新电子线路分析与实践 教学课件 张湘洁 等 任务11

•1．电路如图
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•2．工作原理
• (1)v2 正半周时，如图(a)所示，A 点电位高于 B 点电位， 则 V1、V3导通(V2、V4截止)，i1 自上而下流过负载 RL；
• (2)v2 负半周时，如图(b)所示，A 点电位低于 B 点电位， 则 V2、V4 导通(V1、V3 截止)，i2 自上而下流过负载 RL。
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•3．负载和整流二极管上的电压和电流
•(1)负载电压 VL
• •(2)负载电流 IL
•
VL = 0.45 V2
(1.2.1) (1.2.2)
•(3)二极管正向电流 IV 和负载电流 IZ •
(1.2.3)
•(4)二极管反向峰值电压 VRM •
(1.2.4)
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三、教学重点、难点：
• 1、教学重点： • （1）对“整流、滤波”在实现交直流
转换过程中的不同作用的理解。 • （2）通过对电路结构图的分析，引导
学生得出波形分析图，深刻理解整流 与滤波的工作原理，掌握相关计算。 同时培养学生学习专业必备的基本分 析方法与能力。
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• (2)v2 负半周时，A 点电位低于 B 点电位，二极管 V 反 偏截止，则 vL 0。
• 由波形可见，v2 一周期内，负载只用单方向的半个波形， 这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电。
• 上述过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电 v2 变 成脉动直流电 vL。由于电路仅利用 v2 的半个波形，故称为半 波整流电路。
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2、教学难点：

电路
特点
条件
输出
功能
RC微分电 C输出
<<tp (≤0.2 tp)
>>tp (≥3 tp)
尖脉冲
突出变化 量，压低
恒定量
三角波
突出恒定 量，压低
变化量
判断三极管工作状态的条件(NPN管)
截止
放大
饱和
电流条件
IB 0
偏置条件 VBE <0；VBC <0
0 < IB ≤IBS
VBE > VT； VBC<0
IB > IBS= ICS /
VBE >0.7V（Si）； VBC >0
VBE >0.3V（Ge）
几种反相器比较
反相器
电路特点
优点
缺点
J晶体管反相器
为分立元件反相器， 提高输入端抗干扰 能力，基极需另接
电源
电路简单，可靠
体积大，功耗 大
MOS反相器
MOS管为驱动器， 耗电比晶体反相器
负载电阻较大
省
速度低
MOS管作负载
负载为MOS管， 跨导较小
速度较高
负载管一直导 通，功耗较大
CMOS反相器
NMOS管与PMOS 速度快，功耗低，
管互补
易集成
本章小结 模拟电路与数字电路的主要区别
内容
模拟电 路
数字电 路
处理对 象
模拟信 号
数字信 号
典型信 号
正弦波
矩形波
任务 分析方法
不失 真地 放大
实现 逻辑 功能
图解法、 微变等效 电路
逻辑代数
器件工作 的区域
放大区

1 Cu2(t)
0
2
即
WC
1 Cu2 2
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例1.3 电容元件及其参考方向如图所示，已知u =
-60sin100t V，电容储存能量最大值为18J，求电容C
的值及 t = 2π/300 时的电流。
解： 电压 u 的最大值为60V，所以
+ i
1 C 602 18 2
C
36 602
36 3600
UE
U E
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注意：
1. i、u、e 的参考方向可任意假定。但一经选定，分 析过程中不应改变。
2. 电路中标出的方向一律指参考方向。
3. 同一元件的 u、 i 同方向，称为关联参考方向。
+
–
U
I
I R或 U
+ I
RU
– I
R 或U
R
–
+
–
+
关联参考方向
非关联参考方向
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A
A
U
U
B
U=4V
B
U= -4V
第11页/共81页
电源两端的电压
结论： 当电压的参
电动势正方向表示电位升
考方向与电动
电压正方向表示电位降
势的参考方向
A
相反时 U E
A
当电压的参
E
U
E
U 考方向与电动 势的参考方向
B
B
相同时
E 5V
E 5V
U E
U VA VB 5V U VB VA 5V
1.2.5 功率的计算
功率是电场力在单位时间内所做的功。

越大，其支路电流越小，阻值越小，其支路电流越大。
电阻串联电路和电阻并联电路
图2-5
图2-6
伏安法测电阻 伏安法测量电阻是用电流表和 电压表分别测出被测电阻中流过的电流和电 阻两端电压，然后用欧姆定律R=U/I计算出被 测电阻的阻值。
–电压表外接法：适合于测量阻值较大的电阻 ，如 图2-7所示 。
– 特殊电阻的检测
压敏电阻的检测：用万用表的R×1kΩ档测量压敏电阻两引脚之 间的正、反向绝缘电阻，应均为无穷大。
光敏电阻的检测： 1、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指
针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能 越好。
2、将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应
–电压表内接法：适合于测量阻值较小的电阻 ，如 图2-8所示 。
图2-7
图2-8
实训内容及步骤
电阻串连
–按图2-5所示电路在实训电路板上搭接电路。 –测出回路中流过的电流I和各电阻上的电压U1、U2、
U3及总电压U ，验证U＝U1＋U2＋U3
（电容）相应量程上，就可测出电容值。
晶体管测量：
– 将量程功能开关转到hFE位置，被测晶体管PNP型或NPN型的 发射极、基极和集电极的脚插放到相应的E、B、C插座中， 即得hFE参数。
二极管和通断测量：
– 1、将红色测试笔插入“V/”插口中，黑色测试笔插入 “COM”插口中。
– 2、将量程功能开关转到
位置上，红笔接在二极管正
极上，黑笔接在二极管负极上，显示器即显示出二极管的正
向导通压降。如测试笔反接，显示器显示 “1” ，则表示
超过量程，否则表明此二极管反向漏电大。用来测量通断状
态时，如被测量点间的电阻低于30时，蜂鸣器会发出声音

电子线路的应用领域
通信
电子线路在通信领域中应用广 泛，如移动通信、卫星通信、
光纤通信等。
计算机
计算机硬件中的中央处理器、 内存、硬盘等都涉及到电子线 路。
自动化
在自动化生产线上，电子线路 用于控制、检测、驱动等环节 。
医疗器械
电子线路在医疗器械中应用广 泛，如心电图机、超声波诊断
仪等。
电子线路的发展历程
诺顿定理与戴维南定理类 似，它将一个复杂电路等 效为一个简单的电流源和 一个电阻的并联。
最大功率传输定理
最大功率传输定理描述了 当负载电阻等于内阻时， 电路能够传输最大功率。
最小化能量定理
最小化能量定理描述了当 电路处于稳态时，其能量 消耗最小。
03
模拟电子线路
模拟电子线路的基本概念
模拟电子线路的定义
现代发展
随着新材料、新工艺的不断涌现，电子线路正朝着更高频 率、更小体积、更低功耗的方向发展，为人们的生产和生 活带来了更多的便利和可能性。
02
电子线路基础知识
电路元件
电阻器是电子线路中最常用的元件之一，用于限制电 流。它由导体、绝缘体和粘合剂组成，有多种规格和
类型。
输入 标题
电容器
电容器是储存电荷的元件，广泛应用于滤波、耦合、 旁路和调谐等电路中。其基本结构是两个平行的金属 电极中间夹着绝缘介质。
04
数字电子线路
数字电子线路的基本概念
数字电子线路的定义
数字电子线路是研究数字电路中电子 器件的工作原理、电路结构和设计方 法的学科领域。
数字电路的分类
数字电路可分为组合逻辑电路和时序 逻辑电路两大类，分别用于实现逻辑 运算和存储数据等功能。
数字信号的特点

（6）VHDL/Verilog设计输入和仿真。Multisim软件将 VHDL/Verilog的设计和仿真包含进去，使得大规模可编程 逻辑器件的设计和仿真与模拟电路、数字电路的设计和仿 真融为一体，突破了原来大规模可编程逻辑器件无法与普 通电路融为一体仿真的瓶颈。
（7）可以与电路板设计软件无缝连接。Multisim软件 的设计结果可以方便地导出到电路板设计软件中来进行电 路板布线。
图10－2 电路图选项
10.2.3 虚拟仪器的使用 1.数字万用表 Multisim提供的万用表外观和操作与实际的万用表相似，
可以测电流值（A）、电压值（V）、电阻值（Ω）和分贝值 （dB），可测直流或交流信号。万用表有正极和负极两个引 线端，如图10－3所示。
图10－3 数字万用表
2.函数发生器 Multisim提供的函数发生器可以产生正弦波、三角波和 矩形波，信号频率可在1Hz~999MHz范围内调整。信号的幅 值以及占空比等参数也可以根据需要进行调节。信号发生 器有三个引线端口：负极、正极和公共端，如图10－4所示。
图10－6 双通道示波器
示波器的控制面板分为四个部分： 1）Timebase（时间基准） Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。 Xposition（X轴位置）：设置X轴的起始位置。 显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y 轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通 道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显 示电压值。
（4）强大的分析功能。提供了14种仿真分析方法，如 直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪 声分析、失真分析、直流扫描分析、参数扫描分析、零极 点分析、传递函数分析、温度扫描分析、后处理分析等。