模拟电路第八章
模拟电子技术 清华华成英第四版 第八章
Xf Xi
+
Xf Xi
XO Xi
•
Xf XO
AF 1
AF AF 1 幅值平衡条件
Arg AF Arg A Arg F A F 相位平衡条件 2n (n 0、1、 2）
二、起振和稳幅
起振的条件： Xf 稍大于 Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF
1
稳幅的条件： Xf Xi 即
Xf Xi
．．
ＡF 1
2M 2 Ri2 2 L22
•
L2
优点： 容易振荡
缺点： 能量损耗大，变压器 器件笨重
例：分别标出图所 示各电路中变压器 的同名端，使之满 足正弦波振荡的相 位条件。
三、电感反馈式振荡电路(电感三点式)
判定原则：
中间交流接地，首尾反向， 首或尾端交流接地，另两端 同向
振荡频率： f0
2
1 LC
（本题10分）一电压比较器电路及参数如图所示。请求出 该电路的阈值电压，画出电压传输特性曲线，并说明是何 种类型的电压比较器
2解：所示电路为反相输入的滞回比较器 （3分）
uO＝±UZ＝±6V。令
uP
R1 R1 R2
uO
R2 R1 R2
U REF
uN
uI
（2分）
求出阈值电压：UT1＝0 V UT2＝4 V （2分）
U ＝ T
R
R 1
＋R
•U Z
1
2
uo从+UZ跃变到-UZ的 阈值电压为+UT
uo从-UZ跃变到+UZ的 阈值电压为-UT
uI在-UT与+UT之间增加或减 小, uO不发生变uO化
+UZ
电子技术电路(模拟部分)康华光版课件 第八章
2 2V CC = πR L
V OM 2V CC V OM = πR L πRL
3.管耗 T 管耗P 管耗 一个管子的管耗： 一个管子的管耗： v 1 π PT1 = (VCC v o ) o d( ω t ) 2 π ∫0 RL
18
§8.3乙类双电源互补对称功率放大电路 乙类双电源互补对称功率放大电路
2.提高效率的途径 .
电源提供的功率: 电源提供的功率
1 PV = 2π
∫
2π
0
1 VCC iC d (ωt ) = 2π
∫
2π
0
VCC ( I CQ + I Cm sin ωt )dωt = VCC I CQ
Pom 1 Vom I om 此电路的最高效率: 此电路的最高效率 η = = ≈ 0.25 PV 2 VCC I CQ
8.3.2 分析计算
Vom sin ω t 1 π = ∫0 (VCC Vom sinωt ) RL d( ω t ) 2π
2
1 VCCVom Vom ( ) = RL 4 π
2 VCCVom Vom ( ) 两管管耗： 两管管耗： PT = 2 PT1 = RL π 4
2
4.效率η (efficiency) 效率 最高效率ηmax：
8.3.2 分析计算
1. 输出功率 o 输出功率P
+VCC
2
Vom Vom Vom Po = Vo I o = = 2 2 RL 2 R L
假设 vi 为正弦波且幅度足 够大， 够大，T1、T2导通时均能饱 此时输出达到最大值。 和，此时输出达到最大值。 最大不失真输出功率P 最大不失真输出功率 omax
《模拟电子电路_模电_课件_清华大学_华成英_8_波形的发生和信号的转换》
理想LC并联网络在谐振时呈纯阻性，且 阻抗无穷大。 1 谐振频率为 f 0 2 π LC 在损耗较小时，品质因数及谐振频率
1 L 1 Q ，f 0 R C 2 π LC
损耗
在f＝f0时，电容和电感中电流各约为多少？网络的电 阻为多少？
华成英 hchya@
二、RC正弦波振荡电路 三、LC正弦波振荡电路
四、石英晶体正弦波振荡电路
华成英 hchya@
一、正弦波振荡的条件和电路的组成
1. 正弦波振荡的条件
无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。 与负反馈放大电路振荡的不同之处：在正弦波振荡电路 中引入的是正反馈，且振荡频率可控。
常合二为一
4、分析方法
1) 是否存在主要组成部分； 2) 放大电路能否正常工作，即是否有合适的Q点，信号是否 可能正常传递，没有被短路或断路； 3) 是否满足相位条件，即是否存在 f0，是否可能振荡 ； 4) 是否满足幅值条件，即是否一定振荡。
华成英 hchya@
相位条件的判断方法：瞬时极性法
Ui ( f f 0 )
为什么用分立元 件放大电路
C1是必要的吗？ 特点： 易振，波形较好；耦合不紧密， 损耗大，频率稳定性不高。
为使N1、N2耦合紧密，将它们合二为一，组成电感反馈式 电路。 如何组成？
华成英 hchya@
3. 电感反馈式电路
Uf
华成英 hchya@
4、集成运放的非线性工作区
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
无源网络
理想运放工作在非线性区的特点： 1) 净输入电流为0 2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
模拟电路 康华光版 第八章
三、分析计算
1.输出功率Po
Po = U o I o U om 2 U om U om 2 RL 2 RL
2
＋ VCC
最大不失真输出功率Pomax
ui
Pomax (VCC U CES ) 2 VCC 2 RL 2 RL
2
Ｔ １ uo Ｔ２
－
RL
VCC
2.管耗PT
一个管子的管耗
8RL
max 78.5%
此电路存在的问题：
输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。
本章小结
1．功率放大器的特点：工作在大信号状态下，输出电压和输 出电流都很大。要求在允许的失真条件下，尽可能提高输出功 率和效率。 2．为了提高效率，在功率放大器中，BJT常工作在乙类和甲 乙类状态下，并用互补对称结构使其基本不失真。这种功率放 大器理论上的最大输出效率可以达到78.5％。 3．互补对称功率放大器的几种主要结构： OCL（双电源）——乙类 甲乙类。 OTL（单电源）——乙类 甲乙类。 4．随着半导体工艺、技术的不断发展，输出功率几十瓦以上 的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现， 也给功率放大器的发展带来了新的生机。
T4：电压推动级（前置级）
T4、R1、R2：UBE扩大电路
ui
＋VCC
T3 T1
U CE 4 U BE 4
R1 R2 R2
R1 T4 R2 T2 R3 RL
uo
合理选择R1、R2，b1、b2间 可得到 UBE4 任意倍的电压。
-VCC
二. 甲乙类单电源互补对称电路
1、基本原理 . 单电源供电；
乙类互补对称功放的缺点 存在交越失真
ui
林春景《模拟电子线路》课件第8章
跟随器
图 8-10 设计框图
第8章 模拟电子系统的设计
＋12
(IN－) VCC (1) R1 R2 R W1 (2) (40)
＋ － X1 －12 ＋12
(4) R 11
R 12
(6)
R 14
＋12 R 22
(11)
R W2
(12)
R23
＋12 ＋ X3 －
(8) C 20 C 21 R 20 R 21
第8章 模拟电子系统的设计
第8章 模拟电子系统的综合设计 章
8.1设计流程 设计流程
8.2总体方案 总体方案 8.3单元电路的设计 单元电路的设计
第8章 模拟电子系统的设计
明确设计任务和要求
8.1 设计流程
总体方案设计
修改总体方案
各单元电路设计
修改电路参数 小 大 偏差程度 否
计算机模拟
满足要求？ 是
第8章 模拟电子系统的设计
80K
60K
40K
(1.0000K,17.504K 20K
0 10h □v(1)/i(r1)
100h
1.0Kh
10Kh
100Kh
图 8-7 输入阻抗曲线
第8章 模拟电子系统的设计
200
180
160
(1.0000K,141.196) 140
120 10h □v(10)/i(vi) 100h 1.0Kh 10Kh 100Kh
第8章 模拟电子系统的设计
8.3 单元电路的设计
1． 确定电路 ． 确定电路 完成了总体方案的论证后，就可根据总体框图中每个功 能框及相应性能的要求，来设计每一个单元电路。单元电路 的形式确定一般有以下3个途径： （1） 选用成熟的电路； （2） 在功能上相近的电路上做适当的改进； （3） 根据要求先确定所用的核心器件再进行创造性设计。
《模拟电子技术基础教程》课件第八章
电容充电
电容放电
Tr +
D3
D1
+
～
u
D4
C
D2 –
+
uo=uC RL
–
图8.12 带负载桥式整流电容滤波电路结构图
在整流电路中，把一个大电容C并接在负载电阻两 端就构成了电容滤波电路，其电路（图8.12所示）和工 作波形（图8.13所示）如图所示。
u2
0
t
加入滤波电容 时的波形
uo
无滤波电容时
的波形
0
t
图8.13 带负载桥式整流电容滤波工作波形图
（2）电路工作原理
D导通时给C充电，D截止时C向RL放电。滤波后uo 的波形变得平缓，平均值提高。RL接入（且RLC较大） 时忽略整流电路内阻。
u2上升，u2大于电容上的电压uC，u2对电容充电， uo=uCu2；u2下降，u2小于电容上的电压。二极管承受反 向电压而截止，电容C通过RL放电，uC按指数规律下降
1.35 A
UDRM = 2U2 = 2 120V 169.7 V
桥式整流电路的优点是输出电压高，电压纹波小， 管子所承受的平均电流较小，同时由于电源变压器在正 、负半周内都有电流供给负载，电源变压器的利用率高 。因此，桥式整流电路在整流电路中有了较为广泛的运 用，缺点是二极管用得较多。 8.3 滤波电路
从前面的分析可知，无论何种整流电路，它们的输 出电压都含有较大的脉动成分。为了减少脉动，就需要 采取一定的措施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中 的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。
滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压 （或通过电感中的电流）不能突变的特性，滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑 输出电压波形的目的。
模电第八章习题参考答案
第八章习题参考答案1. 设图8.58中A 均为理想运算放大器，试求各电路的输出电压。
Ωk 10Ωk 20(a)U o2(b)Ωk 202V(c)U o3图8.58 题1图1．解答：对图（a ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 1002k 2021o U 进一步可以求得V61o =U 对图（b ），根据运放虚短、虚断的特点可以得到Ω-=Ω-k 20V2k 100V 22o U 进一步可以求得V62o =U 对图（c ），根据运放的虚短、虚断特性容易求得V2o3=U 2. 电路如图8.59所示，集成运放输出电压的最大幅值为14V，U i 为2V 的直流信号，分别求出下列各种情况下的输出电压。
±（1）R 2短路；（2）R 3短路；（3）R 4短路；（4）R 4断路。
o图8.59 题2图2．解答：（1）时可以得到，求得02=R ⎪⎩⎪⎨⎧-==1i3o M 0R U R U U V4o-=U （2）时可以得到03=R ⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=M oi 12M V4UU U R R U （3）时支路无电流，放大电路相当于开环应用， 04=R 2R V14o -=U （4）时可以得到∞=4R V 8i 132o -=+-=U R R R U 3. 如图8.60所示电路，设A 为理想集成运算放大器。
（1）写出U o 的表达式；（2）若R f =3k ，R 1=1.5k ，R 2=1k ，稳压管VZ 的稳定电压值U Z =1.5V ，求U o 的值。
ΩΩΩ图8.60 题3图3．解答：（1）图中的集成运算放大器组成了同相比例运算电路，其输出电压表达式为P 1f N 1f o 11U R R U R R U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z<U Z P U U =Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=当稳压管VZ 的稳定电压值时，，输出电压表达式为V 10Z>U k P U U =k1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=（2），故输出电压表达式为V 10V 5.1Z<=U Z 1f o 1U R R U ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=将，，代入上式得Ω=k 3fR Ω=k 5.11R V 5.1Z =U V5.4V 5.1k 5.1k 31o =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ΩΩ+=U 4. 如图8.61所示电路中，A 为理想运算放大器，已知R 1=R w =10k ，R 2=20k ，U i =1V ，输出电压的最大值为12V ，试分ΩΩ±别求出当电位器R w 的滑动端移到最上端、中间位置和最小端时的输出电压U o 的值。
模拟电子技术课件第八章
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
模拟电子技术课后习题答案第八章直流稳压电源答案
习题8-1 如图8-26所示电路，要求输出电压24V ，电流40mA ，试计算流过二极管的电流。
和二极管承受的最高反向工作电压。
解：V 7.269.0249.0o 2≈==U U mA 202oD ==I IV 5.75222D M ≈=U U8-2 如图8-27所示电路，用四只二极管组成桥式整流电路，在a 、b 两图的端点上接入交流电源和负载，画出接线图。
解： ab 8-3 如图8-28所示电路，改正图中的错误，使其能正常输出直流电压U o 。
解： 如图。
8-4 单相桥式整流电路接成图8-29所示的形式，将会出现什么后果？为什么？试改正。
解：图8-26 习题8-1图2图8-27 习题8-2图ab接负载接负载R图8-28 习题8-3图R变压器副边短路。
因为当u 2为负半周，即b 端为正， a 端为负时，VD 2、VD 1导通，VD 3、VD 4导通。
将VD 1及VD 3正负极换方向。
8-5 在图8-6所示单相桥式整流电路中，试分析产生下列故障时的后果。
（1）VD 1正负极接反。
（2）VD 2击穿。
（3）负载R L 短路。
（4）任一只二极管开路或脱焊。
解：（1）变压器副边短路。
（2）变压器副边短路。
（3）变压器副边短路。
（4）桥式整流电路变半波整流电路。
8-6 如图8-30所示电路，计算U 21= U 22= 24V 时，负载R L1和R L2上输出的电压？ 解：U L1= U L2=0.9U 21=21.6V8-7 一桥式整流电容滤波电路，已知变压器二次侧电压频率50Hz ，负载电阻50Ω，要求负载电压为20V ，试选择整流二极管型号，并选择滤波电容。
解：V 7.162.1202.1o 2===U U A 4.0Loo ==R U I A 2.02oD ==I I V 6.2322D M ==U U查半导体手册可以选择2CZ55B ，其最大整流电流为1A ，最高反向工作电压为50V 。
模拟电子电路及技术基础 第二版 答案 孙肖子 第8章
V3基极连接V1的集电极则为正反馈， 故V3基极应接V2的集
电极， 电路参见图(c)。
第八章 反馈
【例8-6】 已知运放开环电压增益对数幅频特性如图84(b)所示， 用此运放构成放大电路如图(a)所示。 若图中反 馈系数F分别取0.001、 0.01、 0.1， 求图中反馈电阻Rf的值， 并用波特图法判断电路是否稳定工作。 若不稳定， 画出采 用电容补偿后能稳定工作的开环波特图。
频表达式为
f f f 1 j 1 j 1 j f1 f 2 f3 103 f f f 1 j 1 j 1 j 1kHz 10kHz 100kHz A( jf ) AI
点， 其相移为135°， 该水平线以上， 相移均小于135°，
属于稳定工作区。 F=0.1， Rf =9 kΩ， Auf =10， 即图中沿20 dB做水平线，
分别与原开环特性和折线①交于C、 D点， 同理可知， 这
两点相移均大于135°， 不能稳定工作。 引入电容滞后补偿， 相应开环幅频特性如图中折线②所示， 与20 dB水平线交于
“+”， 集电极为“－”， 即V2基极为“－”， 所以V2射极
为“－”， 通过Rf2反馈到V1基极为“－”， 减小净输入信 号， 因此Rf2和R1引入并联电流负反馈。
第八章 反馈
图(a)中Rf1和R3也引入级间反馈， 输入加在V1基极， 反 馈通过Rf1、 R3加在V1射极， 是串联反馈。 Rf1右端接输出 节点， 显然是电压反馈。 V1基极为“+”， V2的集电极为 “+”， 通过Rf1引到V1射极为“+”， 净输入信号Ube=Ub－Ue 减小， 所以Rf1和R3引入串联电压负反馈。
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第八章
8.1、试将下列二进制数转换为十进制数。
10
2431010111）（））（（= 10
2625.13101.11012）（））（（= 1026875.01011.03）（））（（=
8.2、试将下列十进制数转换为二进制数。
2
101001011751）（））（（= 210110101.11100183.573）（））（（=
8.3、试将下列二进制数转换为十六进制数及八进制数。
8
16266.08.011011.01）（）（））（（==D 8
162275101111012）（）（））（（==BD 8
16236.6778.3701111.1101113）（）（））（（== 8.5试将下列十进制数表示为8421BCD 码。
BCD 8421100001.1010010011001.9321）（））（（=
BCD
84211001011000.0110011158.672）（））（（=
8.7、用真值表证明下列各式相等。
)()()(2AC AB C B A ⊕=⊕）（
C B A C B A )(3+=+）（
8.8、写出下列逻辑函数的对偶式'F 和反函数F 。
G E D C B A F ])[(2++=）（
解：G E D C B A F +++=])[('
G E D C B A F +++=])[(
BC A C B A F +++=)3(
解：C B A C B A F +∙+=)('
C B A C B A F +∙+=)(
8.10、用逻辑代数公式将下列逻辑函数化成最简与或表达式。
B C D C A ABD AB F +++=）（
1 解： BCD C A ABD AB F +++=
C A AB BCD
C A AB +=++=
D C B BC C A B A C B D C B A F ++++++=)(3）（ 解： D C B BC C A B A C B D C B A F ++++++=)(
1=++++=++++=+++++=+++++=++++++=D
C A B
D C D
C A B A
D AC C
A D C A
B D B A
C B A C
A B A D C B D B A C B A BC
C A B A
D C C B D B A C B A
C B B A C B A F ++++=）（5
解： C B B A C B A F ++++=
1
))((=+++=+++=++++++=+++++=++∙=C B C A C
B C B A C B C B C A AB B A A C
B B A
C B A C
B B A
C B A
8.11、用卡诺图将下列逻辑函数化成最简与或表达式。
D C A C B A D C ABD ABC F ++++=）（1
))((3C B BCD CD A D C B A D B C A AB F +++++=）（
D B A C B A CD F ++=
)15,14,13,12,10,9,7,4(),,,(6m D C B A F ∑=）（
D AC BCD D C A D C B F +++=
)12109876543210(),,,(7，，，，，，，，，，，）（m D C B A F ∑=
D B C B D C A F +++=
8.12、用卡诺图将下列逻辑函数化成最简与或表达式。
)11,5,4,3,2()10,8,1,0(),,,(1d m D C B A F ∑+∑=）（
D B C A F += 0)11,5,4,3,2(=∑d
)15121098()141311421(),,,(3，，，，，，，，，）（d m D C B A F ∑+∑=
D C B D C B D C
B A F +++= 0)15121098(=∑，，，，d
C B A
D C A D C A D B A F +++=）（5
0=+CD AC
D B B A D A C F +
++=
0=+CD AC。