模拟电路-信号处理及信号放大电路
单元电路的原理和应用
单元电路的原理和应用概述单元电路是电子电路中的基本构建块，用于实现特定的功能。
本文将介绍单元电路的原理和应用，并通过列点的方式详细介绍各种常见的单元电路。
基本原理•单元电路是由电子器件组成的电路，可以独立地实现特定的功能。
•单元电路可以拓展到更复杂的电子电路中，实现更复杂的功能。
常见的单元电路及其应用1.放大器电路–基本原理：放大器电路用于放大电信号的幅度，常用于音频放大、视频放大以及通信系统中。
–应用场景：音响系统、电视系统、无线通信系统等。
2.滤波器电路–基本原理：滤波器电路用于滤除或选择特定频率的信号，常用于音频、射频等信号的处理。
–应用场景：音频滤波器、射频滤波器、通信系统等。
3.模拟信号处理电路–基本原理：模拟信号处理电路用于对模拟信号进行处理、转换和调整，常用于音频、视频处理等领域。
–应用场景：音频处理器、视频处理器、模拟信号转换器等。
4.数字信号处理电路–基本原理：数字信号处理电路用于对数字信号进行处理、转换和调整，常用于数字音频、数字视频处理等领域。
–应用场景：数字音频处理器、数字视频处理器、数字信号转换器等。
5.时钟电路–基本原理：时钟电路用于产生稳定的时钟脉冲信号，常用于数字电子系统中对时序进行控制。
–应用场景：计算机系统、通信系统、数码产品等。
6.驱动电路–基本原理：驱动电路用于将输入信号转换为足够的电流或电压来驱动负载，常用于激励各种传感器、执行器等。
–应用场景：电机驱动器、传感器驱动器、执行器驱动器等。
7.逻辑电路–基本原理：逻辑电路根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号，常用于数字电子系统中进行逻辑运算和控制。
–应用场景：计算机系统、数字电视系统、控制系统等。
8.计数器电路–基本原理：计数器电路用于计数或记录输入脉冲的数量，常用于频率计、计时器等应用。
–应用场景：频率计、计时器、时序控制器等。
总结单元电路是电子电路中的基本构建块，可以独立地实现特定的功能。
本文介绍了常见的单元电路及其应用，包括放大器电路、滤波器电路、模拟信号处理电路、数字信号处理电路、时钟电路、驱动电路、逻辑电路和计数器电路。
模拟电路基本概念及模拟信号处理
模拟电路基本概念及模拟信号处理模拟电路是电子技术中重要的一部分，它涉及电压、电流连续变化的技术领域。
本文将介绍模拟电路的基本概念和模拟信号处理的相关内容。
一、模拟电路基本概念1.1 电压与电流在模拟电路中，电压和电流是最基本的概念。
电压是指电子元件之间的电势差，用符号V表示，单位为伏特（V）。
电流是指单位时间内流过导体截面的电荷数量，用符号I表示，单位为安培（A）。
1.2 电阻与电容电阻是指电流通过物质时所受到的阻碍程度，用符号R表示，单位为欧姆（Ω）。
电容是指电路元件存储电荷的能力，用符号C表示，单位为法拉（F）。
1.3 电感与功率电感是指电流通过时产生的磁场对电荷流动的影响，用符号L表示，单位为亨利（H）。
功率是指单位时间内能量的转化速率，用符号P表示，单位为瓦特（W）。
二、模拟信号处理模拟信号处理是对连续时间的信号进行处理和分析的过程，它在模拟电路中具有重要的作用。
2.1 滤波器滤波器是对信号进行特定频率成分的衰减或增强的电路。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
滤波器广泛应用于音频处理、通信系统和图像处理等领域。
2.2 放大器放大器是将输入信号的幅度增大的电路。
常用的放大器有运放放大器和功率放大器等。
放大器可以增强信号的强度，使其能够驱动其他设备或传递远距离。
2.3 微分器与积分器微分器是对输入信号进行微分运算的电路，积分器是对输入信号进行积分运算的电路。
微分器和积分器在信号处理中具有重要的作用，可以实现对信号的变化率和累积效应的检测和处理。
2.4 编码器与解码器编码器是将模拟信号转换为数字信号的电路，解码器则是将数字信号转换为模拟信号的电路。
编码器和解码器广泛应用于数字通信、数据采集和控制系统等领域。
2.5 射频电路射频电路是处理高频信号的电路。
它主要涉及射频放大器、混频器、变频器等电路。
射频电路在无线通信、雷达系统和卫星通信等领域中有着重要的应用。
三、模拟电路设计与应用模拟电路的设计与应用是实际工程中的关键环节。
模拟电路运算放大器
模拟电路运算放大器模拟电路运算放大器是一种重要的电路组件，它广泛应用于模拟电路中的信号放大、滤波、求和及其他基本运算等方面。
本文将介绍模拟电路运算放大器的原理、特性以及应用。
一、原理模拟电路运算放大器是一种基于放大器的电路，其基本组成包括输入端、放大电路、反馈电路和输出端。
输入端接收待放大的信号，经过放大电路放大后，再经过反馈电路将一部分输出信号返回到放大电路的输入端，以实现对输入信号进行放大、求和等运算的功能。
二、特性1. 高增益：模拟电路运算放大器具有高增益特性，可以对输入信号进行较大幅度的放大，从而满足不同应用场景的需求。
2. 宽带宽：模拟电路运算放大器具有较宽的工作频带，可以放大高频信号，适用于多种不同频率范围内的信号处理。
3. 输入阻抗高、输出阻抗低：模拟电路运算放大器的输入端阻抗相对较高，输出端阻抗相对较低，能够有效地隔离输入与输出信号，减少信号失真。
三、应用1. 信号放大：模拟电路运算放大器主要用于信号放大方面，可以将微弱的输入信号放大至适合后续处理的幅度，提高信号质量。
2. 滤波：通过选择合适的电容、电感、电阻等元件，并结合运算放大器的特性，可以实现滤波功能，对特定频率范围的信号进行增强或抑制。
3. 求和运算：通过将多路输入信号接入运算放大器的不同输入端，实现多个信号的求和运算，广泛用于音频混音等领域。
4. 反相放大器与非反相放大器：模拟电路运算放大器可用作反相放大器和非反相放大器，根据电路连接的不同，可以实现对信号相位的反转或保持。
综上所述，模拟电路运算放大器是一种重要的电路组件，具有高增益、宽带宽、输入阻抗高、输出阻抗低等特性。
它在信号放大、滤波、求和等应用方面发挥着重要的作用，是模拟电路设计和实现中不可或缺的部分。
通过合理选择电路连接方式和元件参数，可以实现多种不同的功能和应用需求。
什么是模拟电路它有哪些常见的应用
什么是模拟电路它有哪些常见的应用什么是模拟电路，它有哪些常见的应用模拟电路是一门研究与设计电子电路中使用的模拟信号的学科。
相对于数字电路，模拟电路处理的是连续变化的信号，而数字电路则处理离散变化的信号。
模拟信号可以是声音、图像、电压、电流等连续变化的波形。
模拟电路广泛应用于各种电子设备和系统中，包括通信系统、音频设备、测量仪器以及控制系统等。
下面将详细介绍模拟电路的一些常见应用。
1. 通信系统中的模拟电路通信系统中，模拟电路用于信号的调制与解调、放大与滤波等处理。
在手机、电视、广播等通信设备中，模拟电路起到了关键的作用。
例如，调制与解调电路用于将音频或视频信号转换为适合传输的高频信号，使其可以通过天线或电缆传输。
放大电路可以增加信号的强度，确保信号在传输中不会失真。
滤波电路可以去除无用频率成分，使信号更加纯净。
2. 音频设备中的模拟电路音频设备如音响、耳机、麦克风等都使用了模拟电路。
放大器是音频设备中最常见的模拟电路之一，用于放大音频信号，提供足够的音量。
均衡器则用于调节音频信号的音调，使其更加丰富和平衡。
滤波器则用于去除杂音和回声，提升音频质量。
此外，音频设备中还常常使用模拟开关电路、混音电路等。
3. 测量仪器中的模拟电路测量仪器如示波器、万用表、信号发生器等中大量应用了模拟电路。
示波器中的放大器和滤波器用于放大和滤波待测信号，以便观察波形。
万用表中的放大器和采样电路用于测量电压、电流和阻抗等物理量。
信号发生器则用于产生各种频率、幅度和波形的信号，以供其他电路进行测试和校准。
4. 控制系统中的模拟电路控制系统中的模拟电路用于实现信号的采集、处理和控制。
例如，传感器将物理量转化为模拟电信号，然后经过调理电路处理后，输入到控制器进行分析和判断，最终控制执行器对被控对象进行操作。
在工业自动化、家庭自动化、机器人等领域，模拟电路在控制系统中起到了至关重要的作用。
总结起来，模拟电路在通信系统、音频设备、测量仪器以及控制系统等领域都有广泛的应用。
模拟电路课件---放大电路的基本知识
RL RL
路
所以
Ro
Vo Vo
RL
RL
另一方法
Ro
VT IT
Vs 0
Ro +
AVOVi –
+ Vs=0
–
放
Ro
+
大+
Vo
电
AVOVi
–
路–
+ Vo RL –
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
❖ 输出电阻R0的大小决定放大电路带负载的能力 ❖ 如输出为电压信号的放大电路（电压放大、互阻放大）
V0k
k=2
V01
100%
其中，V01为输出电压信号基波分量的有效值 V0k为高次谐波分量的有效值
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失书真 中有关符号的约I 定
由元器件非线性特性
•引起大的失写真字。 母、大写下标表示直流量。如，VCEt、
非线IC性等失。真系数
O
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。
衰减
–
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
有
V&i
Rs
Ri
Ri
V&s
1 Rs
V&s 1
Ri
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri
1.2.2 放大电路模型
(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。
模拟电路课件第三章多级放大电路
直接耦合多级放大电路的调试与优化
01
调整偏置电路，减小静态工作点 漂移。
02
引入负反馈，改善电路的稳定性 。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
阻容耦合多级放大电路的调试 检查各级放大器的输入和输出阻抗，确保匹配。
调整耦合电容和旁路电容，避免信号失真。
阻容耦合多级放大电路的调试与优化
检查反馈电路，避免自激振荡。 阻容耦合多级放大电路的优化
分析时需要计算各级的电压增益和总 电压增益，并考虑信号的相位和频率 响应。
变压器耦合多级放大电路的分析方法
变压器耦合多级放大电路中，各级通过变压器进行耦合，可以实现阻抗变换和电平 移动。
分析时需要计算各级的电压增益和总电压增益，并考虑变压器的匝数比和信号的相 位和频率响应。
变压器耦合多级放大电路的优点是具有阻抗变换和电平移动功能，缺点是结构复杂、 体积较大。
04
多级放大电路的设计与实现
直接耦合多级放大电路的设计与实现
设计要点
选择合适的晶体管、电阻和电容元件，以实现信号的放大和 传输。同时，需要考虑零点漂移和噪声干扰等问题，采取相 应的措施进行抑制。
实现难点
直接耦合多级放大电路的零点漂移问题较为突出，需要采取 有效的措施进行抑制，以保证电路的稳定性和可靠性。
模拟电路课件第三章多级 放大电路
• 多级放大电路概述 • 多级放大电路的工作原理 • 多级放大电路的分析方法 • 多级放大电路的设计与实现 • 多级放大电路的调试与优化
01
多级放大电路概述
多级放大电路的定义与组成
定义
多级放大电路是由两个或两个以 上的单级放大电路按照一定的拓 扑结构组合而成的电路系统。
益和带宽。
直接耦合多级放大电路的优点是 结构简单、易于集成，缺点是级 间耦合较复杂，容易产生零点漂
模拟电路第二章 放大电路基础
模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理，熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。
2、熟识理想情况下放大器的四种模型，并掌控增益、输入电阻、电阻值等各项性能指标的基本概念。
3、掌握放大电路的分析方法，特别是微变等效电路分析法。
4、掌控压缩电路三种基本组态（ce、cc、cb及cs、cd、cg）的性能特点。
5、介绍压缩电路的级间耦合方式，熟识多级压缩电路的分析方法。
2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路，均由三大部分共同组成，例如图2.1右图。
第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件，例如三极管、场效应管，它就是整个电路的核心。
第二部分就是直流偏置电路，其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。
第三部分就是耦合电路，其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。
（1）偏置电路①在分立元件电路中，常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。
其中，分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件；而自偏置电路只适合于用尽型场效应管（如jfet及dmos管）。
42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。
②在集成电路中，广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点（q）之外，还应当具备平衡q点的促进作用。
（2）耦合方式为了保证信号不失真地放大，放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输，且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。
实际电路有两种耦合方式。
①电容耦合，变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用，故各级q点相互独立，互不影响，但不易集成，因此常用于分立元件放大器中。
②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 巴特沃斯传递函数及其归一化幅频响应 A0 A( j ) 1 ( c / )2n
归一化幅频响应
9.3.3 有源带通滤波电路
1. 电路组成原理 可由低通和高通串联得到
H
1 低通截止角频率 R1C 1 1 R2C 2
L
高通截止角频率
必须满足 L H
9.3.3 有源带通滤波电路
（二阶）
2. 传递函数
A( s ) Vo ( s ) AVF Vi ( s ) 1 (3 - AVF ) sCR ( sCR) 2
令 A0 AVF
1 Q 3 AVF
称为通带增益 称为等效品质因数 称为特征角频率
n
Q A0 c2 s c2
c
1 RC
s2
1 fp 2 π ( R ∥ RL )C A up A u f 1 j fp
有源滤波电路
用电压跟随 器隔离滤波电 路与负载电阻
无源滤波电路的滤波参数随负载变化；有源滤波电 路的滤波参数不随负载变化，可放大，不能输出高电 压大电流。
9.2 一阶有源滤波电路
1. 低通滤波电路 传递函数 A( s ) 其中
压增益。
A( j)
A0
9.3.2 有源高通滤波电路
1. 二阶高通滤波电路 将低通电路中的电 容和电阻对换，便成为 高通电路。 传递函数
A( s ) s
2
c
Q
A0 s 2 s c2
归一化的幅频响应
A( j ) 1 20 lg 20 lg 2 A0 c 2 c 2 ( ) 1 ( ) Q
（注意与负反馈方框图的差别）
X X X a i f
F X ， 1 则 X 若环路增益 A a f
9.1 滤波电路的基本概念与分类
2. 分类
低通（LPF） 高通（HPF） 带通（BPF） 带阻（BEF） 全通（APF）
end
3. 无源滤波电路和有源滤波电路
1 空载：Aup 1 f p 2πRC 1 Au f 1 j fp
带载：A up
RL R RL
空载时 带负载时
负载变化，通 带放大倍数和截 止频率均变化。
1. 二阶有源低通滤波电路 2. 传递函数
AVF Rf 1 （同相比例） R1
对于滤波电路，有
AVF Vo ( s ) VP ( s )
1 / sC VP ( s) VA ( s) R 1 / sC Vi ( s ) VA ( s ) VA ( s) Vo ( s) VA ( s) VP ( s) 隐含了电 0 1 / sC R R 流方向 Vo ( s ) AVF 得滤波电路传递函数 A( s ) Vi ( s ) 1 (3 - AVF ) sCR ( sCR )2
9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 *9.4 开关电容滤波器 9.5 9.6 9.7 9.8 正弦波振荡电路的振荡条件 RC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路 非正弦信号产生电路
9.1 滤波电路的基本概念与分类
1. 基本概念
滤波器：是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无
ω 相频响应 (ω) arctan ωcQ ω 2 1 ( ) ωc
3. 幅频响应
20 lg
A( j ) 1 20 lg 2 A0 2 2 ) 1 ( ) ( c cQ
归一化的幅 频响应曲线
4. n阶巴特沃斯传递函数 传递函数为
1 ( / c ) 2n 式中n为阶滤波电路阶数， c为 3dB截止角频率，A0为通带电
可由低通和高通并联得到 必须满足 L H
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
双T选频网络
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
双T带阻滤波电路
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
阻滤波电路的幅频特性
end
*9.4 开关电容滤波器
不作要求
end
9.5 正弦波振荡电路的振荡条件
1. 振荡条件
正反馈放大电路框图
A0 1 s
c
同相比例 Rf A0 1 放大系数 R1 1 c 特征角频率 RC 故，幅频相应为
一阶反向放大滤波？？？？
A( j )
A0 1 (
2 ) c
注意：在A (s)表达式分母中s的方次就是滤波器的阶数
9.2 一阶有源滤波电路
2. 高通滤波电路 低通电路中的R和C交换
2. 例9.3.2
3. 二阶有源带通滤波电路 传递函数
AVF sCR A( s ) 1 (3 - AVF )sCR ( sCR)2
令
AVF A0 3 - AVF 1 0 RC
1 Q 3 AVF
得 A( s )
A0 1 s
s Q 0 ( s )2
Q 0ห้องสมุดไป่ตู้
0
9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
则 A( s )
注意：当 3 AVF 0 ，即 AVF 3 时，滤波电路才能稳定工作。
2. 传递函数 用 s j 代入，可得传递函数的频率响应：
归一化的幅频响应
20 lg A( j ) 1 20 lg 2 A0 2 2 ) 1 ( ) ( c cQ
用频率信号的电子装置。 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。 滤波电路传递函数定义
Vo ( s ) A( s ) Vi ( s )
s j 时，有 A( j ) A( j ) e j ( ) A( j ) ( )
其中
A( j ) —— 模，幅频响应
( ) —— 相位角，相频响应 d ( ) ( ) ( s) 群时延响应 d
位置便构成高通滤波电路
一阶有 源滤波电 路通 带外衰减速率慢（ -20dB/ 十倍频程），与理想情况 相差较远。一般用在对滤 波要求不高的场合。
end
9.3 高阶有源滤波电路
9.3.1 有源低通滤波电路 9.3.2 有源高通滤波电路 9.3.3 有源带通滤波电路 9.3.4 二阶有源带阻滤波电路
9.3.1 有源低通滤波电路