重庆大学模电复试资料.ppt

放大电路基础
运算放大器的基本概念
运算放大器的开环传输特性
运算放大器的线性模型
运算放大器的非线性模型
第2章集成运算放大器的开环特性和等效模型
什么是放大?放大的实质。
放大器的功能、电路模型和主要技术参数
差模信号、差模增益、共模信号、共模抑制比
运算放大器的传输特性、频率特性、线性模型和非线性模型
理想运算放大器及其特性
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放大电路的概念
放大电路的等效模型
放大电路的主要性能指标
放大电路基础
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放大电路的概念
信号放大是对信号乘比例系数的运算,比例系数称为增益或放大倍数。
放大电路(放大器)是实现信号放大功能的电子电路。
音频
放大器
+V
扩音机放大电路框图
当有声波输入时,拾音器将声波转换为电压信号,音频放大器将其幅度和功率放大并驱动扬声器,扬声器将输出电压信号还原成较强的声波。
所以,放大器仅对输入信号按一定比例(通常大于1)放大产生输出信号,即输出信号不失真地放大复制输入信号。
当无声波输入时,拾音器输出电压为0,音频放大器的输出电压亦为0,扬声器没有声波输出,即直流电源+V不直接产生输出电压。
3
虽然直流电源不能直接产生电压输出,但直流电源却是输出信号功率的源泉。例如,当关掉电源时,扬声器无声音输出。
在输入信号的控制下,放大器的直流电源按信号变化规律发出功率,帮助增大输出信号幅度,从而实现了功率放大(信号功率与其幅度的平方成正比)。
所以,放大器的实质是信号功率的放大。
放大器必需包含有将直流电源功率转换为信号功率的电子元器件,称为有源元件。由电路理论可知,有源元器件在电路中可以等效为受控电源。
综上所述,在输入信号频率范围内,对于输入输出信号而言,包括直流电源在内的放大电路等效为含有受控源的电阻性二端口网络。
放大电路框图
放大器
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
+
-
RL
VS 信号源电压 RS内阻 RL 负载
4
放大电路的增益定义为:
根据信号的性质,增益分为:
1、电压增益:
(无量纲)
2、电流增益:
(无量纲)
3、互阻增益:
4、互导增益:
(电阻量纲)
(电导量纲)
5. 功率增益:
对于电阻性负载:
放大电路框图
放大器
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
+
-
RL
(无量纲)
随时间变化的电压或电流等
end
5
放大器
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
+
-
RL
电压放大模型
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
RL
Ro
Ri
AVOVi
+
+
-
-
与放大电路的外特性等效的电路称为放大电路的等效模型。
放大电路的等效模型
1、电压放大模型
含有受控源的电阻性二端口网络
从输出端看:含独立源电阻性电路等效为电阻—输出电阻和电压源串联。
戴维宁定理
从输入端看:无独立源的电阻性电路等效为电阻—输入电阻。
开路电压增益
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受控源Avovi反映了放大电路的电压放大能力和功率放大能力,即将直流电压源输出功率转换为信号功率的能力。
输出电压:
负载电压增益:
输入电压:
信号源电压增益:
电压放大模型
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
RL
Ro
Ri
AVOVi
+
+
-
-
输入电流:
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结论:
输出电阻越小、开路增益和输入电阻越大,则电压增益越大。
综上所述,设计放大器时,总是希望其开路电压增益和输入电阻大(Ri >>RS)、输出电阻很小(Ro<<RL)。
一个理想放大器的输入电阻为无穷大、输出电阻为0,等效为一个理想的电压控制电压源。
电压放大模型
Vi
Vo
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
RL
Ro
Ri
AVOVi
+
+
-
-
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为了增大电压增益,可用多个放大电路级联。
Ro2
Ri2
AVO2Vo1
+
Vi
Vo1
+
-
-
+
ii
io
RS
VS
RL
Ro1
Ri1
AVO1Vi
+
-
+
Vo
+
结论:
级联放大器的电压增益等于各个单级放大器的增益之积,输入电阻等于第一级的输入电阻(Ri1),输出电阻等于最末级的输出电阻(Ro2)。
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iS
RL
ii
io
RS
Ro
Ri
Aisii
(2) 电流放大模型
(1)电压放大模型