模擬電路是指用來對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、變換、處理、放大、測(cè)量和顯示等工作的電路。模擬信號(hào)是指連續(xù)變化的電信號(hào)。模擬電路是電子電路的基礎(chǔ),它主要包括放大電路、信號(hào)運(yùn)算和處理電路、振蕩電路、調(diào)制和解調(diào)電路及電源等。
模擬電路(Analog Circuit)是涉及連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)的電子電路,與之相對(duì)的是數(shù)字電路,后者通常只關(guān)注0和1兩個(gè)邏輯電平?!澳M”二字主要指電壓(或電流)對(duì)于真實(shí)信號(hào)成比例的再現(xiàn),它最初來源于希臘語詞匯αν?λογο?,意思是“成比例的”。
特點(diǎn)
1、函數(shù)的取值為無限多個(gè);
2、當(dāng)圖像信息和聲音信息改變時(shí),信號(hào)的波形也改變,即模擬信號(hào)待傳播的信息包含在它的波形之中(信息變化規(guī)律直接反映在模擬信號(hào)的幅度、頻率和相位的變化上)。
3、初級(jí)模擬電路主要解決兩個(gè)大的方面:1放大、2信號(hào)源。
4、模擬信號(hào)具有連續(xù)性。
模擬電子技術(shù)主要章節(jié)
一.半導(dǎo)體器件
包括半導(dǎo)體特性,半導(dǎo)體二極管,雙極結(jié)性三極管,場(chǎng)效應(yīng)三極管等
導(dǎo)電性介于良導(dǎo)電體與絕緣體之間,利用半導(dǎo)體材料特殊電特性來完成特定功能的電子器件。
二、放大電路的基本原理和分析方法:
1、原理:?jiǎn)喂芄舶l(fā)射極放大電路;雙極性三極管的三組態(tài)---共射 共基 共集;場(chǎng)效應(yīng)管放大電路--共源極放大。分壓自偏壓式共 源極放大,共漏極放大,多級(jí)放大,
2、方法 直流通路與交流通路;靜態(tài)工作點(diǎn)的分析;微變等效電路法;圖解法等等。
三、放大電路的頻率響應(yīng)
單管共射放大電路的頻響--下限頻率,上限頻率和通頻帶頻率失真波特圖多級(jí)放大電路的頻響
四、功率放大
互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路—— OTL(省去輸出變壓器),OCL(實(shí)用電路)
五、集成放大電路
放大電路(amplification circuit)能夠?qū)⒁粋€(gè)微弱的交流小信號(hào)(疊加在直流工作點(diǎn)上),通過一個(gè)裝置(核心為三極管、場(chǎng)效應(yīng)管),得到一個(gè)波形相似(不失真),但幅值卻大很多的交流大信號(hào)的輸出。實(shí)際的放大電路通常是由信號(hào)源、晶體三極管構(gòu)成的放大器及負(fù)載組成。
偏置電路,差分放大電路,中間級(jí),輸出級(jí)。
六、放大電路的反饋
正反饋和負(fù)反饋
負(fù)反饋:四組態(tài)——電壓串聯(lián),電壓并聯(lián),電流串聯(lián),電流并聯(lián)負(fù)反饋。(注意輸出電阻和輸入電阻的改變)
負(fù)反饋的分析:Af=1/F(深度負(fù)反饋時(shí))
七、模擬信號(hào)運(yùn)算電路
理想運(yùn)放的特點(diǎn)(虛短虛地);
比例運(yùn)放(反向比例運(yùn)放,同向比例運(yùn)放,差分比例運(yùn)放);
求和電路(反向輸入求和,同向輸入求和)
積分電路,微分電路;
對(duì)數(shù)電路,指數(shù)電路;
乘法電路,除法電路。
八、信號(hào)處理電路
有源濾波器( 低通LPF,高通HPF。帶通BPF,帶阻BEF)
電壓比較器(過零比較器,單限比較器,滯回比較器,雙限比較器)
九.波形發(fā)生電路
正弦波振蕩電路(條件,組成,分析步驟)
RC正弦波振蕩電路(RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性)
LC 正弦波振蕩電路 (LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性電感三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式)
石英晶體振蕩器
非正弦波振蕩器(矩形波,三角波,鋸齒形發(fā)生器)
十、直流電路
單相整流電路
濾波電路(電容濾波,電感濾波 ,復(fù)式濾波)
倍壓整流電路(二倍壓整流電路,多倍壓整壓電路)
串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路
是涉及連續(xù)函數(shù)形式模擬信號(hào)的電子電路,與之相對(duì)的是數(shù)字電路,后者通常只關(guān)注0和1兩個(gè)邏輯電平?!澳M”二字主要指電壓(或電流)對(duì)于真實(shí)信號(hào)成比例的再現(xiàn),它最初來源于希臘語詞匯αν?λογο?,意思是“成比例的.
功能
(1)放大電路:用于信號(hào)的電壓、電流或功率放大。
(2)濾波電路:用于信號(hào)的提取、變換或抗干擾。
(3)運(yùn)算電路:完成信號(hào)的比例、加、減、乘、除、積分、微分、對(duì)數(shù)、指數(shù)等運(yùn)算。
(4)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路:用于將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或?qū)㈦妷盒盘?hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)、將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)或?qū)⒔涣餍盘?hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)、將直流電壓轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率……
(5)信號(hào)發(fā)生電路:用于產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波。
(6)直流電源:將220V、50Hz交流電轉(zhuǎn)換成不同輸出電壓和電流的直流電,作為各種電子線路的供電電源。
分類
模擬電路可分為標(biāo)準(zhǔn)模擬電路和專用模擬電路(application spacific analog IC)兩大類,前者占市場(chǎng)的37%,后者占63%,據(jù)ICInsight公司報(bào)道,2000年兩者合計(jì)達(dá)310億美元,比上年大幅增長(zhǎng)40%,預(yù)計(jì)今年將續(xù)增23%,達(dá)380億美元。又據(jù)WSTS(世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)2012年秋季最新預(yù)測(cè),世界模擬電路市場(chǎng)2000年為306.3億美元,2013年增長(zhǎng)20%,達(dá)368.8億美元,1999~2003年間的年均增長(zhǎng)率為19.5%。標(biāo)準(zhǔn)模擬電路包括放大器接口電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、比較器、穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)電路等。2000年共計(jì)114億美元,其中穩(wěn)壓器和基準(zhǔn)電路比例最大,占整個(gè)模擬電路市場(chǎng)的13%,隨后為放大器,占10%,接口電路8%,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器6%,比較器1%。專用模擬電路市場(chǎng)是指在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)、 通信 、汽車和工業(yè)其他部門應(yīng)用的電路。2000年共計(jì)192億美元在整個(gè)模擬電路市場(chǎng)上,通信用專用模擬電路占22%,消費(fèi)類占16%,汽車用占9%,計(jì)算機(jī)占8%,工業(yè)和其他應(yīng)用占7%。
快速發(fā)展的原動(dòng)力
推動(dòng)模擬電路快速發(fā)展的原動(dòng)力,首先是產(chǎn)品數(shù)字化數(shù)字系統(tǒng)的不斷發(fā)展,必須依靠模擬器件與人類相溝通,促使后者隨之?dāng)U大。數(shù)字產(chǎn)品包括蜂窩電話、PDA、顯示器、音響設(shè)備、鍵盤以太網(wǎng)和DSL產(chǎn)品,等等生產(chǎn)廠商有Linear Technology Maxim ST和TI等。在便攜式產(chǎn)品等的驅(qū)動(dòng)下,電源管理集成電路增長(zhǎng)也很迅速其次,加工工藝日益微細(xì)化,電路幾何尺寸不斷變小,例如,加工工藝從0.35微米縮小到0.25微米再到0.1微米,而優(yōu)良品質(zhì)的模擬電路很難集成進(jìn)去因此,設(shè)計(jì)人員不得不把模擬電路另做在小封裝里牽引分立模擬電路發(fā)展。第三,語音和數(shù)據(jù)通信的融合也對(duì)模擬電路產(chǎn)生積極影響。電視電纜語音傳送(voice-over-cable),數(shù)字用戶線語音傳送(voice-over-packetprotocol)等都對(duì)模擬和混合信號(hào)電路有很大的依賴性。第四,隨著設(shè)備電源從5V降到3V,有時(shí)甚至到1.8V,電源處理變得日益重要,由此推動(dòng)了AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC變換器、電源管理IC等的發(fā)展。便攜性連接性和電源處理是模擬集成電路生產(chǎn)必須面對(duì)的三大技術(shù)方向。無源元件集成、性能保持和縮短上市時(shí)間則是模擬集成電路廠商生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中關(guān)注的三大主題。例如,RF模塊上無源元件集成就很重要,一不留神,無源元件就可能在板上占有最大的空間。由于功能是集成的,因此在性能上很可能要作一番權(quán)衡,上市時(shí)間的重要性自不待言。開關(guān)電源DC/DC變換器會(huì)產(chǎn)生噪聲,這是模擬集成電路廠商面臨的又一大課題。在通信基礎(chǔ)設(shè)施方面,廠商還必須滿足熱插拔,在設(shè)備的重新配置和維修中,當(dāng)一塊板替換另一塊時(shí),通過熱插拔整個(gè)系統(tǒng)就不用關(guān)掉。世界從事模擬集成電路生產(chǎn)最大的公司依次是TI(1999年的營(yíng)收為28億美元,市場(chǎng)占有率13%),ST(23億美元,10%);Philips(19億美元,9%),Infineon(17億美元,8%),ONSemi(15億美元,7%),NS(14億美元,6%),AD(13億美元,6%)。這7家公司共占有60%。
基礎(chǔ)知識(shí)
1、電接口設(shè)計(jì)中,反射衰減通常在高頻情況下變差,這是因?yàn)閹p耗的傳輸線反射同頻率相關(guān),這種情況下,盡量縮短PCB走線就顯得異常重要。
2、穩(wěn)壓二極管就是一種穩(wěn)定電路工作電壓的二極管,由于特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),適用反向擊穿的工作狀態(tài),只要限制電流的大小,這種擊穿是非破壞性的。
3、PN結(jié)具有一種很好的數(shù)學(xué)模型:開關(guān)模型→二極管誕生了→再來一個(gè)PN結(jié),三極管誕生了。
4、高頻電路中,必須考慮PN結(jié)電容的影響(正向偏置為擴(kuò)散電容,反向偏置為勢(shì)壘電容)。
5、在高密度的場(chǎng)合下,由于收發(fā)信號(hào)挨在一起,很容易發(fā)生串?dāng)_,這在布線時(shí)要遵守3W原則,即相鄰PCB走線的中心線間距要大于PCB線寬的3倍。在插卡設(shè)備,接插件連接的位置,要有許多接地針,提供良好的射頻回路。
6、雙極型管是電流控制器件,通過基極較小的電流控制較大的集電極電流;MOS管是電壓控制器件,通過柵極電壓控制源漏間導(dǎo)通電阻。
7、三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來工作的,以NPN管射極跟隨器為例,當(dāng)基極加不加電壓時(shí),基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的PN結(jié)為阻止多子(基區(qū)為空穴,發(fā)射區(qū)為電子)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),在此PN結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(chǎng)(即內(nèi)建電場(chǎng))。
8、肖特基二極管適用于高頻開關(guān)電路,正向壓降和反向壓降都很低(0.2V)但是反向擊穿電壓較低,漏電流也較大。
9、抖動(dòng)特性絕大部分取決于輸出芯片的特性,不過,如果PCB布線不當(dāng),電源濾波不夠充分,時(shí)鐘參考源太沖太大也會(huì)增加抖動(dòng)成分。信號(hào)線的匹配對(duì)抖動(dòng)產(chǎn)生直接的影響,特別是芯片中含有倍頻功能,本身相位噪聲較大。
10、極型選擇是指BJT是用PNP還是NPN管,這應(yīng)該在確定電源形式時(shí)同時(shí)考慮。有些三極管的外殼與某個(gè)電極相連,對(duì)于硅管來說往往是集電極,在需要某極接地時(shí)應(yīng)考慮這個(gè)因素。
11、場(chǎng)效應(yīng)晶體管與BJT在工作過程中有很大的區(qū)別:BJT中的電荷載體是空穴或被擊出的少量的“少子”,F(xiàn)ET中的電荷則是數(shù)目相對(duì)多幾個(gè)數(shù)量級(jí)的自由電子,“多子”。
12、發(fā)射極正偏,集電極反偏是讓BJT工作在放大工作狀態(tài)下的前提條件。三種連接方式:共基極,共發(fā)射極(用的最多,因?yàn)殡娏麟妷骸⒐β示梢苑糯螅?,共集電極。判別三種組態(tài)的方法:共發(fā)射極,由基極輸入,集電極輸出;共集電極,由基極輸入,發(fā)射極輸出;共基極,由發(fā)射極輸入,集電極輸出。
13、三極管主要參數(shù):電流放大系數(shù)β,極間反向電流,集電極最大允許電流,集電極最大允許耗散功率,反向擊穿電壓=3個(gè)重要極限參數(shù)決定BJT工作在安全區(qū)域。
14、因J-FET的Rgs很高,在使用時(shí)首先應(yīng)注意無靜電操作,否則很容易發(fā)生柵極擊穿。另外就是在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮各極限參數(shù),不能超出范圍。將J-FET當(dāng)做可變電阻使用時(shí)應(yīng)保證器件有正確的偏置,不能使之進(jìn)入恒流區(qū)。
15、射極偏置電路:用于消除溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響(雙電源更好)。
16、三種BJT放大電路比較:共射級(jí)放大電路,電流、電壓均可以放大。共集電極放大電路:只放大電流,跟隨電壓,輸入R大,輸出R小,用作輸入級(jí),輸出級(jí)。共基極放大電路:只放大電壓,跟隨電流,高頻特性好。
17、去耦電容:輸出信號(hào)電容接地,濾掉信號(hào)的高頻雜波。旁路電容:輸入信號(hào)電容接地,濾掉信號(hào)的高頻雜波。交流信號(hào)針對(duì)這兩種電容處理為短路。
18、MOS-FET在使用中除了正確選擇參數(shù)以及正確的計(jì)算外,最值得強(qiáng)調(diào)的仍然是防靜電操作問題,在電路調(diào)試、焊接、安裝過程中,一定要嚴(yán)格按照防靜電程序操作。
19、主流是從發(fā)射極到集電極的IC,偏流就是從發(fā)射極到基極的Ib,相對(duì)與主電路而言,為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。
20、場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)鋁電極:柵極g、源極s、漏極d,分別對(duì)應(yīng)三極管的基極b,發(fā)射極e,集電極c。源極需要發(fā)射東西,所以對(duì)應(yīng)發(fā)射極e,柵極的英文名稱是gate,門一樣的存在,和基極的作用差不多,其中P型襯底一般與柵極g相連。
21、增強(qiáng)型FET必須依靠柵源電壓Vgs才能起作用(開啟電壓Vt),耗盡型FET則不需要柵源電壓,在正的Vds作用下,就有較大的漏極電流流向源極(如果加負(fù)的Vgs,那么可能出現(xiàn)夾斷,此時(shí)的電壓成為夾斷電壓Vp。重要特性:可以在正負(fù)的柵源電壓下工作)
22、N溝道的MOS管需要正的Vds(相當(dāng)于三極管加在集電極的Vcc)和正的Vt(相當(dāng)于三極管基極和發(fā)射極的Vbe),而P溝道的MOS管需要負(fù)的Vds和負(fù)的Vt。
23、VMOSFET有高輸入阻抗、低驅(qū)動(dòng)電流;開關(guān)速度快、高頻特性好;負(fù)電流溫度系數(shù)、無熱惡性循環(huán),熱穩(wěn)定性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。
24、運(yùn)算放大器應(yīng)用時(shí),一般應(yīng)用負(fù)反饋電流。
25、差分式放大電路:差模信號(hào):兩輸入信號(hào)之差。共模信號(hào):兩輸入信號(hào)之和除以2。由此:用差模與共模的定義表示兩輸入信號(hào)可得到一個(gè)重要的數(shù)學(xué)模型:任意一個(gè)輸入信號(hào)=共模信號(hào)±差模信號(hào)/2。
26、差分式放大電路只放大差模信號(hào),抑制共模信號(hào)。利用這個(gè)特性,可以很好的抑制溫度等外界因素的變化對(duì)電路性能的影響。具體的性能指標(biāo):共模抑制比Kcmr。
27、二極管在從正偏轉(zhuǎn)換到反偏的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)較大的反向恢復(fù)電流從陰極流向陽極,其反向電流先上升到峰值,然后下降到零。
28、在理想的情況下,若推挽電路的兩只晶體管電流、電壓波完全對(duì)稱,則輸出電流中將沒有偶次諧波成分,及推挽電路由已知偶次諧波的作用。實(shí)際上由于兩管特性總有差異,電路也不可能完全對(duì)稱,因此輸出電流還會(huì)有偶次諧波成分,為了減少非線性失真,因盡量精選配對(duì)管子。
29、為了獲得大的輸出功率,加在功率晶體管上的電壓、電流就很大,晶體管工作在大信號(hào)狀態(tài)下。這樣晶體管的安全工作就成為功率放大器的一個(gè)重要問題,一般不以超過管子的極限參數(shù)(Icm、BVceo、Pcm)為限度。
30、放大電路的干擾:1)將電源遠(yuǎn)離放大電路;2)輸入級(jí)屏蔽;3)直流電源電壓波動(dòng)(采用穩(wěn)壓電源,輸入和輸出加上濾波電容)。
31、負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài):電壓串聯(lián)負(fù)反饋(穩(wěn)定輸出電壓),電壓并聯(lián)負(fù)反饋,電流串聯(lián)負(fù)反饋(穩(wěn)定輸出電流),電流并聯(lián)負(fù)反饋。
32、電壓、電流反饋判定方法:輸出短路法,設(shè)RL=0,如果反饋信號(hào)不存在,為電壓反饋,反之,則為電流反饋。
33、串聯(lián)、并聯(lián)反饋的判定方法:反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的求和方式,若為電壓形式,則為串聯(lián)反饋,若為電流形式,則為并聯(lián)反饋。
34、對(duì)于NPN電路,對(duì)于共射組態(tài),可以粗略理解為把VE當(dāng)作“固定”參考點(diǎn),通過控制VB來控制VBE(VBE=VB-VE),從而控制IB,并進(jìn)一步控制IC(從電位更高的地方流進(jìn)C極,你也可以把C極看作朝上的進(jìn)水的漏斗)。
35、對(duì)于數(shù)字電路來說,VCC是電路的供電電壓,VDD是芯片的工作電壓(通常Vcc》Vdd),VSS是接地點(diǎn);在場(chǎng)效應(yīng)管(或COMS器件)中,VDD為漏極,VSS為源極,VDD和VSS指的是元件引腳,而不表示供電電壓。
36、示波器探頭有一條地線和一條信號(hào)線,地線就是和示波器輸入端子外殼通的那一條,一般是夾子狀的,信號(hào)線一般帶有一個(gè)探頭鉤,連接的話你把示波器地線接到你設(shè)備的地,把信號(hào)線端子接到你的信號(hào)端,注意如果要測(cè)量的信號(hào)和市電沒有隔離,則不能直接測(cè)量。
37、驅(qū)動(dòng)能力不足有兩種情況:一是器件的輸入電阻太小,輸出波形會(huì)變形,如TTL電平驅(qū)動(dòng)不了繼電器;二是器件輸入電阻夠大,但是達(dá)不到器件的功率,如小功率的功放,驅(qū)動(dòng)大功率的喇叭,喇叭能響,但音量很小,其實(shí)是輸出的電壓不夠大。
38、濾波電路:利用電抗元件的儲(chǔ)能作用,可以起到很好的濾波作用。電感(串聯(lián),大功率)和電容(并聯(lián),小功率)均可以起到平波的作用。
39、開關(guān)穩(wěn)壓電源與線性電源:線性電源效率低、發(fā)熱強(qiáng)、但是輸出很穩(wěn)定。開關(guān)電源效率高、發(fā)熱一般、但輸出紋波大,需要平波。
40、由電路內(nèi)因引發(fā)的故障類型有:晶體管、電容、電阻等電子元件性能發(fā)生改變引發(fā)的故障;電子電路中有關(guān)線路接觸不良引發(fā)的故障等。由外因引起的電子電路故障類型有:技術(shù)人員使用電子電路時(shí)未按照說明要求進(jìn)行操作;維修技術(shù)人員維修程序不規(guī)范不科學(xué)等。
知識(shí)點(diǎn)
模擬電路是電子工程領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支,涉及對(duì)連續(xù)變化的電信號(hào)進(jìn)行處理和控制。以下是一些關(guān)鍵的模擬電路知識(shí)點(diǎn):
一、基本元件與特性
1、二極管:具有單向?qū)щ娦?,可用于整流、檢波、穩(wěn)壓等電路。穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管,能在反向擊穿狀態(tài)下穩(wěn)定工作電壓。
2、三極管:由兩個(gè)PN結(jié)組成,具有電流放大作用。三極管有三種基本連接方式:共基極、共發(fā)射極和共集電極,每種連接方式都有其特定的放大特性和應(yīng)用場(chǎng)合。
3、場(chǎng)效應(yīng)管(FET):與三極管不同,場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件。FET具有高輸入阻抗、低噪聲等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高頻、低噪聲放大電路。
二、基本放大電路
1、共射放大電路:輸入信號(hào)加在基極和發(fā)射極之間,輸出信號(hào)取自集電極和發(fā)射極之間。共射放大電路具有電流和電壓雙重放大作用,是應(yīng)用最廣泛的一種放大電路。
2、共集放大電路(射極跟隨器):輸入信號(hào)加在基極和發(fā)射極之間,輸出信號(hào)取自發(fā)射極和地之間。共集放大電路具有電壓跟隨特性,輸入電阻高、輸出電阻低,常用于緩沖級(jí)和阻抗匹配電路。
3、共基放大電路:輸入信號(hào)加在發(fā)射極和基極之間,輸出信號(hào)取自集電極和基極之間。共基放大電路具有高頻特性好、輸出電阻適中等優(yōu)點(diǎn),適用于高頻放大電路。
三、負(fù)反饋與穩(wěn)定性
1、負(fù)反饋:在放大電路中引入負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、減小非線性失真和噪聲、改變放大器的輸入和輸出電阻等。負(fù)反饋有四種基本組態(tài):電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。
2、穩(wěn)定性:負(fù)反饋雖然能提高放大器的穩(wěn)定性,但也可能引起自激振蕩。因此,在設(shè)計(jì)放大電路時(shí)需要考慮頻率補(bǔ)償問題,以保證放大器的穩(wěn)定工作。
四、頻率響應(yīng)與失真
1、頻率響應(yīng):放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力不同,這種特性稱為頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)的好壞直接影響到放大電路的性能指標(biāo)。
2、失真:當(dāng)放大電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大時(shí),由于非線性因素的存在,輸出信號(hào)可能會(huì)產(chǎn)生失真。失真分為線性失真和非線性失真兩種,其中非線性失真對(duì)放大電路的性能影響更大。
五、其他重要概念
1、零點(diǎn)漂移:放大電路的輸入端短路時(shí),輸出端仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生,這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移。零點(diǎn)漂移會(huì)影響放大電路的精度和穩(wěn)定性。
2、差分放大電路:差分放大電路能夠有效地抑制共模信號(hào)(如溫度漂移、電源波動(dòng)等)的干擾,只放大差模信號(hào)(即有用信號(hào))。因此,差分放大電路在精密測(cè)量和信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
3、功率放大電路:功率放大電路的主要任務(wù)是將較小的輸入信號(hào)放大為具有足夠功率的輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。功率放大電路有多種類型,如甲類、乙類和甲乙類放大電路等,每種類型都有其特定的工作特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。
以上是對(duì)模擬電路一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)要介紹。在實(shí)際應(yīng)用中,還需要根據(jù)具體需求選擇合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和元件參數(shù),并進(jìn)行詳細(xì)的電路分析和設(shè)計(jì)。
模擬電路和數(shù)字電路區(qū)別
模擬電路和數(shù)字電路是電子技術(shù)的兩大基石,它們?cè)诙鄠€(gè)方面存在顯著差異。以下是對(duì)兩者區(qū)別的詳細(xì)分析:
一、工作信號(hào)與特點(diǎn)
模擬電路:
工作信號(hào):模擬信號(hào),隨時(shí)間連續(xù)變化,可以表示無限多個(gè)數(shù)值。
信號(hào)特點(diǎn):模擬信號(hào)能夠精確反映聲音、圖像等自然現(xiàn)象的細(xì)微差別,其變化直接反映在信號(hào)的幅度、頻率和相位上。
數(shù)字電路:
工作信號(hào):數(shù)字信號(hào),是離散的二進(jìn)制信號(hào),只有“0”和“1”兩種狀態(tài)。
信號(hào)特點(diǎn):數(shù)字信號(hào)的變化是離散的,只在特定的時(shí)間點(diǎn)(如時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿)發(fā)生變化。數(shù)字信號(hào)易于存儲(chǔ)和傳輸,且在長(zhǎng)距離傳輸和復(fù)雜計(jì)算中更為穩(wěn)定可靠。
二、元器件工作狀態(tài)與電路結(jié)構(gòu)
模擬電路:
元器件工作狀態(tài):模擬電路中的元器件(如三極管)通常工作在放大狀態(tài),用于對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大、變換等處理。
電路結(jié)構(gòu):模擬電路的主要單元電路是放大器,還包括濾波電路、運(yùn)算電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路等多種電路形式。這些電路共同實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的傳輸、變換和處理。
數(shù)字電路:
元器件工作狀態(tài):數(shù)字電路中的元器件(如三極管)則更多地作為開關(guān)使用,工作在截止和飽和區(qū),實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸和處理。
電路結(jié)構(gòu):數(shù)字電路主要由邏輯門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等數(shù)字元件組成。通過邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理與傳輸,完成復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作。
三、分析方法與研究方法
模擬電路:
分析方法:模擬電路的分析方法通常采用圖解法和微變等效電路法等。這些方法更側(cè)重于對(duì)信號(hào)波形和電路性能的分析。
研究方法:模擬電路的研究方法注重電路特性的分析和計(jì)算,需要考慮信號(hào)的頻率特性和幅度變化。
數(shù)字電路:
分析方法:數(shù)字電路的主要分析方法包括邏輯代數(shù)、真值表、卡諾圖等。這些方法更側(cè)重于對(duì)數(shù)字信號(hào)的邏輯關(guān)系和電路功能的分析。
研究方法:數(shù)字電路的研究方法則通常通過邏輯代數(shù)和布爾代數(shù)進(jìn)行,設(shè)計(jì)過程更加系統(tǒng)化和模塊化。
四、應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)缺點(diǎn)
模擬電路:
應(yīng)用領(lǐng)域:模擬電路廣泛應(yīng)用于音頻放大器、無線電接收器、傳感器接口等需要處理模擬信號(hào)的領(lǐng)域。
優(yōu)缺點(diǎn):模擬電路能處理真實(shí)世界中的連續(xù)信號(hào),信號(hào)表現(xiàn)更自然。但其對(duì)噪聲的敏感性較高,易受干擾,且設(shè)計(jì)和制造相對(duì)復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成。
數(shù)字電路:
應(yīng)用領(lǐng)域:數(shù)字電路則廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字通信等領(lǐng)域,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)的核心組成部分。
優(yōu)缺點(diǎn):數(shù)字電路具有抗干擾能力強(qiáng)、精度高、穩(wěn)定性好、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。但其處理的信號(hào)為離散信號(hào),可能無法精確再現(xiàn)某些連續(xù)信號(hào)的特性。
綜上所述,模擬電路和數(shù)字電路在工作信號(hào)、元器件工作狀態(tài)、電路結(jié)構(gòu)、分析方法與研究方法以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面都存在顯著差異。這些差異使得兩者在電子電路中各自扮演著不同的角色,并共同構(gòu)成了現(xiàn)代電子技術(shù)的基石。
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