【硬件设计】模拟电子基础二

2023-12-29 21:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

模拟电子基础二--放大电路一、基本放大电路1.1 初始电路1.2 静态工作点1.3 分压偏置电路二、负反馈放大电路三、直流稳压电路

前言：本章为知识的简单复习，适合于硬件设计学习前的知识回顾，不适合运用于考试。

一、基本放大电路 1.1 初始电路

如图所示：在这里插入图片描述

es:输入电源Rs：输入电源的负载Uo：输出电源RL：输出负载VCC：①为电路提供能量②为电路提供合适的静态工作点RB：为电路提供合适的静态电流RC：将放大的电流信号转变为电压信号C1、C2：隔直通交

各元器件的取值

三极管放大电路是小信号的放大，常用器件最大通过的电流也只有几百毫安，所以输入信号不能太大对于三极管放大电路的设计，基极电阻取值Rb一般为几十到几百千欧。集电极电阻Rc一般为几千到几十千欧。C1、C2作为隔直通交的电容，取值一般为几微法到几十微法

电路分析：

总基极电压：UBE = UBEQ + Ui 总基极电流：iB = IBQ + ib 总集电极电流： iC = ICQ + ic 总的UCE = VCC-iC RC 化简：UCE = VCC - (ICQ + ic)RC = UCEQ + (-iC RC) Uo = -ic RC 得出结论：输出信号反向

Multisim仿真图：在这里插入图片描述

1.2 静态工作点

当电路没有加入信号源时，直流电源VCC为电路提供的静态值，电路工作在Q点。在这里插入图片描述

①当VCC改变时，Rb 、Rc 、β保持不变时，Q点变化如下：在这里插入图片描述

升高VCC，平行右上移减小VCC，平行左下移

②当改变Rc ,保持VCC、Rb 、β不变时，变化如下: 在这里插入图片描述

增大Rc,直流负载线斜率改变，则Q点向饱和区移近

基本放大电路的不足：

这种电路虽然结构简单，但是最大的缺点是静态工作点不稳定，当环境温度变化，电源电压波动，或者更换三极管时，都会使原来的静态工作点改变，严重时会使放大器不能工作。

1.3 分压偏置电路

在这里插入图片描述在原电路基础上增加了RB2 、 Re 、C3 。

放大倍数β = Rc/Re

特点：

分压偏置电路，它的静态工作点，与三极管本身的参数无关，它只取决于外接电路的VCC和 RB1、RB2、Re射极电容C3作为旁路电容，通交隔直，提高输出级的放大倍数的作用。因为在交流电路分析中，如果Re被引入电路是要增加电源的功耗。输出的信号有一部分消耗到了Re上，现在，加入了C1，那么对于交流电，这完全是被短路了，所以不会影响输出。

Multisim仿真图：在这里插入图片描述

二、负反馈放大电路

定义：

凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号叠加，就称为反馈。

负反馈: 引回的信号削弱了输入信号正反馈: 引回的信号增强了输入信号

在这里插入图片描述

A = Xo/Xd , F = Xf / Xo , Af = Xo / Xi = X0 / (Xd + Xf) = A / (1+AF) A ≈ 1/F A: 无反馈的放大系数，F：反馈系数，Af：有反馈的放大系数 Xo:输出量，Xf：反馈量，Xi：未加反馈的输入量，Xd：加反馈的输入量

根据公式可知：在深度负反馈条件下，即1+AF>>1时，此时，闭环放大倍数仅取决于反馈系数F，而与开环放大倍数A无关。通常反馈网络仅由电阻构成，反馈系数F十分稳定。所以，闭环放大倍数必然是相当稳定的，诸如温度变化、参数改变、电源电压波动等明显影响开环放大倍数的因素，都不会对闭环放大倍数产生多大的影响。

负作用：

稳定静态工作点;稳定放大倍数;改善输入电阻和输出电阻，扩展通频带，改善输出信号波形。引入负反馈后，失真了的信号经反馈网络又送回到输入端，与输入信号反相叠加，得到的净输入信号为正半周小而负半周大。这样正好弥补了放大器的缺陷，使输出信号比较接近于正弦波。

正反馈：

当|AF=1时，放大量和反馈量成倒数关系，电路将产生自激，去除信号源也将产生信号的输出当|AFI>1时，放大量过大，输出信号将不断增加，如果无及时的限制措施，信号将出现严重失真当|AF|

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