基本放大电路其分析方法
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教案放大电路的基本分析方法第一章:放大电路概述1.1 放大电路的定义解释放大电路的基本概念强调放大电路在电子技术中的重要性1.2 放大电路的分类介绍放大电路的常见类型,如放大器、振荡器等分析不同类型放大电路的特点和应用1.3 放大电路的基本组成介绍放大电路的基本组成部分,如电源、输入电阻、输出电阻等强调各个部分在放大电路中的作用和重要性第二章:放大电路的静态分析2.1 静态分析的基本概念解释静态分析和动态分析的区别强调静态分析在放大电路中的重要性2.2 直流静态分析介绍直流静态分析的基本方法分析放大电路的直流工作点选择和稳定性2.3 交流静态分析介绍交流静态分析的基本方法分析放大电路的交流信号传输和响应特性第三章:放大电路的动态分析3.1 动态分析的基本概念解释动态分析和静态分析的区别强调动态分析在放大电路中的重要性3.2 瞬态分析介绍瞬态分析的基本方法分析放大电路在瞬态过程中的响应特性和稳定性3.3 稳态分析介绍稳态分析的基本方法分析放大电路在稳态过程中的信号传输和响应特性第四章:放大电路的频率特性分析4.1 频率特性分析的基本概念解释频率特性分析的含义和重要性强调放大电路在不同频率下的行为差异4.2 放大电路的频率特性介绍放大电路的频率特性的基本方法分析放大电路在不同频率下的增益和相位响应4.3 放大电路的带宽设计介绍放大电路的带宽设计方法和技巧强调带宽设计对放大电路性能的影响和重要性第五章:放大电路的误差分析和补偿5.1 误差分析的基本概念解释误差分析的含义和重要性强调放大电路中误差来源和影响因素5.2 放大电路的误差分析方法介绍放大电路的误差分析的基本方法分析放大电路中的静态误差、动态误差和温度误差等5.3 放大电路的补偿方法介绍放大电路的补偿方法和技巧强调补偿对放大电路性能的改善和稳定性的重要性第六章:放大电路的实际问题分析6.1 热噪声分析解释热噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍热噪声分析的基本方法6.2 闪烁噪声分析解释闪烁噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍闪烁噪声分析的基本方法6.3 非线性失真分析解释非线性失真产生的原因及其对放大电路的影响介绍非线性失真分析的基本方法第七章:放大电路的测试与调整7.1 放大电路的测试方法介绍放大电路的测试方法,如直流参数测试、交流参数测试等强调测试方法在放大电路调试中的重要性7.2 放大电路的调整技巧介绍放大电路调整的基本方法及技巧强调调整对放大电路性能的影响和重要性7.3 放大电路的性能评估介绍放大电路性能评估的基本方法分析评估结果对放大电路性能改进的指导意义第八章:放大电路的设计与应用实例8.1 放大电路的设计流程介绍放大电路设计的基本流程,如需求分析、电路设计、仿真与测试等强调设计流程在放大电路开发中的重要性8.2 放大电路应用实例分析分析放大电路在不同应用领域的实例,如音频放大器、无线通信放大器等强调应用实例在放大电路实际应用中的作用和重要性8.3 放大电路的优化与改进介绍放大电路优化与改进的方法和技巧强调优化与改进对放大电路性能提升的必要性第九章:放大电路的故障诊断与维修9.1 放大电路故障诊断的基本方法介绍放大电路故障诊断的基本方法,如观测法、信号注入法等强调故障诊断方法在放大电路维护中的重要性9.2 放大电路常见故障分析与维修分析放大电路常见故障的原因及其维修方法强调维修对放大电路正常运行的保障作用9.3 放大电路的可靠性提升介绍放大电路可靠性提升的方法和技巧强调可靠性提升对放大电路长期稳定运行的意义第十章:放大电路的未来发展趋势10.1 放大电路技术的发展趋势分析放大电路技术的未来发展趋势,如集成电路、新型材料等强调技术发展趋势对放大电路行业的影响和重要性10.2 放大电路应用领域的拓展分析放大电路在不同应用领域的拓展情况,如物联网、等强调应用领域拓展对放大电路市场需求的影响和重要性10.3 放大电路产业的机遇与挑战分析放大电路产业面临的机遇与挑战,如市场竞争、政策法规等强调应对策略对放大电路产业可持续发展的重要性重点和难点解析一、放大电路的分类及特点理解不同类型放大电路的原理和应用分析放大电路的优缺点二、放大电路的基本组成了解放大电路各组成部分的作用掌握各个元件参数对电路性能的影响三、静态分析和动态分析的方法学会静态和动态分析的基本步骤理解放大电路的工作点和频率响应四、频率特性分析分析放大电路的截止频率和带宽掌握滤波器和补偿技术五、误差分析和补偿方法识别放大电路中的主要误差源学会误差分析和补偿的技术六、实际问题分析探讨放大电路中的噪声问题和失真分析理解非线性失真的影响和测试方法七、测试与调整技巧学习放大电路的测试方法和参数掌握调整技巧以优化电路性能八、设计与应用实例分析分析实际应用中的放大电路设计探讨放大电路在不同领域的应用案例九、故障诊断与维修学习放大电路的故障诊断方法掌握维修技巧以提高电路可靠性十、未来发展趋势探讨放大电路技术的未来发展方向分析新兴应用领域对放大电路的影响本教案围绕放大电路的基本分析方法展开,从放大电路的基本概念、分类、组成到静态和动态分析,再到频率特性、误差分析、测试与调整、设计应用实例、故障诊断与维修,展望未来发展趋势。
基本放大电路是电路的一种,可以应用在电路施工中。
基本放大电路输入电阻很低,一般只有几欧到几十欧,但其输出电阻却很高。
基本直放大电路既可以放大交流信号,也可放大直流信号和变化非常缓慢的信号,且信号传输效率高,具有结构简单、便于集成化等优点,集成电路中多采用这种耦合方式。
放大的概念放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下放大才有意义。
晶体管和场效应管是放大电路的核心元件。
任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加,所以放大电路以正弦波为测试信号。
基本共射放大电路的工作原理(1)设置静态工作点的必要性静态工作点——I 、I 、U原因不设置静态工作点会使输出电压严重失真,输出电压也毫无变化。
Q点不仅会影响电路是否会产生是真,还会影响着放大电路几乎所有的动态系数。
(2)工作原理及波形分析所以选择合适的静态工作点才不会使输出波形产生非线性失真。
基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用,并依靠Rc将电流的变化转化成电压的变化来实现。
放大电路的组成原则(1)组成原则必须根据所用放大管的类型提供直流电源,以便设置合适的静态工作点并做为输出的能源。
电阻取值适当,与电源配合,使放大管有合适的静态工作电流。
输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
当负载接入时,必须保证放大管输出回路的动态电流能够作用于负载,从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
(2)常见的两种共射放大电路直接耦合共射放大电路电路中信号源与放大电路,放大电路与负载电阻均直接相连,故称其为“直接耦合”。
阻容耦合共射放大电路由于C1用于连接信号源与放大电路,电容C2用于连接放大电路与负载,在电子电路中起连接作用的电容就称为耦合阻容。
放大电路的分析方法(1)直流通路与交流通路直流通路——研究静态工作点:电容视为开路;电感线圈视为短路;信号源视为短路,但要保留其内阻。
交流通路——研究动态参数:容量大的电容(如耦合电容)视为短路;无内阻的直流电源(如+Vcc)视为短路。
学校工作总结本学期,我校工作在全体师生的大力支持下,按照学校工作计划及行事历工作安排,紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路,不断强化学校内部管理,着力推进教师队伍建设,进一步提高学校办学水平,提升学校办学品位,取得了显著的成绩。
现将我校一学期来的工作总结如下:一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心,精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动,从培养学生的行为规范,狠抓养成教育入手,注重务实,探索途径,加强针对性、实效性和全面性,真正把德育工作落到实处。
1.强化学生养成教育,培养学生良好习惯。
本学期,我校德育工作十分注重学生的常规管理,尤其重视对学生的养成教育。
一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。
二是以文明监督岗为阵地,继续强化了“文明班集体”的创建评比活动,通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比,增强了学生的竞争意识,同时也规范了学生的行为。
三是继续加大值周检查的力度,要求值周领导、教师、学生按时到岗,在校门口检查、督促学生有秩序出入校园,从而使学生的行为规范时时有人抓,处处有人管,形成了良好的局面。
2.抓好班主任队伍建设,营造全员育人氛围。
班主任是学校德育工作最重要的力量,为了抓好班主任队伍建设,提高班主任素质水平,学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座,在学期末举行了班主任工作交流,在活动中探索行之有效的工作方法,总结经验,交流心得,使班级管理工作更上新台阶。
3.充分发挥主题班队会的教育功能。
主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。
为了充分发挥主题班队会的教育意义,第十三周,四(3)中队举行了“祖国美,家乡好”主题队会观摩活动,有效规范了我校主题中队会程序,强化了主题队会对学生的思想教育作用。
二、学校管理工作1.建立健全规章制度。
学期初,学校制定了出明确的目标计划及管理措施,做到了目标明确、工作具体,有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识,充分调动了全体教师的工作积极性,保障了教育教学工作的顺利开展。
放大电路分析方法放大电路是一种用于提高信号幅度的电路,广泛应用于各种电子设备中。
对于放大电路的分析,有许多不同的方法可供选择。
本文将介绍放大电路的几种常用分析方法,并重点讨论小信号模型法和大信号模型法。
一、小信号模型法小信号模型法是一种基于线性近似的方法,适用于分析非线性电路以及在其中一工作点附近的放大电路。
该方法的基本思想是将非线性电路视为线性电路的叠加,通过线性电路的分析求解非线性电路的行为。
以下是使用小信号模型法进行分析时需要遵循的步骤:1.选取工作点:首先,需要确定放大电路的工作点。
这通常涉及使用直流偏置电路来确定电路的直流工作条件。
2.建立小信号模型:其次,需要将放大电路线性化为小信号模型。
这涉及将非线性的器件(如晶体管)进行局部分析,并简化为线性等效电路。
3.求解等效电路:然后,需要对等效电路进行分析。
这通常涉及使用网络理论和线性系统的分析技巧来求解电路的响应。
4.评估放大性能:最后,需要根据等效电路的分析结果评估放大电路的性能。
这通常涉及计算增益、输入阻抗、输出阻抗等指标。
小信号模型法的优点是可以提供对放大电路行为的定量分析。
然而,由于其基于线性近似,只适用于工作点附近的小信号分析。
二、大信号模型法大信号模型法是一种基于非线性分析的方法,适用于分析工作点偏离很远的放大电路,或者涉及大信号激励的情况。
该方法的基本思想是直接分析非线性放大电路的行为,忽略器件的非线性特性。
以下是使用大信号模型法进行分析时需要遵循的步骤:1.建立非线性模型:首先,需要建立器件的非线性模型。
这可以通过等效电路、传输特性等方式实现。
2.求解非线性方程:其次,需要根据非线性模型和电路拓扑关系,建立非线性方程。
这通常涉及使用基本的电路分析技巧,如基尔霍夫定律。
3.进行数值模拟:然后,可以使用数值模拟工具,如SPICE软件,来求解非线性方程。
这可以提供对电路行为的详细分析。
4.评估放大性能:最后,可以根据数值模拟结果评估放大电路的性能。
二、基本放大电路及其分析方法一个放大器一般是由多个单级放大电路所组成,着重讨论双极型半导体三极管放大电路的三种组态,即共发射极,共集电极和共基极三种基本放大电路。
从共发射极电路入手,推及其他二种电路,其中将图解分析法和微变等效电路分析法,作为分析基础来介绍。
分析的步骤,首先是电路的静态工作点,然后分析其动态技术指标。
对于放大器来说,主要的动态技术指标有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
.共射极基本放大电路的组成及放大作用在实践中,放大器的用途是非常广泛的,它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到所要求的数值,为了了解放大器的工作原理,先从最基本的放大电路学习:图称为共射极放大电路,要保证发射结正偏,集电极反偏Ib=(V BB-V BE)/Rb,对于硅管V BE约为左右,锗管约为左右,I B=/Rb这个电路的偏流I B决定于V BB和Rb的大小,V BB和Rb 一经确定后,偏流I B就固定了,所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻,电容Cb1和Cb2为隔直电容或耦合电容,在电路中的作用是“传送交流,隔离直流”,放大作用的实质是利用三极管的基极对集电极的控制作用来实现的.如下图上图是共射极放大电路的简化图,它在实际中用得比较多的一种电路组态,放大电路的主要性能指标,常用的有放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、非线性失真、频率失真以及输出功率和效率等。
对于不同的用途的电路,其指标各有侧重。
初步了解放大电路的组成及简单工作原理后,就可以对放大电路进行分析。
主要方法有图解法和微变等效法。
.图解分析法静态工作情况分析当放大电路没有输入信号时,电路中各处的电压,电流都是不变的直流,称为直流工作状态简称静态,在静态工作情况下,三极管各电极的直流电压和直流电流的数值,将在管子的特性曲线上确定一点,这点称为静态工作点,下面通过例题来说明怎样估算静态工作点。
解:Cb1与Cb2的隔直作用,对于静态下的直流通路,相当于开路,计算静态工作点时,只需考虑图中的Vcc、Rb、Rc及三极管所组成的直流通路就可以了,I B=(Vcc-)/Rb(I C=βI B+I CEO )I C=βI B,V CE=V CC-I C R C如已知β,利用上式可近似估算放大电路的静态工作点。
用图解法确定静态工作点在分析静态工作情况时,只需研究由V CC、R C、V BB、Rb及半导体三极管所组成的直流通路就可以了。
图解步骤如下:a.把放大电路分成非线性和线性两个部分;b.作出电路非线性部分的伏安特性——三极管的输出特性;ic=f(Vce)/ib=40uAc.作出线性部分的伏安特性——直流负载线;作直流负载线由V CE=V CC-i C R C,找出二个特殊坐标点连接M、N两点就是部分的伏安特性。
d.由电路的线性与非线性两部分伏安特性的交点确定静态工作点Q。
.动态工作情况分析当接入正弦信号,电路将处在动态工作情况,我们可以根据输入信号电压Vi,通过图解确定输出电压V0,从而可以得出V0与V I之间的相位关系和动态范围,图解的步骤是先根据输入信号电压V I,在输入特性上画出IB的波形,然后根据I B的变化在输出特性上画出IC 和VCE的波形,如下图:a:根据VI在输入特性上求I B,设V I=b:根据IB在输出特性上求I C和V CE.交流负载线放大器在工作时,输出端总要按上一定的负载,如下图所示这时同于负载电阻RL=4K的接入而受到影响,下面将要讲这种影响的。
静态时由于CB2的隔直作用,RL的接入没有影响,在动态情况,情况就不同了,RL的接入,动态工作情况发生了变化,画出交流通路如图5的右图,画交流通路的原则是:图中的隔直电容看成短路,VCC电源的内阻很小,也看成短路,从图中可以看成iC电流不仅流RC 也流过RL这样在输出回路中RC和RL是并联的,它们的并联值叫做放大器的交流负载电阻即:RL 1 =RC极管的三个工作区域半导体三极管的基本特点是通过电汉控制实现放大作用,放大作用并不是在任何情况下都能实现的,Q点过高,从放大转为饱和,Q点过低时,三极管从放大转为截止这时三极管的工作性质也就发生了变化,饱和、放大、截止称为三极管的三种工作状态,可把三极管的输出特性分成三个区域,即:饱和区、放大区、和截止区。
例题:共射极单管放大电路,如下图所示B=30,其输出特性如下图所示图求画出直流负载线和决定静态工作点画出交流负载线,该放大电路在信号不失真的条件下,能获得的最大输出电压V om是多少?解:IB=VCC/Rb=12V/200K=60uA,由vce=VCC-icRc=12V-ic *4K 得M(12V,0mA),N(0V,3mA)两点,MN线与IB=60uA 的输出特性的交点即为静态工作点Q,Q点对应的电压,电流为:Ic=,Vce=6V,IB=60uA 画出交流负载线根据ic/ vce= -1/RL1的关系,取ic = IC=,相应地有vce=ICRL=*=,其中RL=RC变等效电路分析法如果放大电路的输入信号电压很小,就可以设想把三极管小范围内的特性曲线近似用直线来代替,从而可以把三极管这个非线性的元件所组成的电路作为线性来处理,这就是微变等效电路的指导思想。
三极管的线性电路模型很多,这里讨论的是适用于低频放大电路h参数的微变等效电路,在工程计算中,三极管的线性电路模型是采用简化微变等效,即输入、输出各用一个h参数表示,如下图顾名思义,微变等效电路法分析的对象是微小的变化量即交流量,因此,只能用这种方法来分析放大电路的各项动态性能,而不能用来分析放大电路的静态,即不能用来计算直流量,但动态与静态是有联系的,微变等效电路中的参数是在Q点求出是与IB,IE,VCE等静态值有关系的例题:1 . H参数的确定应用H参数等效电路分析放大器时,首先必须得到三极管在静态工作点处的H参数,由于半导体本身参数的分散性以及参数会随工作点而变化,实际上在计算时不能直接采用手册上提供的数据,因此计算电路之前,首先,必须确定所用三极管在给定的工作点上的H参数。
获得H参数的方法可采用H参数测试仪,或利用晶体管特性图示仪测量和rbe。
rbe也可以借助下面的公式进行估算:rbe=rb+(1+β)re式中rb为基区体电阻,对于低频小功率rb约为200 OHM左右。
Re为发射结电阻,(1+ β)re是折算到基极回路的等效电阻,根据PN结的伏安特性表达式,可以导出re的值为26(mv)/IE(mA),这样上式可改写为rbe=200 OHM +(1+ β)26mV/IE(mA)1.用H 参数等效电路分析共射基本放大电路因此它们都可从电路中除去,其他元件都是按照原来相对位置画出,这样就可得到整个放大电路的微变等效电路,如上图左图所示。
第三步:由于分析和测试时经常采用正弦波作为输入信号电压,所以等交电路中采用复数符号标出各电压和电流3.求电压放大倍数画出微变等效电路后,就可用解线性电路的方法求解。
同图解法一样,我们也是先从放大电路的输入回路入手,在已知输入电压Vi的条件下求出基极电流Ib,然后又落实到输出回路上。
利用Ib求出Ic及V o,从而最后求出电压放大倍数Av:Ib=Vi/rbeIc= βIbV o= - Ic RL1式中RL1 = Rc 确定静态工作点Q因已知β,故可用简单计算法确定Q点IB=Vcc/Rb=12V/300K=40uAIC= βIB=40*40uA== IEVCE=VCC- IC RC= *4K=b .求rbe,利用上面所用的式子,得rbe=200 OHM + (1+β)26(mV)/ IE(mA)=200 OHM+(1+40)26 (mV)/(mA)=866 OHMC.求Av,利用上式,得Av=-βRL1/rbe= - βRc算输入电阻及输出电阻放大电路总是和其他电路联系在一起的,例如它的输入端一定要连接信号源,而它的输出端常与下级电路连在一起或是接上负载,这样就要考虑它们之间的相互影响了。
提出放大器的输入电阻和输出电阻的概念,可以帮助我们解决放大器同信号源之间,放大器同负载之间以及放大器级与级之间的连接问题。
a。
输入电阻和输出电阻的概念当输入信号电压加到放大器的输入端时,放大器就相当于信号源一个负载电阻。
这个负载电阻也就是放大器本身的输入电阻,如下图所示:它相当于从放大器输入端1、1 ’二点向右边看进去的等效电阻,即Ri = Vi/ IiRi的大小影响到实际加于放大器输入端信号的大小。
上图中,把一信号源内阻为Rs,大小为Vs的正弦电压加到放器的输入端,由于输入电阻Ri的存在,致使用实际加到放大器的信号Vi的幅度比Vs要小,即:Vi=Ri Vs/(Rs+Ri)输入电压受到一定的衰减。
因此,输入电阻Ri是衡量放大器对输入电压的衰减程度的重要指标。
另一方面,放大器的输出端在空载和带负载RL时,其输出的电压将有所改变,放大器带负载时的输出电压将比空载时的输出电压有所下降,如空载时的输出电压为V o’,而带负载时的输出电压为V o,则有V o= RL V o’/(Ro+RL)因此从放大器的输出端2,2’往左看,整个放大器可看成是一个内阻为Ro,大小为V o’的电压源,如上图所示,这个等效电源的内阻Ro就是放大器的输出电阻。
V o〈V o’是因为输出电流Io在Ro上产生压降的结果,这是说明Ro越小,带负载前后输出电压的相差越小,亦即放大器受负载影响的程度越小,所以一般用输出电阻Ro来衡量放大器带负载的能力,Ro越小,则放大器带负载的能力越强。
求放大器输出电阻的一种方法,在信号源短路(Vs=0但保留Rs)和负载开路的条件下,在放大器的输出端加入一电压V(代替),在V的作用下,输出端将产生一相应的电流I,则输出电阻为Ro=V/I Vs=0根据这个关系,我们就可以计算各种放大电路的输出电阻,必须指出,以上所讨论的放大器的输入电阻和输出电阻的概念,都是就静态工作点的附近的变化信号而言的,属于动态电阻,用符号R带有小字母下标I和O来表示,由于它们不是静态(或直流)电阻,所以不能用Ri和Ro来计算放大器的静态工作点。
例题:4.放大器的工作点稳定问题1.温度对工作点的影响2.发射结电压VBE随温度变化的影响3.电流放大系数β随温度变化的影响4.射极偏置电路5.集电极- 基极偏置电路5.共集电极电路和共基极电路1.共集电极电路2.共基极电路小结1.讨论了放大电路的两种分析方法,即图解法和微变等效电路分析法,这是分析放大电路的基础。
2.一个放大器一般是由多级电路所组成,就其功能来说,可分为电压放大和功率放大两类。
本节主要讨论电压放大电路,常用单管或两管来实现,前者包括共射、共集、共基三种基本组态,就为以后进一步学习模拟电路打下基础。