模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn) 第3章 多級(jí)放大課件_第1頁
模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn) 第3章 多級(jí)放大課件_第2頁
模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn) 第3章 多級(jí)放大課件_第3頁
模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn) 第3章 多級(jí)放大課件_第4頁
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作業(yè):列舉常用電子開關(guān)。電子開關(guān)名稱,工作原理,外形圖,常用型號(hào),參數(shù)(工作條件),典型應(yīng)用電路及功能分析。本次作業(yè):P69---1.3P70---1.9P71---1.12P141---2.11P144---2.18要求:1.題目;2.畫圖規(guī)范,參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3.書寫仔細(xì)。2/6/2023

對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn):常開觸點(diǎn):繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn),

常閉觸點(diǎn):處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn).繼電器HRS4H—S-DC5V線圈工作電壓:5VDC2/6/2023品

牌:匯港(HKE)類

型:功率繼電器系

列:HRS4系列型

號(hào):HRS4-S-DC5V外形尺寸(mm):20.3×16.6×20.2mm(L×W×H)重

量:12.0g用

途:報(bào)警器,UPS,咖啡壺,,面包機(jī),交換機(jī),空調(diào),紅外線感應(yīng)器,家用廚房小電器,電動(dòng)玩具產(chǎn)品說明:觸點(diǎn)參數(shù):觸點(diǎn)形式:1A、1C(DPDT)觸點(diǎn)負(fù)載:10A

120VAC/24VDC

抗:≤50mΩ

額定電流:12A電氣壽命:≥10萬回機(jī)械壽命:≥1億回2/6/2023圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器,D為動(dòng)觸點(diǎn),E為靜觸點(diǎn).

當(dāng)線圈A中通電時(shí),鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng),吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)D向下與E接觸,將工作電路接通,當(dāng)線圈A中電流為零時(shí),電磁鐵失去磁性,銜鐵B在彈簧作用下拉起,帶動(dòng)觸點(diǎn)D與E分離,自動(dòng)切斷工作電路。2/6/2023開始上課了!2/6/2023其他形式的共集放大電路:直流通路簡(jiǎn)化電路交流通路(電源短路)原放大電路直流通路交流通路2/6/2023rbe=rbe1+(1+β)rbe2復(fù)合管ic=ic1+ic2=β1ib1+β2(1+β1)ib1β≈β1β2=β1+β2+β1β2=(β1+β2+β1β2)ib1=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1特點(diǎn):β值增大。rbe發(fā)生變化。2/6/20232.電路中使各管均能處于放大狀態(tài),滿足三極管Q點(diǎn)合適。組成原則:1.各電極連接處電流方向一致。3.同型或異型的管子都可以參與復(fù)合,但復(fù)合管的類型一定和第一只管子V1相同。rbe=rbe12/6/2023判斷:IE1IB21.各電極連接處電流方向一致。2/6/2023第三章多級(jí)放大電路一、多級(jí)放大電路的耦合方式1、阻容耦合優(yōu)點(diǎn):

各級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立。

輸出溫度漂移比較小。缺點(diǎn):

不適合放大緩慢變化的信號(hào)。

不便于作成集成電路。框圖:2/6/20232、直接耦合優(yōu)點(diǎn):

各級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。

輸出溫度漂移嚴(yán)重。缺點(diǎn):

可放大緩慢變化的信號(hào)。

電路中無電容,便于集成化。2/6/2023

直接耦合各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響?1、電位移動(dòng)直接耦合放大電路UC1=UB2

UC2=UB2+UCB2>UB2(UC1)2/6/2023NPN+PNP組合電平移動(dòng)直接耦合放大電路

(2)

由于NPN管集電極電位高于基極電位,PNP管集電極電位低于基極電位,它們的組合使用可避免集電極電位的逐級(jí)升高。2/6/20233.變壓器耦合優(yōu)點(diǎn):1.前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立。2.可實(shí)現(xiàn)阻抗變換,匹配合適,可以使負(fù)載獲得足夠的電壓或功率。缺點(diǎn):1.低頻特性差。2.笨重不易集成。2/6/20234.光電耦合特點(diǎn):1.抑制電干擾能力強(qiáng)。2.傳輸比較小,需要加電壓放大級(jí)。2/6/20233、輸入電阻4、輸出電阻Ri=Ri(最前級(jí))(一般情況下)Ro=Ro(最后級(jí))(一般情況下)2/6/2023設(shè):1=2==100,UBE1=UBE2=0.7

V。舉例1:兩級(jí)放大電路如下圖示,求Q點(diǎn)、Au、Ri、Ro2/6/2023解:(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)2/6/2023(2)求電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入電阻2/6/2023畫微變等效電路:2/6/2023電壓增益:2/6/2023直接耦合放大電路的特殊問題——零點(diǎn)漂移1、零漂現(xiàn)象:2、產(chǎn)生零漂的原因:3、零漂的衡量方法:由溫度變化引起的。當(dāng)溫度變化使第一級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生微小變化時(shí),這種變化量會(huì)被后面的電路逐級(jí)放大,最終在輸出端產(chǎn)生較大的電壓漂移。因而零點(diǎn)漂移也叫溫漂。輸入ui=0時(shí),,輸出有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。將輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端計(jì)算。2/6/2023例如:若輸出有1V的漂移電壓。

則等效輸入有100uV的漂移電壓假設(shè)第一級(jí)是關(guān)鍵4、減小零漂的措施:用非線性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償采用差分放大電路等效100uV漂移1V2/6/2023即:1=2=

UBE1=UBE2=UBE

rbe1=rbe2=rbe

RC1=RC2=RCRb1=Rb2=Rb三、多級(jí)放大電路的輸入級(jí)-差分放大電路(三種形式:基本式、長(zhǎng)尾式、恒流源式)(一)電路結(jié)構(gòu)(特點(diǎn):對(duì)稱性)基本式2/6/2023長(zhǎng)尾式2/6/2023恒流源式2/6/20232/6/2023

2.差動(dòng)放大電路可以有兩個(gè)輸出端。雙端輸出——從C1和C2輸出。單端輸出——從C1或C2

對(duì)地輸出。(二)差分放大電路的幾個(gè)基本概念

1.差動(dòng)放大電路一般有兩個(gè)輸入端:雙端輸入——從兩輸入端同時(shí)加信號(hào)。單端輸入——僅從一個(gè)輸入端對(duì)地加信號(hào)。2/6/20233.差模信號(hào)與共模信號(hào):差模輸入信號(hào):共模輸入信號(hào):差模電壓增益:共模電壓增益:總輸出電壓:4.共模抑制比:2/6/2023

差分放大電路僅對(duì)差模信號(hào)具有放大能力,對(duì)共模信號(hào)不予放大。2/6/2023

忽略Ib,有:Ub1=Ub2=0V

1.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算:(三)差分放大電路的基本工作原理2/6/20232.抑制零漂的原理:Uo=UC1-UC2

=0當(dāng)ui1

=

ui2

=0時(shí),當(dāng)溫度變化時(shí):UC1=UC2設(shè)T

ic1,ic2uc1

,uc2

uo=uc1-uc2=02/6/2023(1)加入差模信號(hào)

ui1=-ui2=uid/2,3.電路的動(dòng)態(tài)分析

所以,Re對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于短路。若ui1,ui2ib1,ib2ie1,ie2IRe不變

UE不變

uic=0。2/6/2023①求差模電壓放大倍數(shù):設(shè)ui1,ui2

uo1,uo2。電路對(duì)稱│uo1│=│uo2│

uo=uo1–uo2=2uo1

2/6/2023差模電壓放大倍數(shù)2/6/2023②差模輸入電阻③輸出電阻2/6/2023(2)加入共模信號(hào)

ui1=ui2=uic,

uid=0。設(shè)ui1,ui2

uo1,uo2。因ui1=ui2,

uo1=uo2uo=0(理想化)。共模電壓放大倍數(shù)2/6/2023(四)差分放大電路的四種輸入輸出方式1.雙端輸入、雙端輸出(雙入雙出)2.雙端輸入、單端輸出(雙入單出)3.單端輸入、雙端輸出(單入雙出)4.單端輸入、單端輸出(單入單出)主要討論的問題有:

差模電壓放大倍數(shù)、共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻2/6/20231.雙端輸入雙端輸出(1)差模電壓放大倍數(shù)

(2)共模電壓放大倍數(shù)(3)差模輸入電阻(4)輸出電阻2/6/20232.雙端輸入單端輸出

這種方式適用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號(hào)。(1)差模電壓放大倍數(shù)

(2)差模輸入電阻(3)輸出電阻注意:從C2輸出時(shí),相位相反。2/6/2023(4)共模電壓放大倍數(shù)

ui1=ui2=uic,設(shè)ui1,ui2

ie1,ie1。

iRe(=2ie1)畫出共模等效電路2/6/2023求共模電壓放大倍數(shù):2/6/20233.單端輸入雙端輸出ui1=-ui2=ui/2

計(jì)算同雙端輸入雙端輸出:?jiǎn)味溯斎氲刃щp端輸入:

因?yàn)镽e>>從T2發(fā)射極看進(jìn)去的等效電阻,故Re可視為開路,于是有2/6/20234.單端輸入單端輸出

計(jì)算同雙入單出:

注意放大倍數(shù)的正負(fù)號(hào):設(shè)從T1的基極輸入信號(hào),如果從uo1輸出為負(fù)號(hào);從uo2輸出為正號(hào)。2/6/2023

(五)差分放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)

雙端輸出時(shí):

單端輸出時(shí):

(2)共模電壓放大倍數(shù)

只考慮雙端輸入方式,與輸出方式有關(guān):

雙端輸出時(shí):

單端輸出時(shí):(1)差模電壓放大倍數(shù)與單端輸入還是雙端輸入無關(guān),只與輸出方式有關(guān):2/6/2023

(3)差模輸入電阻

不論是單端輸入還是雙端輸入,差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。

單端輸出時(shí),

雙端輸出時(shí),

(4)輸出電阻2/6/2023(5)共模抑制比

共模抑制比KCMR是差分放大器的一個(gè)重要指標(biāo)。,或

雙端輸出時(shí)KCMR可認(rèn)為等于無窮大,單端輸出時(shí)共模抑制比:動(dòng)畫演示

2/6/2023恒流源式差分放大電路

加大Re,可以提高共模抑制比,但Re加大要受到直流狀況的限制。為此可用恒流源來代替Re。等效很大的交流電阻,直流電阻并不大。恒流源使共模放大倍數(shù)減小,而不影響差模放大倍數(shù),從而增加共模抑制比。恒流源的作用根據(jù)共模抑制比公式:2/6/2023恒流源電路的簡(jiǎn)化畫法及電路調(diào)零措施2/6/2023場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路2/6/2023四、多級(jí)放大電路的輸出級(jí)工作原理:ui為正半周時(shí),T1管工作,T2管截止,輸出uo為正;u

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