模电第一章(康光华)

模电第一章(康光华)

模拟电子技术基础——电子教案 V2.0信息学院

模电第一章(康光华)

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

信号 信号的频谱 模拟信号和数字信号 放大电路模型 放大电路的主要性能指标

模电第一章(康光华)

1.1 信号1. 信号： 信息的载体

微音器输出的某一段信号的波形

模电第一章(康光华)

1.1 信号2. 电信号源的电路表达形式

电压源等效电路

电流源等效电路

vS iS RS

模电第一章(康光华)

1.2 信号的频谱1. 电信号的时域与频域表示时域

A. 正弦信号

v( t ) Vm sin( 0 t )T 2π

0

0 2πf 0

模电第一章(康光华)

1.2 信号的频谱1. 电信号的时域与频域表示

B. 方波信号满足狄利克雷条件，展开成 傅里叶级数

方波的时域表示

v( t )

VS 2VS 1 1 (sin 0 t sin3 0 t sin5 0 t ) 2 π 3 5 VS 其中 0 2 π ——直流分量 T 22VS ——基波分量 π 2VS 1 ——三次谐波分量 π 3

模电第一章(康光华)

1.2 信号的频谱2. 信号的频谱频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位 随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。

B. 方波信号VS 2VS 1 1 v( t ) (sin 0 t sin3 0 t sin5 0 t ) 2 π 3 5

幅度谱

相位谱

模电第一章(康光华)

1.2 信号的频谱C. 非周期信号傅里叶变换： 周期信号 非周期信号 离散频率函数 连续频率函数气温波形

非周期信号包含了所有可能的 频率成分 (0 ) 通过快速傅里叶变换(FFT) 可迅速求出非周期信号的频谱函 数。

气温波形的频谱函数(示意图)

模电第一章(康光华)

1.3 模拟信号和数字信号模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。 数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。

模电第一章(康光华)

1.4 放大电路模型1. 放大电路的符号及模拟信号放大

电压增益(电压放大倍数) vo Av vi 互阻增益 v Ar o ( ) ii

电流增益io Ai ii

互导增益Ag io vi (S )

模电第一章(康光华)

1.4 放大电路模型2. 放大电路模型A. 电压放大模型 Avo ——负载开路时的电压增益

Ri ——输入电阻Ro ——输出电阻

RL 由输出回路得 vo AVO vi Ro RL vo RL 则电压增益为 AV Avo vi Ro RLRL

由此可见

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

模电第一章(康光华)

1.4 放大电路模型A. 电压放大模型另一方面，考虑到 输入回路对信号源的 衰减 有 vi

Ri vs Rs Ri

要想减小衰减，则希望…?

Ri Rs理想情况

Ri

模电第一章(康光华)

1.4 放大电路模型2. 电流放大模型Ais ——负载短路时的电流增益 由输出回路得

Ro io Ais ii Ro RL则电流增益为

io Ro Ai Ais ii Ro RL Rs i i is Rs Ri

由此可见

RL

Ai

要想减小负载的影响，则希望…? 由输入回路得

Ro RL

理想情况 Ro

要想减小对信号源的衰减，则希望…? Ri Rs 理想情况 Ri 0

模电第一章(康光华)

1.4 放大电路模型C. 互阻放大模型(自学) D. 互导放大模型(自学) E. 隔离放大电路模型

输入输出回路没有公共端

模电第一章(康光华)

1.5 放大电路的主要性能指标1. 输入电阻

模电第一章(康光华)

1.5 放大电路的主要性能指标2. 输出电阻vt Ro it

vs 0 , RL

注意：输入、输出电阻为交流电阻

模电第一章(康光华)

1.5 放大电路的主要性能指标3. 增益反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量 转换为输出信号能量的能力。四种增益

vo Av vi

io Ai ii

vo Ar ii

io Ag vi

其中 Av、Ai 常用分贝(dB)表示。

电压增益 20 lg Av 电流增益 20 lg Ai

(dB) (dB)

功率增益 10 lg AP

(dB)

模电第一章(康光华)

1.5 放大电路的主要性能指标4. 频率响应A.频率响应及带宽在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态 响应，称为放大电路的频率响应。

电压增益可表示为

( j ) V ( j ) o A V ( j ) V i ( j ) V o [ o ( ) i ( )] V ( j )i

或写为

A ( ) ( ) A V V ( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应

( j ) V 其中 AV ( ) o 称为幅频响应 Vi ( j )

模电第一章(康光华)

1.5 放大电路的主要性能指标4. 频率响应A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应 该图称为波特图 纵轴：dB 横轴：对数坐标

其中

f H — —上限频率 f L — —下限频率 称为带宽

BW f H f L

当 f H f L时，BW f H

模电第一章(康光华)

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。

模电第一章(康光华)

1.2.3 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。