电信号放大电路图
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
基本共射放大电路
放大电路是一种用来放大电信号的装置，是电子设备中使用最广泛的一种电 路，也是现代通信、自动控制、电子测量、生物电子等设备中不可缺少的组成部 分。其主要功能是将微弱的电信号（电压、电流和功率）进行放大，以满足人们 的实际需要。
利用扩音机放大声音，是电子学中放大器的应用，其原理框图如图所示。话 筒作为信号源，当人们对着话筒讲话时，声音信号经过话筒（传感器）被转变成 微弱的电信号，经过电压放大电路放大后得到较大的电压信号，再经过功率放大 电路，得到较大的功率信号，推动扬声器发出清晰、洪亮的声音。
用微变等效电路法求放大电路的动态参数主要步骤如下：
• 画放大电路的交流通路。
• 画放大电路的微变等效电路。
• 求放大电路的主要性能指标（电压放大倍数、输入电阻和输出 电阻）。
下图所示为基本共射放大电路交流通路的微变等效电路。
基本共射放大电路的微变等效电路
1）电压放大倍数：根据电压放大倍数的定义，有
下面以基本共射放大电路为例，说明放大电路的组成原则及电路中各元器件的 作用。
基本共射放大电路的电路原理如图所示。 由于该电路以三极管发射极作为交流输入、 输出回路的公共端，因此，称其为共发射极 放大电路，简称共射放大电路。
基本共射放大电路
对照上图，基本共射放大电路中各元器件的作用如下：
1）T：三极管，起电流放大作用，是放大电路的核心器件。 2） VCC ：直流电源，有两个作用，一是通过 RB和 RC为三极管的发射结 提供正偏电压，为集电结提供反偏电压，保证三极管工作于放大区；二是为 放大电路提供能源。
三极管微变等效电路图
三极管的B、E之间可用 等效代替，C、E之间可用一受控电流源ic ib 等效 代替。 rbe 称为三极管的基极输入电阻，常用以下经验公式估算：
电工电子技术_基本放大电路
8.1
7
共发射极放大电路
图8.3
放大电路动态工作电流、电压的变化情况
8.2
8
共发射极放大电路的静态分析
直流通路及静态工作点
8.2.1
放大电路不加输入信号(ui=0)时的 状态称为静态。静态时放大电路中只有 直流电源作用，由此产生的所有电流、 电压都为直流量，所以静态又称为直流 状态。静态时三极管各极电流和极间电 压分别用IB、UBE、IC、UCE表示。这些量 在三极管的输入、输出特性曲线上各确 定了一点，该点称为静态工作点，简称 Q点。 静态时直流电流通过的路径称为直 流通路。由于C1、C2的隔直流作用，放 大电路的直流通路如图8.4所示。
这里直流分量是正常放大的基础，交流分量是放大的对象，交流量搭 载在直流上进行传输和放大。如果三极管工作总是处于放大状态，它们的 变化规律是一样的。放大电路的动态分析关注的就是交流信号的传输和放 大情况，动态分析的电路指标主要包括电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻等。
8.3
12
共发射极放大电路的动态分析
图8.1
共发射极放大电路
8.1
5
共发射极放大电路
2.各元器件的作用 （1）晶体管VT （2）集电极电源EC （3）集电极电阻RC （4）基极电源EB和基极偏置电阻RB （5）电容C1和C2 由于该电路使用两组电源，很不经 济。若只使用电源EC，将RB连到EC上， 只要适当调整RB阻值，保证发射结正偏 ，产生合适的基极偏流IB，就可省掉电 源EB。另外，为了使作图简洁，常不画 出电源回路，只标出EC正极对地的电位 值UCC和极性（“+”或“-”），如图8.2 所示。
图8.8
共发射极放大电路的微变等效电路
8.3
反馈放大电路反馈工作原理
反馈放大电路反馈工作原理
反馈放大电路是一种常用于放大电信号的电路。
它通过将一部分输出信号反馈到输入端，从而实现放大功能。
其工作原理如下：
1. 输入信号进入放大电路，经过放大电路的放大器进行放大。
2. 放大后的信号经过反馈电路，以某种方式被传送回到放大器的输入端。
反馈电路可以采用电阻、电容、电感等元件组成。
3. 反馈信号与输入信号相加，并再次通过放大器进行放大。
4. 经过多次循环反馈放大的过程，输出信号不断被放大，直到达到所需的电压增益。
反馈放大电路的工作原理可以通过负反馈和正反馈来理解。
- 负反馈：当反馈信号与输入信号相加后，如果反馈信号的极
性与输入信号相反，那么会减小输入信号的幅度，从而降低整个电路的增益。
这种方式被称为负反馈，可以提高电路的稳定性和线性度。
- 正反馈：当反馈信号的极性与输入信号相同，相加后会增大
输入信号的幅度，从而使整个电路产生自激振荡或失稳。
这种方式被称为正反馈，常用于产生振荡或开关电路等特定应用中。
通过合理设计反馈电路的参数和选择适当的放大器，可以实现对输入信号的放大控制，从而达到所需的放大效果。
几种常用的放大电路
放大电路的分类
1 根据信号类型
电压放大电路、电流放大电路、直流放大电路和交流放大电路。
2 根据放大器输入和输出
可变增益放大电路、差分放大电路和滤波放大电路。
3 根据反馈类型
正反馈放大电路和负反馈放大电路。
基本放大电路的组成部分
1 输入端
接收待放大信号。
3 输出端
将放大后的信号传递给负载。
பைடு நூலகம்2 放大器
几种常用的放大电路
放大电路是将电信号增大的电路，常用于各种电子设备中。本演示将介绍放 大电路的分类、组成部分以及不同类型的放大电路。
什么是放大电路？
放大电路是一种用于增强电信号的电路，通过放大信号的幅度以改变信号的强度和大小。
放大电路的作用和应用领域
放大电路的主要作用是增加电信号的幅度，以便在需要时可以更好地驱动负 载。它广泛应用于通信、音频、视频、医疗设备和各种电子仪器中。
负责增加信号的幅度。
放大电路的失真问题
放大电路可能引起失真，如非线性失真、谐波失真和交叉失真。选择适当的放大器设计可以减少失真。
放大电路的幅频特性
幅频特性描述了放大电路在不同频率下的增益变化情况。理解幅频特性有助 于选择适合的放大器。
放大电路的相频特性
相频特性描述了放大电路在不同频率下的相移情况。相频特性的了解对于信 号的准确传输和处理至关重要。
放大电路的噪声特性
噪声是放大电路中不可避免的问题，了解噪声特性有助于优化电路设计以提 高信号质量。
放大电路基本知识
IE
UE IB
UBE
由输入特性曲线
详细
本质：加了 形成了负反馈 本质：加了Re形成了负反馈
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓ ℃ （ 基本不变） 反馈的一些概念： 反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措 施称为反馈。 施称为反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈， 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称 为正反馈。 为正反馈。 IC通过 e转换为 E影响 BE 通过R 转换为∆U 影响U 温度升高I 增大， 温度升高 C增大，反馈的结果使之减小 Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强， 点越稳定 Re有上限值吗？ 有上限值吗？
-
ui = ib rbe
′ uo = − βib RL
.
′ uo RL ′ RL = RC // RL Au = = −β ui rbe
负载电阻越大， 负载电阻越大，放大倍数越大
<引申级联：100×100 ＝ 10000？> 引申级联： × 引申级联 ？
继续
.
3 、求 R i
由定义： 由定义：
Ri =
ii
+
(放大能力) 放大能力)
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
uo +
RL
负载
（1）电压放大倍数 ）电压放大倍数:
（2）电流放大倍数 ）电流放大倍数: （3）互阻增益 ）互阻增益: （4）互导增益 ）互导增益:
放大电路大综合——史上最全的放大电路介绍
三极管三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。
三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。
当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。
集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。
利用其放大作用，三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。
三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC 在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。
三极管的工作原理三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
一、电流放大下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
基本放大电路
详细描述
在传感器信号放大中，基本放大电路接收来自各种传感器的输出信号，如压力、温度、湿度 等。通过对这些微弱信号的检测和放大，基本放大电路能够提供足够强度的信号，以便于后 续的数据采集、处理和控制。这有助于提高传感器的灵敏度和测量精度，扩展其应用范围。
可以分为晶体管放大电路和场效应管放大电路。晶体管放大电路通常由 晶体管和电阻、电容等元件组成，而场效应管放大电路则由场效应管和 相关元件组成。
02 基本放大电路原理
共射放大电路
总结词
共射放大电路是最基本的放大电路之 一，具有电压和电流放大作用，通常 被用于功率放大和电压放大。
详细描述
共射放大电路采用NPN或PNP晶体管 ，输入信号加在基极和发射极之间， 通过晶体管的电流放大作用，将输入 信号电压放大并输出到集电极。
题导致电路性能下降。
优化策略
元件选择与替换
根据电路需求选择性能更好的 元件，如使用低噪声元件替换
高噪声元件。
电路布局优化
合理安排元件布局，减小信号 干扰和寄生效应。
反馈回路调整
调整反馈回路参数，改善电路 性能，如提高增益、减小失真 等。
电源滤波
在电源入口处增加滤波器，减 小电源噪声对电路性能的影响
放大电路的重要性
在现代电子系统中，放大电路是不可或缺的一部分。无论是在音频设备、通信系 统、传感器还是其他电子设备中，都需要用到放大电路来放大微弱的信号，使其 能够被进一步处理或使用。
放大电路的性能直接影响整个电子系统的性能，因此对放大电路的研究和设计至 关重要。
放大电路的分类
01
按工作频率分类
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电信号放大电路图放大电路图滤波电路图A/D转换器，即模数转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。
A/D转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。
A/D转换器最重要的参数是转换的精度，通常用输出的数字信号的位数的多少表示。
A/D转换器能够准确输出的数字信号的位数越多，表示转换器能够分辨输入信号的能力越强，转换器的性能也就越好。
A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。
模数转换原理概述随着数字电子技术的迅速发展，各种数字设备，特别是数字电子计算机的应用日益广泛，几乎渗透到国民经济的所有领域之中。
数字计算机只能够对数字信号进行处理，处理的结果还是数字量，它在用于生产过程自动控制的时候，所要处理的变量往往是连续变化的物理量，如温度、压力、速度等都是模拟量，这些非电子信号的模拟量先要经过传感器变成电压或者电流信号，然后再转换成数字量，才能够送往计算机进行处理。
模拟量转换成数字量的过程被称为模数转换，简称A/D(Analog to Digital)转换；完成模数转换的电路被称为A/D 转换器，简称ADC(Analog to Digital Converter)。
数字量转换成模拟量的过程称为数模转换，简称D/A(Digital to Analog)转换；完成数模转换的电路称为D/A转换器，简称DAC(Digital to Analog Converter)。
模拟信号由传感器转换为电信号，经放大送入AD 转换器转换为数字量，由数字电路进行处理，再由DA转换器还原为模拟量，去驱动执行部件。
为了保证数据处理结果的准确性，AD转换器和DA转换器必须有足够的转换精度。
同时，为了适应快速过程的控制和检测的需要，AD转换器和DA转换器还必须有足够快的转换速度。
因此，转换精度和转换速度乃是衡量AD转换器和DA转换器性能优劣的主要标志。
编辑本段转换方法模数转换过程包括量化和编码。
量化是将模拟信号量程分成许多离散量级，并确定输入信号所属的量级。
编码是对每一量级分配唯一的数字码，并确定与输入信号相对应的代码。
最普通的码制是二进制，它有2的n次方个量级（n为位数）,可依次逐个编号。
模数转换的方法很多，从转换原理来分可分为直接法和间接法两大类。
直接法是直接将电压转换成数字量。
它用数模网络输出的一套基准电压，从高位起逐位与被测电压反复比较，直到二者达到或接近平衡（见图）。
控制逻辑能实现对分搜索的控制，其比较方法如同天平称重。
先使二进位制数的最高位Dn-1=1，经数模转换后得到一个整个量程一半的模拟电压VS，与输入电压Vin相比较，若V in>VS,则保留这一位；若V in<V s，则Dn-1=0。
然后使下一位Dn-2=1,与上一次的结果一起经数模转换后与V in相比较,重复这一过程，直到使D0=1，再与V in相比较,由V in>VS还是V in<V 来决定是否保留这一位。
经过n次比较后，n位寄存器的状态即为转换后的数据。
这种直接逐位比较型（又称反馈比较型）转换器是一种高速的数模转换电路，转换精度很高，但对干扰的抑制能力较差，常用提高数据放大器性能的方法来弥补。
它在计算机接口电路中用得最普遍。
间接法不将电压直接转换成数字，而是首先转换成某一中间量,再由中间量转换成数字。
常用的有电压-时间间隔(V/T)型和电压-频率(V/F)型两种，其中电压-时间间隔型中的双斜率法（又称双积分法）用得较为普遍。
模数转换器的选用具体取决于输入电平、输出形式、控制性质以及需要的速度、分辨率和精度。
用半导体分立元件制成的模数转换器常常采用单元结构，随着大规模集成电路技术的发展，模数转换器体积逐渐缩小为一块模板、一块集成电路。
1 什么是DSP芯片DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。
DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP 指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，DSP 芯片一般具有如下的一些主要特点：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。
（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。
（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。
（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。
（5）快速的中断处理和硬件I/O支持。
（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。
（7）可以并行执行多个操作。
（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
2 DSP芯片的发展世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司宣布的S2811，1979年美国Iintel 公司发布的商用可编程期间2920是DSP芯片的一个主要里程碑。
这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须的单周期芯片。
1980年。
日本NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP 芯片。
第一个采用CMOS工艺生产浮点DSP芯片的是日本的Hitachi 公司，它于1982年推出了浮点DSP芯片。
1983年，日本的Fujitsu公司推出的MB8764，其指令周期为120ns ，且具有双内部总线，从而处理的吞吐量发生了一个大的飞跃。
而第一个高性能的浮点DSP芯片应是AT&T公司于1984年推出的DSP32。
在这么多的DSP芯片种类中，最成功的是美国德克萨斯仪器公司（Texas Instruments，简称TI）的一系列产品。
TI公司灾982年成功推出启迪一代DSP芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS32C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS32C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS32C40/C44，第五代DSP芯片TMS32C50/C51/C52/C53以及集多个DSP于一体的高性能DSP芯片TMS32C80/C82等。
自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛。
从运算速度来看，MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从80年代初的400ns（如TMS32010）降低到40ns（如TMS32C40），处理能力提高了10多倍。
DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模区的40左右下降到5以下，片内RAM增加一个数量级以上。
从制造工艺来看，1980年采用4μ的N沟道MOS工艺，而现在则普遍采用亚微米CMOS工艺。
DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加。
此外，DSP芯片的发展，是DSP系统的成本、体积、重量和功耗都有很大程度的下降。
3 DSP芯片的分类DSP的芯片可以按照以下的三种方式进行分类。
（1）. 按基础特性分这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。
如果DSP芯片在某时钟频率范围内的任何频率上能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称之为静态DSP芯片。
如果有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容,则这类DSP芯片称之为一致性的DSP芯片。
（2）. 按数据格式分这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。
数据以定点格式工作的DSP芯片称之为定点DSP芯片。
以浮点格式工作的称为DSP芯片。
不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式。
（3）. 按用途分按照DSP芯片的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型的DSP芯片。
通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片。
专用型DSP芯片市为特定的DSP运算而设计，更适合特殊的运算，如数字滤波，卷积和FFT等。
4 DSP芯片的选择设计DSP应用系统，选择DSP芯片时非常重要的一个环节。
只有选定了DSP芯片才能进一步设计外围电路集系统的其它电路。
总的来说，DSP芯片的选择应根据实际的应用系统需要而确定。
一般来说，选择DSP芯片时考虑如下诸多因素。
1>．DSP芯片的运算速度。
运算速度是DSP芯片的一个最重要的性能指标，也是选择DSP芯片时所需要考虑的一个主要因素。
DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：（1）指令周期。
就是执行一条指令所需要的时间，通常以ns为单位。
（2）MAC时间。
即一次乘法加上一次加法的时间。
（3）FFT执行时间。
即运行一个N点FFT程序所需的时间。
（4）MIPS。
即每秒执行百万条指令。
（5）MOPS。
即每秒执行百万次操作。
（6）MFLOPS。
即每秒执行百万次浮点操作。
（7）BOPS。
即每秒执行十亿次操作。
2>．DSP芯片的价格。
根据一个价格实际的应用情况，确定一个价格适中的DSP芯片。
3>．DSP芯片的硬件资源。
4>．DSP芯片的运算速度。
5>．DSP芯片的开发工具。
6>．DSP 芯片的功耗。
7>．其它的因素，如封装的形式、质量标准、生命周期等。
DSP应用系统的运算量是确定选用处理能力多大的DSP芯片的基础。
那么如何确定DSP系统的运算量以选择DSP芯片呢？1>．按样点处理按样点处理就是DSP算法对每一个输入样点循环一次。
例如；一个采用LMS算法的256抽头德的自适应FIR滤波器，假定每个抽头的计算需要3个MAC周期，则256抽头计算需要256*3=768个MAC周期。
如果采样频率为8KHz，即样点之间的间隔为125μs的时间，DSP芯片的MAC周期为200μs，则768个周期需要153.6μs的时间，显然无法实时处理，需要选用速度更快的芯片。
2>．按帧处理有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次，而是每隔一定的时间间隔（通常称为帧）循环一次。
所以选择DSP芯片应该比较一帧内DSP芯片的处理能力和DSP 算法的运算量。
假设DSP芯片的指令周期为P（ns），一帧的时间为⊿τ（ns），则该DSP 芯片在一帧内所提供的最大运算量为⊿τ/ P 条指令。
5 DSP芯片的基本结构DSP芯片的基本结构包括：（1）哈佛结构；（2）流水线操作；（3）专用的硬件乘法器；（4）特殊的DSP指令；（5）快速的指令周期。
哈佛结构哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。
与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。
由于程序和存储器在两个分开的空间中，因此取指和执行能完全重叠。