载电压：接上负载时，测得负载电压：输出电阻决定放大电路带负载的能力。输出电阻决定放大电路带负载的能力。对输出量为电压信号的放大电路，输出电阻越小越好；对输出量为电压信号的放大电路，输出电阻越小越好；对输出量为电流信号的放大电路，输出电阻越大越好。对输出量为电流信号的放大电路，输出电阻越大越好。输出量（电压、电流）随负载变化的程度。输出量（电压、电流）随负载变化的程度。注意：输入、输出电阻为交流参数注意：
14、输入、输出电阻为交流参数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出信号能量的能力。转换为输出信号能量的能力。其中其中四种增益四种增益常用分贝（常用分贝（dBdB）表示。）表示。4. 频率响应频率响应5. 非线性失真非线性失真本章小结1.1.信号源的两种电路表达形式：戴维宁、诺信号源的两种电路表达形式：戴维宁、诺顿。顿。2.2.电信号的两种表达方式：时域、频域。电信号的两种表达方式：时域、频域。3.3.放大电路的放大电路的4 4种形式及其等效电路模型。种形式及其等效电路模型。4.4.放大电路的主要性能指标（交流）：放大电路的主要性能指标（交流）：R Ri i、R RO O、增益。增益。作业1.2.1(1)(3)1.2.1(1)(3)1.4.11.4.11.5.11.5.11.5.31.5.3
