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二十个基础模拟电路分析

网上资料整合一:整流1、二极管的单向导电性:二极管的PN 结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态。

伏安特性曲线;ﻫ理想开关模型和恒压降模型:ﻫ理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零。

就是截止。

恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V,锗管0.5 V2、半波整流电路U0(av)=0。

45U 2,3、桥式整流电流流向过程:1ﻫ)当u 2是正半周期时,二极管Vd1和Vd2导通;而夺极管Vd 3和Vd4截止,负载RL 是的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压;在u 2的负半周,u 2的实际极性是下正上负,二极管V d3和Vd 4导通而Vd1和Vd 2截止,负载R L上的电流仍是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。

ﻫ2)计算:输出平均电压及平均电流Vo,Io,变压器副边电流I,二极管反向电压UR M220(AV)9.021U t d u U O O ==⎰πωπU o=0.9U 2,Io=0.9U 2/RL ,UR M=√2 U 2I=U2/R L=I0/0.9=1。

11 I0二极管的平均电流是负载电流的0.5倍。

4、倍压整流电路ﻫ二.电源滤波器1电源滤波的过程分析:电源滤波是在负载RL两端并联一只较大容量的电容器.由于电容两端电压不能突变,因而负载两端的电压也不会突变,使输出电压得以平滑,达到滤波的目的。

波形形成过程:1、二极管半波整流电容滤波2、桥式全波整流电容滤波:电容滤波适合于电流变化不大且较小的场合.LC滤波电路和L滤波电路适用于电流较大,要求电压脉动较小的场合。

3、计算:滤波电容的容量和耐压值选择(二极管半波整流电容滤波)电路输出电压Uo≈U2,整流管的最大反向峰值电压URM=2√2U2,ID=I0。

滤波系数:q=pi*f*C*RL/2(桥式整流电容滤波)ﻫ电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U2~0.9U2之间,实际中经常进一步近似为Uo≈1。

2U2,输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小。

RL*C愈大,电容放电愈慢,U0愈大且愈平稳.不带负载即负载开路时,电容先充电后保持恒压,U0取√2U2。

ﻫ电容容量由RL*C≧(3~5)T/2,可得出C值。

其中T为交流电源电压的周期,由电源频率f得出。

电容耐压值〉√2U2。

整流管的最大反向峰值电压URM=√2U2,每个二极管的平均电流是负载电流的0。

5倍。

滤波系数:q=8*f*C*RL/34、桥式全波整流电感滤波三。

信号滤波器ﻫﻫ1信号滤波器的作用:把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度,但同时必须让有用信号顺利通过。

与电源滤波器的区别和相同点:两者区别为:信号滤波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。

ﻫ相同点:都是用电路的幅频特性来工作。

2ﻫLC串联和并联电路的阻抗计算:串联时,电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL—1/ωC)并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考滤到实际中,常有R<<ωL,所以有Z≈1/jωC∥jωL3画出通频带曲线:计算谐振频率:fo=1/2π√LC四.微分电路和积分电路1电路的作用:积分电路:1ﻫ。

延迟、定时、时钟2ﻫ。

低通滤波3.改变相角(减)ﻫ积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。

ﻫ微分电路:1ﻫ。

提取脉冲前沿2.高通滤波3ﻫ。

改变相角(加)ﻫ微分电路是积分电路的逆运算,波形变换.微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波。

ﻫ与滤波器的区别和相同点:原理相同,应用场合不同。

2微分和积分电路电压变化过程分析,ﻫ在图4-17所示电路中,激励源为一矩形脉冲信号,响应是从电阻两端取出的电压,即,电路时间常数小于脉冲信号的脉宽,通常取.ﻫﻫ图4-17 微分电路图因为t〈0时,,而在t = 0 时,突变到,且在0< t < t1期间有:,相当于在RC串联电路上接了一个恒压源,这实际上就是RC串联电路的零状态响应:。

由于,则由图4—17电路可知。

所以,即:输出电压产生了突变,从0V突跳到. 因为,所以电容充电极快.当时,有,则。

故在期间内,电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号,如图4—18所示。

在时刻,又突变到0 V,且在期间有:= 0 V,相当于将RC串联电路短接,这实际上就是RC串联电路的零输入响应状态:.由于时,,故。

ﻫ因为,所以电容的放电过程极快。

当时,有,使,故在期间,电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号,如图4—18所示。

图4—18微分电路的ui与uO波形ﻫ由于为一周期性的矩形脉冲波信号,则也就为同一周期正负尖脉冲波信号,如图4-18所示.ﻫ尖脉冲信号的用途十分广泛,在数字电路中常用作触发器的触发信号;在变流技术中常用作可控硅的触发信号。

这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果,故称这种电路为微分电路。

ﻫ微分电路应满足三个条件:①激励必须为一周期性的矩形脉冲;②响应必须是从电阻两端取出的电压;③电路时间常数远小于脉冲宽度,即。

在图4—19所示电路中,激励源为一矩形脉冲信号,响应是从电容两端取出的电压,即,且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽,通常取.因为时,,在t=0时刻突然从0V上升到时,仍有,故。

在期间内,,此时为RC串联状态的零状态响应,即。

ﻫ由于,所以电容充电极慢。

当时,.电容尚未充电至稳态时,输入信号已经发生了突变,从突然下降至0 V。

则在期间内,,此时为RC串联电路的零输入响应状态,即。

ﻫ由于,所以电容从处开始放电。

因为,放电进行得极慢,当电容电压还未衰减到时,又发生了突变并周而复始地进行.这样,在输出端就得到一个锯齿波信号,如图4—20所示.锯齿波信号在示波器、显示器等电子设备中作扫描电压。

由图4-20波形可知:若越大,充、放进行得越缓慢,锯齿波信号的线性就越好。

从图4-20波形还可看出,是对积分的结果,故称这种电路为积分电路。

RC积分电路应满足三个条件:①为一周期性的矩形波;②输出电压是从电容两端取出;③电路时间常数远大于脉冲宽度,即。

ﻫ图4—19 积分电路图ﻫ画出变化波形图ﻫ。

3ﻫ计算:时间常数:RCﻫ电压变化方程:积分:Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时,Uc=Uo.随后C充电,由于RC≥Tk,充电很慢,所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故ﻫUo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidtﻫ微分:iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdu i/dt电阻和电容参数的选择:ﻫ五。

共射极放大电路1ﻫﻫ三极管的结构,ﻫﻫ三极管各极电流关系:Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+Icbo≈βIbIb =Ibn-Icbo特性曲线:共发射极输入特性曲线共发射极输出特性曲线ﻫ放大条件:发射结正偏(大于导通电压),集电极反向偏置2ﻫ元器件的作用:UCC为直流电源(集电极电源),其作用是为整个电路提供能源,保证三极管发射结正向偏置,集电结反向偏置。

Rb 为基极偏置电阻,作用是为基极提供合适的偏置电流。

Rc为集电极负载电阻,作用是将集电极电流的变化转换成电压的变化。

晶体管V具有放大作用,是放大器的核心.必须保证管子工作在放大状态.电容C1 C2称为隔直电容或耦合电容,作用是隔直流通交流,即保证信号正常流通的情况下,使交直流相互隔离互不影响。

ﻫ电路的用途:将微弱的电信号不失真(或在许可范围内)地加以放大,把直流电能转化成交流电能。

电压放大倍数:电压增益用Au表示,定义为放大器输出信号电压有效值与输入信号电压有效值的比值,即Au=Uo/Ui。

Uo与信号源开路电压Us之比称为考虑信号源内阻时的电压放大倍数,记作Aus,即Aus=Uo/Us.根据输入回路可得Ui=Us ri/(rs+ri),因此二者关系为Aus=Au ri/(rs+ri)ﻫ输入输出的信号电压相位关系:输出电压与输入信号电压波形相同,相位相差180o,并且输出电压幅度比输入电压大。

ﻫ交流和直流等效电路图:ﻫﻫ 3 静态工作点的计算:基极电流IBQ=UCC-UBE/Rb(UBE=0.6~0.8V 取0.7V UBE=0.1~0.3V取0.2V)集电极电流ICQ=βIBQ,UCEQ=UCC—ICQRc.ﻫ电压放大倍数的计算:输入电压Ui=Ibrbeﻫ输出电压Uo= --βIbR`L(R`L=RcRL/Rc+RL)电压放大倍数Au=--βR`L/rbe=——βRCRL/rbe(RC+RL)六.分压偏置式共射极放大电路ﻫ1元器件的作用:CE为旁通电容,交流短路R4。

RB1RB2为基极偏置电阻,作用是为基极提供合适的偏置电流。

ﻫ电路的用途:既有电压增益,也有电流增益,应用最广,常用作各种放大器的主放大级。

ﻫ电压放大倍数:输入交流电压Ui=Ibrb e输出交流电压为Uo= -—Ic(RC∥RL)=—-βIb(RC∥RL)故得电压放大倍数Au=—-β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe式中R`L= RC∥RL rbe=rbbˊ+(1+β)26mV/IEQﻫ输入输出的信号电压相位关系: 输出电压与输入信号电压波形相同,相位相差180o,并且输出电压幅度比输入电压大。

ﻫ交流和直流等效电路图:ﻫ2电流串联负反馈过程分析:负反馈对参数的影响:RE的负反馈使得输出随输入的变化受到抑制,导致Au减小,输入电阻增大.3ﻫ静态工作点的计算:UB=R B2UCC/(RB1+RB2)ICQ≈IEQ=UB-UBEQ/RE UCEQ=UCC—ICQ(RC+RE)ﻫ电压放大倍数的计算:Au=——β(RC∥RL)/rbe=—- βR`L/rbe 源电压放大倍数Aus=AuRi/(Rs+Ri) Ri=RB1∥RB2∥rbe4ﻫ受控源等效电路分析:发射极接电阻时的交流等效电路电流放大倍数Ai 流过RL的电流Io和输入电流Ii分别为Io=IcRc/Rc+RL=βIbRc/Rc+RL Ii=Ib(RB+rbe)/RB式中RB=RB1∥RB2,由此可得Ai=Io/Ii=βRBRc/(RB+rbe)(RC+RL)若满足RB>>rbe,RL 〈〈Rc,则Ai≈βﻫ输入电阻Ri=Ui/Ii=RB∥rbe若RB>>rbe,则Ri≈r be输出电阻Ro=Uo/Io│Us=0=Rcﻫ源电压放大倍数Aus,定义为输出电压Uo与信号源电压Us的比值,即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若满足Ri>>Rs,则Aus≈Au若旁路电容CE开路时的情况,旁路电容CE开路,发射极接有电阻RE,此时直流通路不变,静态点不变,Ui=Ibrbe+(1+β)IbRE,Uo仍为-βIbR`L,电压放大倍数将变为Au=Uo/Ui=-βR`L/rbe+(1+β)RE, 对比知放大倍数减小了,因为RE的自动调节作用,使得输出随输入变化受到抑制,导致Au减小.当(1+β)RE〉>rbe,则有Au≈-R`L/RE,与此同时,从b极看去的输入电阻R`L(不包括Rb1Rb2)变为R`L=Ui/Ib=rbe+(1+β)RE,即射极电阻RE折合到基极支路应扩大(1+β)倍,因此,放大器的输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥R`i,输入电阻明显增大了。

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