模拟电子技术第7章
模拟电子技术基础(第四版)课件7.2 模拟乘法器及其在运算电路中的应用 7.3有源滤波电路
第七章 信号的运算和处理
二、带通滤波电路(BPF)
只允许某一段频带内的信号通过，将此频带以外的信 号阻断。
Ui
低通
20 lg A u
高通
Uo
O
20 lg A u
低通
fp1
f
O
20 lg A u
高通
fp2
f
O
阻 fp2
通
阻 fp1
f
图 7.3.17
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
2
图7.3.8 简单二阶低通电路的幅频特性
可解出通带截止频率 fp = 0.37 f0 问题：在 f = f0 附近，输出幅度衰减大， fp 远离 f0
引入正反馈，可以增大放大倍数，使 fp 接近 f0，滤 波特性趋于理想。
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
3.压控电压源二阶低通滤波电路
RF
图7.3.7 简单二阶低通电路
用 jω取代 s，且令 f0=1/(2πRC)
1 Au 1( f f0
2
RF R1 f f0
) j 3
图7.3.8 简单二阶低通电路的幅频特性
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
输入电压经过两级RC低通电路， 在高频段，对数幅频特性以 -40 dB /十倍频的速度下降，使滤波 特性比较接近于理想情况。 令电压放大倍数分母的模等于
——通带电压放大倍数
图 7.3.18
Q
1 3 Au f
fbw = fp1 – fp2 = f0 /Q
——通频带
模拟电子技术多媒体课件
第七章 信号的运算和处理
电路与模拟电子技术(第二版)第7章习题解答
第七章 基本放大电路7.1 试判断题7.1图中各电路能不能放大交流信号，并说明原因。
解： a 、b 、c 三个电路中晶体管发射结正偏，集电结反偏，故均正常工作，但b 图中集电极交流接地，故无交流输出。
d 图中晶体管集电结正偏，故晶体管不能正常工作，另外，交流输入信号交流接地。
因此a 、c 两电路能放大交流信号，b 、d 两电路不能放大交流信号。
7.2 单管共射放大电路如题7.2图所示，已知三极管的电流放大倍数50=β。
（1）估算电路的静态工作点； （2）计算三极管的输入电阻be r ；（3）画出微变等效电路，计算电压放大倍数； （4）计算电路的输入电阻和输出电阻。
解：（1）A A R U U I B BE CC B μ40104103007.01253=⨯≈⨯-=-=-CC +o -题7.2图C CC (a)题7.1图mA A I I B C 210210405036=⨯=⨯⨯==--βV I R U U C C CC CE 61021031233=⨯⨯⨯-=-=-（2）Ω=+=+=9502265030026300C Cbe I r β （3）放大电路的微变等效电路如图所示 电压放大倍数7995.03||350||-=-=-=be L C u r R R A β（4）输入电阻：Ω≈⨯==950950||10300||3be B i r R r输出电阻 Ω==k R r C 307.3 单管共射放大电路如题7.3图所示。
已知100=β （1）估算电路的静态工作点；（2）计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 （3）估算最大不失真输出电压的幅值；（4）当i u 足够大时，输出电压首先出现何种失真，如何调节R B 消除失真？解：电路的直流通路如图所示，CC BQ E BEQ BQ B U I R U I R =+++)1(βAmA R R U U I EB BEQ CC BQ μβ435.010130015)1(=⨯+≈++-≈由此定出静态工作点Q 为 mA I I BQ CQ 3.4==β，V R R I U U E C C CC CEQ 3.4)5.02(3.415)(≈+⨯-=+-=（2）Ω=⨯+=9053.426100300be r 由于R E 被交流傍路，因此16690.05.1100||-=⨯-=-=be L C u r R R A βΩ≈==k r R r be B i 9.0905.0||300||+u o -CC +u o -题7.3图CCRΩ==k R R C O 2（3）由于U CEQ =4.3V ，故最大不饱和失真输出电压为 V U U CEQ 6.37.03.47.00=-=-=' 最大不截止失真输出电压近似为V R I U L CQ 4.65.13.40=⨯='⋅='' 因此，最大不失真输出电压的幅值为3.6V 。
模电-7-信号的运算和处理
uO = uO1 + uO2 + uO3
Rf Rf Rf = − ⋅ uI1 − ⋅ uI2 − ⋅ uI3 R1 R2 R3
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf ∥
i1 + i2 + i3 = i4
节点电流法
uI1 − uP uI2 − uP uI3 − uP uP + + = R1 R2 R3 R4
若R1 = RF2，R3 = RF1
Rf2 uo = 1 + ( uI2 − uI1 ) R3
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
iO = f (u I ) = ?
uI iO = RO
《模拟电子技术基础》郑锦良 模拟电子技术基础》
例：用集成运放实现以下运算关系
uO = 10uI1 − 5uI2 − 4uI3
uI1 uI2 uI3 Rf uO = 1 + ⋅ ( R1 // R2 // R3 // R4 ) ⋅ R + R + R R 2 3 1 uI1 uI2 uI3 R + Rf Rf = ⋅ ( R1 // R2 // R3 // R4 ) ⋅ + + R Rf R1 R2 R3 u u u = Rf I1 + I2 + I3 R1 R2 R3
uI3 uI4 uI1 uI2 uO = Rf ⋅ + − − R3 R4 R1 R2
若R1∥ R2∥ Rf≠ R3∥ R4 ∥ R5，uO＝?
Rf uO = ⋅ ( uI2 − uI1 ) R
(完整版)《模拟电子技术》胡宴如主编 耿苏燕版 (第四版)习题解答 第7章
第7章7.1 图P7.1所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，交流电压有效值U 2=15V ，f=50HZ ，试决定滤波电容C 的大小并求输出电压U O （A V ）﹑通过二极管的平均电流I D （A V ）及二极管所承受的最高反向电压U RM 。
解：C ≥F μ1000~600501502)5~3R 2T 5~3L =⨯⨯=（）（U O(A V)=1.2U 2=1.2×15=18V通过二极管的平均电流为A R U I I L AV O AV O AV D 18.0502182121)()()(=⨯=== 二极管承受最高反向电压为V U U RM 2115222=⨯==7.2 图P7.2所示桥式整流电容滤波电路中，已知R L =50Ω，C=2200μF ，测得交流电压有效值U 2=20V ，如果用直流电压表测得输出电压U O 有下列几种情况：（1）28V;(2)24V ；（3）18V;（4）9V 。
试分析电路工作是否正常并说明故障原因。
解：（1）R L 开路，U O =1.4×20=28V(2)正常，U O =1.2×20=24V 图P7.1 图P7.2（3）C 开路U O =0.9×20=18V（4）因二极管开路电路变为半波整流同时C 开路，U O =0.45×20=9V7.3已知桥式整流电容滤波电路中负载电阻R L =20Ω，交流电源频率为50Hz ，要求输出电压U O （A V ）=12V ，试求变压器二次电压有效值U 2，并选择整流二极管和滤波电容。
解：变压器二次电压的有效值为V U U AV O 102.1122.1)(2===通过二极管的平均电流 A R U I L AV O AV D 3.02021221)()(=⨯== 二极管承受的最高反向电压为 V U U RM 1410222=⨯==所以，可选择I 1≥（2-3）I D （A V ）=（0.6~0.9）A 、U RM ＞14V 的二极管，查手册知，可用4只1N4001二极管组成桥式整流电路。
《模拟电子技术》电子教案ch71 电子课件
石英晶体振荡器(频率稳定度高)
非正弦波振荡： 方波、三角波、锯齿波等
主要性 输出信号的幅度准确稳定 要求能： 输出信号的频率准确稳定
第 7 章 信号产生电路
7.1.1 正弦波振荡电路的工作原理
振荡条件
一、振荡条件
放大器
U• i
A• u
反馈网络
U• f
F• u
RL U• o
•
Au
U• o U• i
;
形变
外力
形变
机械振动
第 7 章 信号产生电路
3. 等效电路 Co — 晶片静态电容(几 ~ 几十 pF)
Cq
Lq — 晶体的动态电感(103 ~ 102 H)(大) Cq — 晶体的动态电容(< 0.1 pF)(小)
C0
Lq rq — 等效摩擦损耗电阻(小)
rq
大 Q 1 Lq 大
4. 频率特性和谐振频率
第 7 章 信号产生电路
5)稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
二热极敏管电稳阻幅稳幅R2
4.3 k
R3
22 k
正温R度1 系数
6.2 k
V1 V2Rf
R1 Uo
8 8
f0
1 2RC
负温度系数
f0 = 1.94 kHz
12.4 k > R2 > 8.1 k
f0
2
1 LC
2
1 (L1 L2 2M )C
第 7 章 信号产生电路
(二) 电容三点式振荡电路
考克毕拉兹泼振荡器(Cloalppit)ts)
+VCC
RB1
CB
模拟电子技术基础第七章
第七章 信号的运算和处理
7.2.1 比例运算电路
一、反相 比例运算电路 1. 电路 组成 电路核心器件为集成运放;
电路的输入信号从反相输入端输入;
同相输入端经电阻接地; 电路引入了负反馈，其组态 为电压并联负反馈。 说明：由于集成运放输入极对称， 为保证外接电路不影响其对称性， 通常在运算电路中我们希望RP= RN 。
uo3
f
R3
uI 3
第七章 信号的运算和处理
2. 同相求和运算电路
iN 0
uo (1
Rf R
？
)u N u N u P
iP 0 i1 i 2 i 3 i 4 uI 1 uP uI 2 uP uI 3 uP uP R1 R2 R3 R4 1 1 1 1 uI 1 uI 2 uI 3 ( )uP R1 R 2 R 3 R 4 R1 R 2 R 3 uI 1 uI 2 uI 3 uP RP ( ) 式中RP R1 // R2 // R3 // R4 R1 R 2 R 3
即：uP>uN，uo =+ UOM ；
+UOM
uP<uN ，uo =- UOM 。
（2）仍具有“虚断”的特点。
即： iP=iN =0。
-UOM
对于工作在非线性区的应用电路，上述两个特点是分析其 输入信号和输出信号关系的基本出发点。
第七章 信号的运算和处理
7.2 基本运算电路
第七章 信号的运算和处理
第七章 信号的运算和处理
求解深度负反馈放大电路放大 倍数的一般步骤：
（1）正确判断反馈组态；
【 】
内容 回顾
（2）求解反馈系数；
（3）利用 F 求解
模拟电子技术基础 科学出版社 廖惜春 (最完整版)(包括选择题+填空题)第7章 波形产生电路B
1 o o 时，相移 F 0 。则 A F 360 ，满足相位平衡条件，电路能振荡。 2πRC 1 1 （2）RC 串并联电阻网络当频率 f f o 时，反馈系数 F 。要让振荡器振荡起来，必须 3 2πRC
当频率为 f f o 满足起振的幅值条件即 A F 1 ，即 A 3 。 T1、T2 构成的放大电路是具有级间反馈的多级放大电路，级间反馈类型为电压串联负反馈。根 据深度负反馈条件，电压放大倍数的估算，有
f0
1 2 LC
2 LC L L1 L2 2M
f0
1
2 LC C C2 C 1 C 1 C 2
f0
1
2 LC 1 C C0 1 1 1 C1 C 2 C 0
f0
1
结构复杂，分布电 容大，频率在几兆 赫到十几兆之间。
输出信号高次谐波 分量较大，波形质 量较差。
0.04 uF C R 68 k C
Rc 1
Rc 2 T2 Rf Re1
U CC
T1
R
C1
C2 uo
Re 2
例7-1图
解： （1）电路中的反馈信号可以看作从 T1 的栅极输入，从 T2 的集电极输出。放大电路是两级，第 一级是共源放大电路，相移为 180o，第二级是共射放大电路，相移也为 180o，故放大电路总相移 ， A 360o 。该正弦波振荡电路的选频网络为 RC 串并联电阻网络，其相移范围为（－90o～＋90o）
R
uc
-
振荡周期
R3
输出幅值
R1 ) R2
T 2 RC ln(1 2
uo
U o U z
方波 发生器
C
(完整版)模拟电子技术第7章信号的运算和处理
第 7章 信号 的运算和处理1、A 为理想运算放大器。
2(08分)1.某放大电路如图所示，已知A u u I 2u Iu o 与输入电压 u I 间 的关系式为（ 1）当时，证明输出电压I1R R 4 2 u o1u 。
I R R 31uI 12V 时， u 1.8V ，问 R 应取多大 ? （2）当o 1u I 1 0.5 mV ，A 、 A 为理想运算放大器，已知 (10分)2.左下图示放大电路中，1 2u I 2 0.5 mV 。
（ 1）分别写出输出电压 u 01、 u o2、 u的表达式，并求其数值。
ou＝？o（ 2）若不慎将 R 短路，问输出电压1A 、A 为理想运算放大器。
(06分)3.右上图示放大电路中，已知（1）写出输出电压 u 1 2u I 1、 u I 2间 的关系式。
与输入电压o （2）已知当 u =1V 时，I1uo u I 2＝？＝ 3V ，问(10分)4.电流 -电流变换电路如图所示， A 为理想运算放大器。
I L （1）写出电流放大倍数 A i ， ＝？I S 10mA IL的表达式。
若I SR FI＝？L（2）若电阻短路，(10分)5.电流放大电路如左下图所示，设A为理想运算放大器。
I L（1）试写出输电流的表达式。
（2）输入电流源I L两端电压等于多少？(10分)6.大电流的电流－电压变换电路如右上图所示，A为理想运算放大器。
1A～（1）导出输出电压U O的表达式U O f (I )。
若要求电路的变换量程为IR5V，问＝？3（2）当I I＝1A时，集成运放 A 的输出电流I O＝？(08分)7.基准电压－电压变换器电路如下图所示，设A为理想运算放大器。
（ 1）若要求输出电压 U 的变化范围为 4.2～10.2V，应选电位器 R＝？o W （ 2）欲使输出电压 U 的极性与前者相反，电路将作何改动？o(10分)8.同相比例运算电路如图所示，已知A为理想运算放大器，其它参数如图。
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模
拟
电
子
技
术
稳压二极管稳压电路 (略)
一、电路的组成与工作原理
模
拟
电
子
技
术
稳压二极管稳压电路 (略) 二、稳压电路的性能指标与参数选择
见P423
模
拟
电
子
技
术
7.4
7.4.1 稳压电路的技术指标
串联型稳压电 路
7.4.2 串联反馈式稳压电路工作原理 7.4.3 输出电压调节范围 7.4.4 稳压电路的过载保护 9.5.2 三端固定集成稳压器 9.5.3 三端可调输出集成稳压器
调整电路
内部 结构
+
UI
启 动 电 路
基 准 电 压
比 较 放 大
保护 电路
取 样 电 UO 路
+
模
拟
电
子
技
术
7.5.1 集成稳压器的应用电路
基本应用电路
1 W7812 2
防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器
+
+
C3 RL
抵消输入 Ui C1 长接线的 电感效应， 防止自激 0.33 F
模
拟
电
子
技
术
第 7 章 直流稳压电源
7.1 概述 7.2 单相桥式整流电路 7.3 滤波电路 7.4 串联稳压电路 7.5 集成稳压器及其应用 7.6 开关稳压电路
小结
模
拟
电
子
技
术
组成框图
变压 交 流 电 源 u u
7.1 概述
整流 滤波 稳压
负 载 u u u
O
220 V
t O
合适的 交流电压
t O
R1 C2
R2
R3 R2 U O (1 ) U 23 R1 R3 R4
可产生小于 U 23 的输出电压 UO
模
拟
电
子
技
术
输出正、负 电压的电路
1 000 F 1
0.33 F ~24V ~220V ~24V
0.1 F
0.1 F
1 W7915 3 2 1 000 F
220 F
模
拟
电
子
技
术
选二极管应满足：
IF (2 3) ID
U RM 2U 2
可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流桥 2. 选滤波电容 T 1
f
1
50
0.02 s
T 取 RLC 4 0.04 s 2
0.04 s C 1 000 F 40
2 截流型保护电路 T1
+
UI
R
UF
R7 R5 A UB1 T2 U B2 R6 UZ R8
R4
R1 I + L
辅 助 电 源
RP
R3
RL
Uo
模
拟
电
子
技
术
截流型保护电路 T1
UO
R1 I + L 正常稳压区
辅 助 电 源
+
UI
R
UF
R7 R5 A UB1 T2 U B2 R6 UZ R8
R4
U 23 U 23 ( I Q ) R2 R1 R2 (1 )U 23 R1
输出电压 UO > U 23
模
拟
电
子
技
术 W78 + U23 R4 UO R3
输出电压可 调稳压电路
+
+
U U
(虚短)
UI
C1
R3 R1 U 23 UO R3 R4 R1 R2
模
拟
电
子
技
术
7.4
串联型稳压电 路
7.4.1 稳压电路的技术指标（略） 7.4.2 串联反馈式稳压电路工作原理 7.4.3 输出电压调节范围 7.4.4 稳压电路的过载保护
模
拟
电
子
技
术
7.4.2 串联反馈式稳压电路工作原理
并联型稳压电路 — 调整管与负载并联 串联型稳压电路 — 调整管与负载串联 结构和稳压原理
0.1 F
V2 I REF
C3 C4 U I o REF 50 A
33 F
+ UREF = 1.25 V
使 UREF 很稳定
R2 2.2 k 0.1 F
模
拟
电
子
技
术
U REF UO ( R1 R2 ) I REF R2 R1
1.25(1 R2 / R1 )
静态电流 IQ(约10 mA)从输出端流出， RL 开路时流过 R1 R1 = UREF/ IQ = 125 R2 = 0 2.2 k 时， UO = 1.25 24 V
+
0.33 F
+
220 F
+
W7815 2
3 + +15 V
15 V
模
拟
电
子
技
术
恒流源电路
U 23 IO I Q 0 .5 A R
1 2 R RL + UO IO
+
W7805 0.33 F3 IQ
0.1 F 10
UI = 10V
模
拟
电
子
技
术
7.5.3 三端可调输出集成稳压器 一、典型产品型号命名 CW117/217/317系列(正电源) CW137/237/337系列(负电源) 工作温度 CW117(137)— -55 150C CW217(237)— -25 150C CW317(337)— 0 125C
外 形 引 脚
CW117 1 2 3
CW137 1 2 3
ADJ UO UI
ADJ UI UO
模
拟
电
子
技
术
基本应用电路
V1 防止输入端短路时 V2 防止输出端短路时 C2 通 C4 反向放电损坏稳压器 过调整端放电损坏稳压器 IQ
IO I R1 120
V1
+
Ui
3 CW317 2 1
C1 C2 10 F
模
拟
电
子
技
术
基准电压
1.25 V
输出电流 L 型 — 输出电流 100 mA
M 型 — 输出电流 500 mA
模
拟
电
子
技
术 2 UO 50 A IREF 1
二、CW117 内部结构和基本应用电路 3 调整电路 内 UI 部 保护电路 启 结 动 偏置电路 误差放大 构 电
路 基准电路
ADJ
UO（AV） = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。
[解] 1. 选二极管 U U O(AV) 20 17 V 2
1.2
1.2
电流平均值：
1 1 U O(AV) 1 20 I D I O(AV) 0.25A 2 2 RL 2 40
承受最高反压：
URM 2U2 24 V
CW78M05 输出 5 V，最大电流 0.5 A
CW78L05 输出 5 V，最大电流 0.1 A
模
拟
电
子
技
术
封装 塑料封装 金属封装
CW7805 1 2 3
CW7905 1 2 3
UI GND UO
GND UI UO 1 3
符号
入 CW7800 出
2
入
2 CW7900 1
出
3
模
拟
电
子
技
术
二、CW7800 的内部结构和基本应用电路
7.4.3 输出电压调节范围
U O R2 + U F UZ R1 R2 Rp
U O R1 R2 Rp R'2 UZ
R1 RP R2
+
RL Uo
UI
R2
UO min
UO max
R1 R2 Rp R2 Rp
R2
UZ
R1 R2 Rp
UZ
u2 2U2 sin( t )
O
t
2 2
3 3
t t
U RM 2U 2
2U2
模
拟
电
子
技
术
2 单相桥式全波整流电路
(1) 工作原理
输入正半周
+
输入负半周
D1 D2
u1
u2
D4 D3
D1 D2
io uo u1 RL
u2
D4 D3
+ uo R L
模
拟
电
子
(2) 波形
2U2
输出电压
5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V
输出电流 78L ×× / 79L ×× — 输出电流 100 mA
78M×× / 9M×× — 输出电流 500 mA
78 ×× / 79 ×× — 输出电流 1.5 A
模
拟
电
子
技
术
例如： CW7805 输出 5 V，最大电流 1.5 A
当 RL 为有限值时：
O
2
t
0.9U2 UO 2U2
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
T 为获得良好滤波效果，一般取： RLC ( 3 ~ 5) 2 (T 为输入交流电压的周期)