第9章基本放大电路0
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第九章理想运算放大电路及应用9-1.填空(1)理想集成运放的A od= ,r id= ,r od= ,K CMR= 。
(2)运算放大器组成运算电路必须引入反馈,在电压比较器中则应。
(3)欲实现电压放大倍数Au=-100应该选用电路。
(4)欲实现电压放大倍数Au=+100应该选用电路。
(5)比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地。
答案:(1)∞,∞,0,∞。
(2)负反馈,开环或加入正反馈。
(3)反相比例放大电路。
(4)同相比例放大电路。
(5)反相。
9-2.判断下列说法是否正确。
(1)运算电路中集成运放一般工作在线性区。
()(2)反相比例运算电路输入电阻很大,输出电阻很小。
()(3)虚短是指集成运放两个输入端短路。
()(4)同相比例运算电路中集成运放的共模输入电压为零。
()(5)单限比较器的抗干扰能力比迟滞比较器强。
()(6)无源滤波电路带负载后滤波特性将发生变化。
()(7)因为由集成运放组成的有源滤波电路往往引入深度电压负反馈,所以输出电阻趋于零。
()(8)由于有源滤波电路带负载后滤波特性基本不变,即带负载能力强,所以可将其用作直流电源的滤波电路。
()(9)无源滤波器不能用于信号处理。
()(10)按照将积分运算电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现微分运算的思路,将低通滤波电路置于集成运放的负反馈通路中就可实现高通滤波。
()答案:(1)对;在运算电路中,为使集成运放工作在线性区,一定要引入负反馈,只有在引入深度负反馈的条件下,输出电压与输入电压运算关系才几乎仅仅决定于反馈网络和输入网络。
(2)错;反相运算电路输入电阻与反相输入端所接电阻大小有关。
(3)错;“虚短”的含义不是说两个端短路,而是指两个端电位近似相等。
(4)错;同相比例运算电路输入单端输入模式。
(5)错;迟滞比较器的抗干扰能力强于单限比较器。
(6)对;本题考查是否理解“有源”和“无源”滤波电路的特点。
有源滤波电路有其局限性,主要表现在:一是频率响应受组成它的晶体管、集成运放频率参数的限制。
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的,其中第一级称为输入级,最后一级称为输出级,其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器,其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级,而且输出信号的功率要比输入信号的功率大,输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号,在对电路进行性能分析与测试时,常以它作为输入信号。
因此,也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2,它们起着传递信号,隔离直流的作用,电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小,一般为几微法至几百微法,因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时,放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用,输入端和输出端不会有电压与电流。
可见,静态时,除了输入端与输出端外,晶体管各极电压与电流都是直流,其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时,放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端,使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动,但方向不变,即u BE 始终大于零,发射结保持正向偏置,晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE =U BE +u be 。
忽略C 1上的交流电压降,则u be =u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化,而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量,其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
第9 章自测题、习题解答自测题9一、功率放大器和电压放大器没有本质区别,但也有其特殊问题,试简述功率放大器的特点。
解:功率放大电路与电压放大电路本质上没有区别,功率放大电路既不是单纯追求输出高电压,也不是单纯追求输出大电流,而是追求在电源电压确定的情况下,输出尽可能大的不失真的信号功率,功率放大器的特点: 1. 输出功率要大 2. 转换效率要高 3. 非线性失真要小。
二、分析下列说法是否正确,凡对者在括号内打“V”,凡错者在括号内打“X” 。
(1)在功率放大电路中,输出功率愈大,功放管的功耗愈大。
()(2)功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下,负载上可能获得的最大交流功率。
()(3)功率放大器为了正常工作需要在功率管上装置散热片,功率管的散热片接触面是粗糙些好。
()(4)当OCL 电路的最大输出功率为1W 时,功放管的集电极最大耗散功率应大于1W。
()(5)乙类推挽电路只可能存在交越失真,而不可能产生饱和或截止失真。
()(6)功率放大电路,除要求其输出功率要大外,还要求功率损耗小,电源利用率高。
()(7)乙类功放和甲类功放电路一样,输入信号愈大,失真愈严重,输入信号小时,不产生失真。
()(8)在功率放大电路中,电路的输出功率要大和非线性失真要小是对矛盾。
()(9)功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是1)都使输出电压大于输入电压;()2)都使输出电流大于输入电流;()3)都使输出功率大于信号源提供的输入功率。
()(10)功率放大电路与电压放大电路的区别是1)前者比后者电源电压高;()2)前者比后者电压放大倍数数值大;()3)前者比后者效率高;()4)在电源电压相同的情况下,前者比后者的最大不失真输出电压大;(11) 功率放大电路与电流放大电路的区别是1 )前者比后者电流放大倍数大;()2)前者比后者效率高;()解:⑴X,当输出电压峰值为0.6Vcc时,功放管的管耗最大约为最大输出功率的五分之一。
168169新授课 )传感器(麦克风),将声音转换成相应的电压信号。
)放大器,将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
)再生器(扬声器),将放大后的电信号还原成声音。
)电源,提供放大器工作所需要的直流电压。
.什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路:)输出信号的功率大于输入信号的功率。
)输出信号波形与输入信号波形相同(不失真)。
用框图表示:输入端:加入需要放大的信号。
输出端:得到放大的输出信号。
组成:一个放大电路必须含有晶体管(或电子管)这样的器件,同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
.放大器的分类)按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器)按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170(a )双电源供电;(b )单电源供电;(c )是(b )图的习惯画法(不画出集电极电源)。
各元器件的作用: ① 晶体管V :工作在放大状态,起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R :它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I (又称偏流),保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R :作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C :起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出,同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间,2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容,使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E :作用一是给晶体管一个合适的工作状态(保证发射结正偏,集电结反偏),二是为放大电路提供能源。
2.静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压:CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图(b )所示是放大电路的直流通路,由于耦合电容的作用,直流只在直流通路内流动,所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉,剩下的即为直流通路。