2章-交流放大器86页
放大器基础PPT课件
vo ii
22
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理想放大器性能特点
电压放大器： Ri 、Ro 0、 Av 大且不随 RL 和信号源而变化。
电流放大器： Ri 0、Ro 、 Ai 大且不随 RL 和信号源而变化。
互导放大器： Ri 、Ro 、Ag 大且不随 RL 和信号源而变化。
互阻放大器： Ri 0、 Ro 0、 Ar 大且不随 RL 和信号源而变化。
A( j ) A( )ejA ( )
25
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▪ 波特图
在半对数坐标纸上描绘的频率特性曲线即波特图。
幅 A( f )(线性刻度)
频 AI 特 AI 性2
相
O
A(
f
)f(L 线性刻度)
频
增益分贝值：
A( ) 20 lg A( ) dB
通频带：
(f对H 数f /H刻z度)
增益下降到
1 2
20
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增益(放大倍数)
放大器的增益：
A = xo / xi
即放大器输出信号变化量与输入信号变化量的比值。
不同类型放大器输入、输出电量不同，故增益的含义不同。
➢电压放大器
电压增益： Av 开路电压增益：
vo vi
RS
Avt
vot vi
vo vi
vot vo
Av (1
Ro ) RL
Ri Ri1
Ro Ro2
24
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4.2.2 放大器的失真
放大器的失真是指输出信号不能重现输入信号波形
的一种物理现象。
失真类型
线性失真 非线性失真
频率失真 瞬变失真
频率失真
一般而言，放大器中含有电抗元件。在正弦信号激 励下，不同频率呈现不同电抗，因而放大器增益应为频 率的复函数：
交流耦合放大器
未来发展方向和挑战
• 高线性度设计：提高交流耦合放大器的线性度， 使其在大信号输入时能够保持较好的性能。
未来发展方向和挑战
技术创新
随着科技的不断进步，需要不断探索新的技术手段来提高交流耦 合放大器的性能。
制造成本
降低制造成本，使得交流耦合放大器能够更好地应用于实际工程 中。
应用领域拓展
拓展交流耦合放大器的应用领域，使其能够更好地满足各种不同 的需求。
要点二
输出阻抗
反映放大器带载能力，低输出阻抗有利于提高放大器的驱 动能力。
噪声系数和失真度
噪声系数
衡量放大器内部噪声对信号的影响程度，噪 声系数越低，放大器的信噪比越高。
失真度
衡量放大器对信号保真度的能力，失真度越 低，输出的信号与输入信号越接近。
05
交流耦合放大器的设计要点
选择合适的管子和电路拓扑结构
自动控制系统
传感器信号放大
在自动控制系统中，交流耦合放大器 用于放大传感器输出的信号，以便于 后续处理和控制。
执行机构控制
交流耦合放大器还可以用于控制执行 机构，如电机、阀门等，实现自动化 控制。
其他应用场景
测量仪器
交流耦合放大器可用于各种测量仪器中，如示波器、频谱分析仪等，提高测量精度和灵 敏度。
详细描述
根据晶体管的特性曲线和电路参数，合理设置静态工 作点，确保放大器在正常工作时能够获得最佳性能。 同时，要关注工作点设置的稳定性，以减小温度、电 源电压等因素对放大器性能的影响。
优化反馈网络设计
总结词
反馈网络是交流耦合放大器的重要组成部分，优化设 计可以提高放大器的稳定性、带宽和线性度。
详细描述
高增益
交流耦合放大器能够提供较高的电压增益，使得信号得到有 效放大。
交流放大器的工作原理
交流放大器是一种电子电路，用于放大交流信号的幅度，并且保持其波形和频率不变。
其工作原理可以简单描述如下：
1.输入信号：交流放大器的输入是一个交流信号，通常由输入源（如音频、视频等）提供。
这个信号是一个变化的电压或电流，具有特定的频率和幅度。
2.输入级：输入信号首先经过输入级，该级通常由一个耦合电容和一个输入电阻组成。
耦合电容可以阻止直流信号进入放大器，使其只放大交流信号部分。
3.放大级：在输入级之后，信号进入一个或多个放大级，每个放大级由一个或多个元件（如晶体管、真空管等）组成。
这些元件在工作时根据其输入信号的变化控制其输出信号的变化。
通常，放大级采用共射、共基或共集等不同的放大器配置。
4.负反馈：为了提高放大器的稳定性和线性度，通常会引入负反馈回路。
负反馈把放大器输出的一部分信号与输入信号进行比较，然后将差异信号向输入级反馈，通过调节放大器的增益，使输出信号与输入信号更加接近。
5.输出级：最后，经过放大级的信号进入输出级，该级通过一个耦合电容和一个输出负载（如扬声器、电视等）连接到放大器的输出端。
输出级用于调整信号的幅度和驱动负载，以便输出一个放大后的交流信号。
通过以上的过程，交流放大器可以将输入的交流信号放大到所需的幅度，同时尽量保持信号的波形和频率不变。
这样，交流放大器可以在各种应用中提供高品质的音频放大、视频放大等功能。
交流放大器设计
集成运算放大器(简称集成运放或运放)在电子电路中应用非常广泛。
运放的多数典型应用电路在各类电子技术教科书中都有详细和深入的分析，而用集成运放构成交流信号放大电路很多教科书却没有介绍，有些教科书虽有介绍，但是介绍简单，分析不全面。
用集成运放构成的交流放大电路具有线路简单、免调试、故障率低等优点，如今许多电子产品中的交流放大电路普遍采用运放构成，全面分析集成运放构成的各种交流放大电路的组成和参数计算，有助于对该类电路的检修，以及合理设计和使用集成运放构成的交流放大电路。
1 运放交流放大电路的分析1．1 使用双电源的运放交流放大电路为了使运放在零输入时零输出，运放的内部电路是按使用双电源的要求来设计的。
运放交流放大电路采用双电源供电，可以增大动态范围。
1．1．1 双电源同相输入式交流放大电路图1是使用双电源的同相输入式交流放大电路。
两组电源电压VCC和VEE相等。
C1和C2为输入和输出耦合电容；R1使运放同相输入端形成直流通路，内部的差分管得到必要的输入偏置电流；RF引入直流和交流负反馈，并使集成运放反相输入端形成直流通路，内部的差分管得到必要的输入偏置电流；由于C隔直流，使直流形成全反馈，交流通过R和C 分流，形成交流部分反馈，为电压串联负反馈。
引入直流全反馈和交流部分反馈后，可在交流电压增益较大时，仍能够使直流电压增益很小(为1倍)，从而避免输入失调电流造成运放的饱和。
无信号输入时，运放输出端的电压V0≈0V，交流放大电路的输出电压U0=0V；交流信号输入时，运放输出端的电压V0在-VEE～+VCC之间变化，通过C2输出放大的交流信号，输出电压uo的幅值近似为VCC(VCC=VEE)。
引入深度电压串联负反馈后，放大电路的电压增益为放大电路输入电阻Ri=R1／／γif。
γif是运放引入串联负反馈后的闭环输入电阻。
γif很大，所以Ri=R1／γif≈R1；放大电路的输出电阻R0=γof≈0，γof是运放引入电压负反馈后的闭环输出电阻，rof很小。
交流放大
江西科技师范学院
《电子技术设计实训I》手册
姓名：
学号：
班级：
实训地点：
指导教师：
通信与电子学院编制
年月日
实训工作条例
为了确保实训顺利进行，圆满成功，培养同学们良好的习惯，增强修养，提高个人素质，特制定如下实训要求：
1.实训开始，按学号顺序分组，选一名同学为组长。
2.实训安全第一，严防意外伤害，按规定操作，不准带电插拔仪器设备。
3.实训室内禁止饮食，禁止吐痰，严禁吃口香糖。
4.禁止在实训室内喧哗、嬉戏、争斗，保持安静，轻声讨论。
5.不准恶意破坏仪器设备，设备若有损坏及时向指导老师报告。
6.不准无故旷课、迟到、早退；若有特殊情况，需事先请假，征求许可。
7.旷课2节，实训成绩不及格，2次迟到算旷课1节。
8.每次实训开始5分钟内检查仪器设备，填写“实训操作登记表”，代签
无效。
9.实训时间内，请勿离开实训室10分钟以上，否则以旷课论，若确有急事，
需征的指导老师同意后方可离开。
10.实训结束后，整理复原仪器设备、桌椅，清洁四周环境，待检查后，方
可离开。
11.实训室中的工具、仪器、书籍、手册严禁带出。
12.实训过程小心操作，细心观察，勤于思考，注意记录。
13.不随意设定、修改用户名和口令。
14.按规定时间、规定格式填写好《实训手册》并上交实训报告。
学生实训工作页
学生综合自评表
组内实训任务评价表
实训总结报告
实训成绩总评：
指导教师(签字)：
年月日
江西科技师范学院
通信与电子学院。
2章-交流放大器86页
锗管
由输入回路求 IB
UBE≈0.2V
三极管电流放大求 IC
U CC U BE IB RB
I C I B
U CE U CC I C RC
电 工
2.1.2 静态分析
二、静态工作点的设置
电
子 技 术
1、为什么要设置静态工作点
陈 小 虎 主 编 高 等 教 育 出 版 社
目的：保证不失真地放 大交流信号，防止产生 信号失真。
电压和电流的符号规定见表2.1.2
uo
ui
uBE
ube
iB
ib
iC
uce
O
t
t
O
UBE O t
IB
tO
IC
t O
t
电 工
2.1 基本交流电压放大电路
2.1.3 动态分析
动态分析目的：
1、知道信号被放大了多少； 2、放大电路对信号源的影响；
电
子 技 术
陈 小 虎 主 编 高 等 教 育 出 版 社
3、负载对放大电路的要求； 动态分析任务：
图2.2.8 电路中不接RL时的动态分析
uO uce U cem sin t 3 sint V
电 工
一、图解分析方法
电
子 技 术ic
iC/mA iC/mA
Q1 Q Q2
iB/A
RL=
iB/A ib
IB
O
Q
IC
陈 小 虎 主 编 高 等 教 育 出 版 社
耦合 电容C1
图2.2.1 基本交流放大电路
电 工
2.1.2 静态分析
一、静态电路分析
电
子 技 术
《晶体管交流放大》课件
电流放大电路的增益和线性度对整个放大器的性 能有重要影响，因此需要特别关注。
CHAPTER 03
晶体管交流放大电路的分析 方法
静态工作点的分析
总结词
详细描述
总结词
详细描述
静态工作点是晶体管放大电 路的重要参数，它决定了放 大电路的直流偏置和线性工 作范围。
静态工作点是指放大电路在 没有输入信号时的工作状态 ，包括基极电流、集电极电 流和集电极电压等参数。这 些参数的选择直接影响到放 大电路的输出信号质量和稳 定性。
求。
电压放大电路的设计与优化
电压增益
优化电压放大电路的电压增益，以提高信号的放大倍数。
带宽
扩展电压放大电路的带宽，以适应高频信号的放大需求。
稳定性
增强电压放大电路的稳定性，以减小自激振荡和失真的风险。
电流放大电路的设计与优化
电流增益
优化电流放大电路的电 流增益，以提高信号的 放大倍数。
效率
提高电流放大电路的效 率，以降低能耗和热损 耗。
详细描述
03
总结词
动态性能是指放大电路在 输入信号作用下的响应特 性，包括电压放大倍数、 电流放大倍数、带宽和失 真等参数。
动态性能的分析是评估放 大电路性能的重要环节， 它涉及到对输入信号的幅 度、频率和相位等特性的 响应。通过测量这些参数 ，可以了解放大电路在不 同频率下的增益、带宽和 失真情况。
总结词
频率响应是指放大电路在不同频率下的性能表现 ，包括增益、相位和带宽等参数。
总结词
频率响应的分析方法包括频域分析和时域分析， 频域分析适用于测量频率响应特性，时域分析适 用于测量瞬态响应特性。
详细描述
频率响应的分析是评估放大电路性能的重要环节 ，它涉及到对不同频率输入信号的响应特性。通 过测量这些参数，可以了解放大电路在不同频率 下的性能表现和限制因素。
交流运算放大器原理
交流运算放大器原理引言：交流运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种重要的电子器件，广泛应用于模拟电路和信号处理领域。
本文将介绍交流运算放大器的原理和工作方式。
一、交流运算放大器的基本结构交流运算放大器通常由多个晶体管和电阻器组成，其中最常见的是差分放大器。
差分放大器由两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端组成。
输入信号通过非反相输入端和反相输入端进入差分放大器，经放大后输出到输出端。
二、差分放大器的工作原理差分放大器的工作原理基于差分放大模式，其输入信号经过差分输入端和反相输入端，形成差分电压。
差分放大器通过放大差分电压的增益，将其转化为输出信号。
1. 差分输入模式差分输入模式下，输入信号通过非反相输入端和反相输入端进入差分放大器。
差分放大器将两个输入信号进行线性放大，并输出到输出端。
差分输入模式主要用于放大差分信号，如差分信号传感器输出、差分信号放大等。
2. 单端输入模式单端输入模式下，输入信号只通过一个输入端进入差分放大器。
在差分放大器中，单端输入信号被转化为差分信号，并与反相输入端的信号进行差分放大，然后输出到输出端。
单端输入模式主要用于放大单端信号，如单端信号传感器输出、单端信号放大等。
三、交流运算放大器的特性交流运算放大器具有以下几个重要特性：1. 增益：交流运算放大器的增益决定了输入信号经过放大后的输出信号幅度。
增益通常以倍数或分贝为单位表示。
2. 带宽：交流运算放大器的带宽指的是其能够放大的频率范围。
带宽越宽，交流运算放大器对高频信号的放大能力越强。
3. 输入阻抗：交流运算放大器的输入阻抗决定了输入信号源与放大器之间的匹配程度。
输入阻抗越高，输入信号源与放大器之间的匹配越好。
4. 输出阻抗：交流运算放大器的输出阻抗决定了输出信号与负载之间的匹配程度。
输出阻抗越低，输出信号与负载之间的匹配越好。
四、交流运算放大器的应用交流运算放大器具有很多应用，以下列举几个常见的应用场景：1. 滤波器：交流运算放大器可以用于实现各种滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
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图2.2.6 放大电路中电流方向
动态分析方法：
1、求解电压放大倍数；
2、输入电阻； 3、输出电阻。
1、图解法
2、估算法 （微变等效电路法）
电 工
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 1、输出端开路
耦合电容C1 C2 容抗小短路
电
子 技 术
放大电路输出端不接负载电阻RL 设ui=UmSinωt=0.02SinωtV 原静态值:UBE=0.6V IB=40μA
电 工
教育部高职高专规划教材
电
子 技 术
电工电子技术
（多学时）
陈 小 虎 主 编 高 等 教 育 出 版 社
陈小虎主编
电 工
电工电子技术
电
子 技 术
第二部分 电子技术基础
陈 小 虎 主 编 高 等 教 育 出 版 社
电 工
第二部分 电子技术基础
电
子 技 术
第 2 章 交流放大电路
本章主要学习三极管组成的简单放 大电路的构成，工作原理及分析方法。
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电 工
第二部分 电子技术基础
电
子 技 术
第2章 交流放大电路
2.1 基本交流电压放大电路 2.2 分压式偏置放大电路
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2.3 阻容耦合放大电路
2.4 放大电路中的负反馈 2.5 功率放大电路
电 工
第2章 交流放大电路
连接MN的直线与 对应于IB＝40μA的这 条输出特性曲线交于Q 点，得静态值： IC＝1.5mA，UCE=6V 见图2.2.3(c)。
图2.2.3
电 工
【例2.1.1 】 【解】 （2）估算法
U CC U BE 12 06 IB 00407mA 41μA 3 RB 280 10
方法：用作图的方法，在输入回路求出既满足输入特性 曲线又满足输入电路基本电压方程的UBE、 IB值；在输 出回路求出既满足输出特性曲线又满足输出电路的基本 电压方程的UCE、IC值。
电 工
2.1.2 静态分析
一、静态电路分析
图解法举例：输入回路
U CC RB
电
子 技 术
输入回路电 压方程：
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【例2.1.1 】 【解】（1）由IB＝0，得UBE＝UCC＝12V，在图（b）
横轴上得点（12，0）；
电
子 技 术
U CC IB 40A UBE＝0，得 RB 在图（b）纵轴上得（， ）。 0 40
连接（12，0）和点（0，40）的直线 与对应的输入特性曲线交于Q点，得：
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图2.2.6 放大电路中电流方向
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uBE
IC=1.5mA UCE=6V U BE ube U BE U bem sin t 0.6 0.02 sin t V
图2.2.7
uBE的波形
电 工
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 1、输出端开路
电
子 技 术
重点内容：
放大电路的静态、动态分析方法。
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难点内容： 放大电路动态分析方法及典型放大电路 的分析。
电 工
2.1 基本交流电压放大电路
2.1.1 基本交流电压放大电路的组成 组成 原则 1、使晶体管工作在放大区 2、使交流信号有效的输入、 输出
放大电路中元件的作用 集电极电UCC
电
子 技 术
偏置电阻RB
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耦合 电容C1 输入与信 号源连接 三极管T 电流放大 接地端
图2.2.1 基本交流放大电路
集电极电阻RC
输出接负 载电阻RL 耦合 电容C2
电 工
2.1 基本交流电压放大电路
2.1.2 静态分析
耦合 电容C1
图2.2.1 基本交流放大电路
电 工
2.1.2 静态分析
一、静态电路分析
电
子 技 术
1、图解法
条件：已知电路中各元件 参数值，三极管输入和输 出特性曲线。 目的：求出静态值UBE 、 IB、UCE、IC。 UCE UBE
图2.2.2 放大电路的直流通路
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电压和电流的符号规定见表2.1.2
uo
ui
uBE
ube
iB
ib
iC
uce
O
t
t
O
UBE O t
IB
tO
IC
t O
t
电 工
2.1 基本交流电压放大电路
2.1.3 动态分析
动态分析目的：
1、知道信号被放大了多少； 2、放大电路对信号源的影响；
电
子 技 术
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3、负载对放大电路的要求； 动态分析任务：
Au U Om U O U im Ui ；A u U Om 3 150 U im 0.02
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图2.2.9 放大电路的交流通路
电 工
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 2、输出端接负载电阻 输入信号不变：ui=0.02SinωtV； 静态值不变: UBE=0.6V ，IB=40μA IC=1.5mA , UCE=6V 交流通路发生变化，如图所示：
电 工
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 1、输出端开路
ui=0.02SinωtV
电
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注意：iC 、uCE反相
iC I C ic I C I c m sin t 1.5 0.75 sin t mA
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uCE U CE uce U CE U cem sin t 6 3 sin t V
锗管
由输入回路求 IB
UBE≈0.2V
三极管电流放大求 IC
U CC U BE IB RB
I C I B
U CE U CC I C RC
电 工
2.1.2 静态分析
二、静态工作点的设置
电
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1、为什么要设置静态工作点
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目的：保证不失真地放 大交流信号，防止产生 信号失真。
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 3、静态工作点与非线性失真
（1）截止失真
RB 过大，IB过小，工作点设置 在截止区，如Q”点。三极管 进入截止区，输出波形产生失 真。 （2）饱和失真 RB 过小，IB 太大，工作点设 置在饱和区，如Q’点。三极 管进入饱和区，输出波形产 生失真。
I B 40A U BE 06V 见图2.2.3(b)
图2.2.3
电 工
【例2.1.1 】 【解】 由IC＝0，UCE＝UCC＝12V，得M点（12，0）；
UCE＝0，得： I C
U CC 3mA 为N点 （ ，） 。 0 3 RC
电
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U BE U CC I B RB
U CC
令IB=0 得 UBE=UCC 令UBE=0 得 IB=UCC/ RB
图2.2.3 图解法确定静态工作点
输入特性与直线交于Q点，该点对应的坐标值可得 到电路的UBE=0.6V和IB=40μA。
电 工
2.1.2 静态分析
一、静态电路分析
电
子 技 术
U CC RC
I C βIB 37 41μA 1517μA 15mA U CE U CC RC I C 12 4 15V 6V
小结：估算法较简单，且误差不 大，采用图解法往往也要先估算 IB值，再作图得到IC 和UCE。
电
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电
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名词 解释
+ ui －
放大？
+ u0 －
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信号“放大”的实质是用一个小的 变化量去控制一个较大量的变化，使变 化量得到放大。简单的放大电路是利用 三极管的电流控制作用，实现对微弱信 号的放大。
电 工
第2章 交流放大电路
主要内容：
基本放大电路的组成及工作特性，静态、 动态分析方法，典型放大电路的分析。
电 工
2.1 基本交流电压 态 放大器加入正弦输入信 号（ui≠0）后，各处电压 电流都在原静态值上叠加 一个交 流 量（变 化 量）， 这种信 号 下放大器的工作 状态简称“动态”。 图2.2.6 放大电路中电流方向 uCE iC
电
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电
子 技 术
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图2.2.9 放大电路的交流通路
结论：交流负载电阻RL′= RL// RC， RL′小于RC
电 工
2.1.3 动态分析
一、图解分析方法 2、输出端接负载电阻
利用RL′参数可作一条新负载 线，称为“交流负载线”。 带负载后工作点的轨迹沿交 流负载线变化，变化范围减 小了，在同样输入信号下， 电压放大倍数为：
电 工
2.1.2 静态分析
【例2.1.1 】 已知UCC＝12V，RC＝4k ，RB＝280k ， 输入输出特性曲线如图2.2.3（b）（c）所示，用图解法求 其静态值。（2）电流放大系数β值为37，用估算法求其静 态值。