[精选PPT]模电

THANKS
感谢观看
案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。

① Ri＝1～2kΩ，Au 旳数值≥3000； ② Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥300； ③ Ri＝100～200kΩ，Au旳数值≥150；Ro≤100Ω。 ④ Ri ≥ 10MΩ，Au旳数值≥10，Ro≤100Ω。
①共射、共射； ③共集、共射；
②共源、共射； ④共源、共集。
3.3、直接耦合放大电路
工业控制中旳诸多物理量，如温度、流量、压 力、液面、长度等都是经过不同旳传感器转化成 了变化缓慢旳非周期性信号，且信号旳幅度非常 薄弱。必须经过直接耦合放大电路放大后才干驱 动负载。
、零点漂移现象及其产生旳原因 1、什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0旳现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。 其中晶体管旳特征对温度敏感是主要原因，故也称 零漂为温漂。 克服温漂旳措施：引入直流负反馈，温度补偿。 经典电路： 静态工作点稳定电路、差分放大电路。
4. 电压传播特征
放大电路输出电压 与输入电压之间旳关 系称为电压传播特征， 其定义式为：
uO f (uI )
中间一段是线性，斜率即差模放大倍数。输入电压
幅值过大时，输出电压就会产生失真。再加大uId， 则uOd将趋于不变，其数值取决于电源电压VCC。
三、差分放大电路旳四种接法
在实际应用时，信号源需要有“ 接地”点， 以防止干扰；或负载需要有“ 接地”点，以安 全工作。
uO uC1 uC2 2uC1
实现了电压放大
Re1和Re2降低放大倍
数
iE1 iE2
合二为一为Re
iE
0
经典电路
为简化电路，便于调整Q点，也为了使电源和信号 源“共地”，产生了右图所示旳经典差分放大电路， 即长尾式差分放大电路。 注意：

1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著 名的库仑定律。即两电荷间的力与两电荷的乘积成正 比，与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展 史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入 定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的 单位库仑就是以他的姓氏命名的。同年，他在给法国 科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实 验装置，测试经过和实验结果。
AHU
Fundamental of Electronic Technology
宋昴
1
AHU
Fundamentபைடு நூலகம்l of Electronic Technology
2
1.1 课程慨述 1.2 电子学发展史 1.3 信号的传输与电子系统 1.4 放大电路的基本知识 1.5 学习方法与要求
3
1.1 课程概述
6
库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。青少年 时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工 程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇 家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛 瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作， 他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。
1777年法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的 磁针的方法。库仑对磁力进行深入细致的研究发现扭 力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置 算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤， 1782年，他当选为法国科学院院士。
• 课程平时成绩占30%（其中课外作业占15%、课堂考勤占 15%），期末考试成绩占70% 。
4
1.2 电子学发展史
1750年，富兰克林指出：雷电与摩擦生电是一回事 1785年，库仑总结出电荷的力学定理 1800年，伏特创立了电位差理论 1820年，奥斯特发现导线通电磁针偏转 1831年，法拉第完成磁生电实验 1865年，麦克斯韦发表电磁理论公式 1888年，赫兹证明了电磁波的存在 1896年，马可尼发明电报，获1908年诺贝尔奖 1897年，汤姆孙发现电子，获1906年诺贝尔奖 1947年，萧克利、巴丁、布拉顿发明晶体管，获56年诺贝尔奖 1958年，基尔比发明集成电路，获2000年诺贝尔奖

第1页/共34页
7.1 反馈的基本概念与分类
7.1.1 什么是反馈 7.1.2 直流反馈与交流反馈 7.1.3 正反馈与负反馈 7.1.4 串联反馈与并联反馈 7.1.5 电压反馈与电流反馈
第2页/共34页
在电子设备中经常采用 反馈的方法来改善电路的性 能，以达到预定的指标。例 如，采用直流负反馈稳定静 态工作点。
负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf、Arf、Agf、Aif）
第22页/共34页
7.4.2 减少非线性失真
无负反馈
xi
xo
A
大 小
加入负反馈
略小
预失真
略大
xi + –
略大
xid
A
xf
略小
F
第23页/共34页
xo 接近正弦波
1——开环特性 2——闭环特性
闭环时增益减小，线性度变好。 引入负反馈只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真 的，即使引入负反馈，也无济于事。
闭环放大倍数A f
回路增益A F
第19页/共34页
反馈深度1 A F
反馈深度讨论
若 1 A F 1 则 Af A ——负反馈
若 1 A F 1 则 Af A ——正反馈
若 1 A F 0
若 1 A F 1
则 Af ——自激振荡
.
.
. A A1 Af 1 A F A F F ——深度负反馈
把电路输出回路的电量（电压或电流）的一部分或全部通过某种电路（反馈电 路），用一定的方式馈送到输入回路，以影响输入电量的过程。
输 入 信 号xi 输 出 信 号xo 反馈信号x f 净输入信号xid xi x f
xi +

第1页/共38页
2. 起振和稳幅
振荡电路总存在微弱的噪声或干扰信号，它们的频
A F 1 谱很起宽振，的利幅用值选条频网件络为把所需频率• 的信•号挑选出来 ，经
过放大电路和正反馈网络，A只• F•要 1
, 输出
就会逐渐变大
稳幅：因 AF > 1 ，起振后，输出信号幅值逐渐 增大，需采取稳幅措施限幅，使输出波形为正弦波 。一般可用放大器件的非线性稳幅或专门的稳幅电 路实现稳幅.
1. 振荡条件
振荡原理如图 9.1.1所示，它由放大电路和反馈
电路组成。( 维持）自激振荡的条件为A•：F• 1
•
•
X f Xa
•• A F 1
幅度平衡条件
a f 2 n 相位平衡条件
•
•• •
Xf AFXa
振荡频率由相位平衡条件确定，电路仅在一个频率处满足相位条件，此频率为
输出信号的频率 fo 。
fs
CC 第21页/共38页
0
1 C C0
实际给出的固有频率既不是串联也不是并联谐振频率，在两者之间
fs fsfp
石英晶体在此窄小范围内呈感性。
2．石英晶体振荡电路
1）串联型石英振荡器 石英晶体接在放大器的反馈网络中起选频作用，可构成正弦波振荡器，串联型石 英振荡器。当电路的振荡频率为 fS 时，石英晶体的电抗最小，呈电阻性，相移为零 ，满足相位平衡条件，产生振荡，振荡频 率为 fS 。 2）并联型石英振荡器
正弦波振荡器按选频网络所用元件类型的不同，分为RC振荡器，LC振 荡器和石英晶体振荡器。
第3页/共38页
9. 2 RC正弦波振荡器
RC振荡器有RC串并联型，RC移相型和RC双T型等电路，它们 的共同特点是反馈网络兼作选频网络，下面介绍常见的RC串、并联型。Biblioteka 1. RC串并联网络的选频特性

为多大？
if
Rf
i1
ui
N
uo
R1
PA
RP
KP= -(Rf /R1)= -20/10= -2
uo= KP ui=(-2)(-1)=2V
RP=R1//Rf =10//20=6.7 k
17
例2. R1=10k , Rf=20k , ui =-1V。求:uo ，RP应
为多大？ Rf
iR
if
N
uo
ui
R1
为电压并联负反馈。
R1
N
PA
uo
Rp为平衡电阻，以确保运放 差分输入旳对称性。其值为
RP
ui=0时，uo=0输入端旳等效 电阻。故Rp=R1 // Rf 。
对理想运放，uN=uP，iN=iP=0，有 i1=if
即
ui uN uN uo
R1
Rf
11
因为 uN uP 0
虚地
整顿得：
uo
Rf R1
1.集成运放两个输入端之间旳电压一般接近于 零，即虚短。 2.集成运放输入电阻很高，两输入电流几乎 为零，即虚断。
2
一、理想运放旳性能指标：
开环差模增益 Aod=∞
差模输入电阻 Rid=∞
输出电阻
Ro=0
共模克制比 KCMR =∞
+ A∞ -
上限截止频率 fH≈∞
失调电压Uoi、失调电流Ioi、电压温漂ddUToi 、 电流温漂 dIoi ，理想时均为0。
v0 vom
反馈或接入正反馈时，其
输出将为±Vom，此时输 出与输入电压为非线性关
0
vP-vN
系。称运放工作在非线性
区。其电压传播特征如图

理、步骤、数据记录等。
实验实施
03
按照实验方案进行实验操作，注意观察和记录实验数据，及时
处理异常情况。
实验结果分析与讨论
实验结果整理
对实验数据进行整理和分析，确保数据的准确性和可靠性。
结果讨论
根据实验结果，对实验原理、操作过程、数据处理等方面进行讨 论和总结。
改进建议
针对实验中存在的问题和不足，提出改进建议和措施，为今后的 实验教学提供参考。
模拟电路的特点
模拟电路具有连续性、真实性等特点 ，能够实现对模拟信号的放大、滤波 、转换等功能。
模拟电路与数字电路区别
信号形式
模拟电路处理的是连续的模拟信 号，而数字电路处理的是离散的
数字信号。
信号处理方式
模拟电路通过对模拟信号进行放大 、滤波等操作实现信号的处理，而 数字电路则通过逻辑门电路对数字 信号进行运算和处理。
放大电路
01
02
03
电压放大电路
通过电阻和电容等元件， 将输入信号放大，输出电 压幅度远大于输入电压幅 度。
电流放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出电流幅 度远大于输入电流幅度。
功率放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出功率远 大于输入功率，用于驱动 负载。
滤波电路
低通滤波电路
精度和稳定性
由于数字信号只有高低电平两种状 态，因此数字电路的精度和稳定性 通常比模拟电路更高。
模拟电路应用领域
通信领域
模拟电路在通信领域中有着广 泛的应用，如手机、电话、无 线电等通信设备中都离不开模
拟电路。
音频领域
模拟电路可以实现对音频信号 的放大和处理，因此在音响、 录音设备等音频领域中也有广 泛的应用。

线性系统分析
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
01
02
03
04
总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。

Io
Uο RL
2.34
U RL
Uab 3U
3) 流过每管电流平均值 ID
ID
1 3
Io
0.78
U RL
4) 每管承受的最高反向电压 UDRM
UDRM 3 2U 2.45U
第20页/共78页
5.3 二极管峰值采样电路
• 在半波整流电路中利用二极管单向导电性，将交流电压 转化为直流脉动电压，分析过程中，二极管正向偏置导 通时，输入电压直接传输到输出端。
u
电学参数： 暗电流，光电流，最高工作范围
光学参数：
光谱范围，灵敏度，峰值波长
实物照片
第9页/共78页
补充：选择二极管限流电阻
步骤： 1. 设定工作电压(如 0.7 V；2 V (LED)；UZ ) 2. 确定工作电流(如 1 mA；10 mA；5 mA) 3. 根据欧姆定律求电阻 R = (UI UD)/ ID (R 要选择标称值)
g U1
IO
g为转移电导，电导量纲。 电流控制电流源CCCS
控制变量必须在电 路其他位置标出！
I1
IO IO I1
I1
IO
为电流传输（放大）系数，无量纲。
第31页/共78页
放大电路主要性能指标包括：放大倍数、输入
电阻和输出电阻
1. 放大倍数
放大倍数是反映放大电路放大能力的关键指标，定义为 放大电路输出信号与输入信号的比值，根据放大电路的 输入输出变量不同可以有四种形式的放大倍数：
第10页/共78页
5.3.2 二极管在整流电路中的应用
整流电路的目的是把交流电压转变为直流脉动的电压。 常见的整流电路有单相半波、全波、桥式整流等
u2
1. 单相半波整流电路

Rb1
L Cb R b2
L
（ +）
Vcc
C（2 +）
C1
（ +）
Ce
Re
（ +）
振荡频率：
1
f0 2
LC 2
第24页/共37页
1 L C1 C2C1源自 C2串联型石英晶体振荡器
R b1
Rc1
(+) (+) R
(+)
Cb
R b2
Re1
石英晶体
+VCC
.
(+)
Uo
Re2
第25页/共37页
分析下图的振荡电路能否产生振荡，若产生振荡, 石英晶体处于何种状态？
Rf
R1 －
∞ uo
A+
V
+
Rb1 C1
Vcc
Rc C2
R
C1
L
C2
R b2
Re
Ce
LC
(a)
(b)
++ VCC
Rc
Rc
RC
T1 T2
Rb
RC
Is
Rb
+ - VEE
(a)
第29页/共37页
－A +
∞
+
C2
C1
(b)
Cs
石英晶体
理想运放组成的运算电路如图所示，求运算关系表达式:
VO V1 V2
R2
C2 +
RL
u o
-
输入电阻： Rb / /rbe rbe
（中）
输出电阻： 用途
Rc
（中）
信号放大
Rb // rbe (1 )(Re // RL)

第3页/共33页
1.1 信 号
1.信号： 信息的载体
温度、气压、风速、声音等
如何表达？
——传感器（信号源）
——连续变化的电信号（模拟信号）
——放大、滤波
——驱动负载（显示装置、扬声器等）
模拟电路最基本的 处理信号的功能
微第音4页器/共输33出页的某一段信号的波形
1.1 信号
2. 电信号源的电路表达形式
vo
Avovi
RL Ro RL
则电压增益为
Av
vo vi
Avo
RL Ro RL
由此可见 RL
Av 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）
Ro RL 理想情况 Ro 0
第18页/共33页
另一方面，考虑到 输入回路对信号源的 衰减
有
vi
Rs
Ri
幅度失真： 对不同频率的信号增
益不同产生的失真。
第29页/共33页
1.5 放大电路的主要性能指标
4. 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。
第30页/共33页
1.5 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失真
由元器件非线性特性 引起的失真。
由输入回路得
ii
is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？ Ri Rs 理想情况 Ri 0
第20页/共33页
C. 互阻放大模型（自学） D. 互导放大模型（自学） 注意：图1.4.2的电路模型可以由戴维宁－诺顿等 效变换原理进行互换，但一般根据电路概念明确 的原则选择等效电路。 E. 隔离放大电路模型（抗干扰）