光电子电路设计第一章2011(下)
光电子技术课程设计
摘要：经由过程制作小车可以加大深度对单片机控制的谙练程度，同时开端学习项目研发的过程。
小车按照给定的线路行走，有定时，显示运行时间，计时，粗测行走距离等功能。
一、设计要求（1）自己主动寻迹小车起头处于设置标准样式下，经由过程按键设置运行时间，完成设置时间后，按下起头键小车开始工作，同时显示当前运行的时间。
（2）小车按指定线路运行，自己主动区别直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，使成为事实灵活进步、转弯儿等功能。
（3）小车行走在预设的时间后，自己主动遏制，数码管显示行走的时间，3秒后显示行走距离。
（4）半途可以按右键强力压制遏制，提早结束，显示行走运间，距离。
二、小车循迹的道理这搭的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采纳的方法是红外探测法。
红外探测法，即哄骗红外线在差别颜色的物体外貌具备差别的反射性质的独特的地方，在小车行驶过程当中不停地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被接收，小车上的接收管接收不到红外光。
单片机就是不是收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走线路。
红外探测器探测距离有限，一般最大不应跨越3cm。
三、方案论证：根据设计要求，本系统主要由控制器板块、电源板块、寻迹传感器板块、直流电机及其驱动板块、电压比力板块等板块构成。
为较好的使成为事实各板块的功能，我别离设计了几种方案并别离进行了论证。
3.1车体设计方案1：采办皮球电动车。
采办的皮球电动车具备组装完备的车架车轮、电机及其驱动电路。
但是一般的说来，皮球电动车具备如次错误谬误：首先，这种皮球电动车由于装配紧凑密切，使得各类所需传感器的安装十分不方便。
其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该标题需要别人解答的题目的方格地图，不能方便迅速的使成为事实原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。
再次，皮球电动车的电机多为皮球直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不容易调速。
光电子技术(第5版)第一章 光辐射与发光光源
同的黑体的温度；
➢ 色温度并非热辐射光源本身的温度；
➢ 色温度相同的热辐射光源的连续谱也可能不相似，若规定的
波长不同，色温度往往也不相同；
➢ 非热辐射光源，色温度只能给出这个光源光色的大概情况，
一般来说，色温高代表蓝、绿光成分多些，色温低则表示橙
光电子技术（第5版）
第一章
本章内容
1.1 电磁波谱与光辐射
1.2 辐度学与光度学基本知识
1.3 热辐射基本定律
1.4 激光基本原理
1.5 典型激光器
1.6 光频电磁波的基本理论和定律
1.1.1 电磁波的性质与电磁波谱
EH k
横波特性
电场、磁场、传播方向构成右手螺旋系
偏振特性
电场、磁场分别在各自平面内振动
T 2698μm K
➢
时，
维恩公式与普朗克公式的误差小于1%。
M v (T )
0 得到
➢ 单色辐射出射度最大值对应的波长λm,由
mT 2897.9(μm K)
1.3.7 斯忒藩-玻尔兹曼定律
➢ 黑体的辐射出射度
0
0
M eb (T ) M eb (T )d
黑体：物体在任何温度下，对任何波长
的辐射能的吸收比都等于1，即αλ (T)
恒等于1。
1.3.2 基尔霍夫辐射定律
• 在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射
出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑
体对同一波长的单色辐射出射度。
M e1 (T ) M e 2 (T )
e1 (T ) e 2 (T )
电子技术课程设计
电子技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握电子技术基础理论知识，如电路组成、工作原理等；2. 使学生掌握常见电子元器件的识别、选用和使用方法；3. 培养学生运用电子技术解决实际问题的能力。
技能目标：1. 培养学生具备电子电路图的设计、绘制和解读能力；2. 提高学生动手实践能力，能够搭建和调试简单的电子电路；3. 培养学生运用电子测量仪器和设备进行数据采集和处理的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致、负责的学习态度，养成良好的学习习惯；3. 培养学生团队合作意识，学会与他人分享、交流、协作。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生在掌握理论知识的基础上，注重实践操作和创新能力培养。
学生特点：本课程面向初中年级学生，学生对电子技术有一定的好奇心，具备基本的物理知识和动手能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，教师应注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导学生主动参与，培养其解决问题的能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电路基础知识：包括电路的概念、组成、工作原理等，对应教材第一章内容。
- 电路元件：电阻、电容、电感等；- 电路基本连接方式：串联、并联；- 电路分析方法：欧姆定律、基尔霍夫定律。
2. 常见电子元器件：二极管、三极管、晶体管等，对应教材第二章内容。
- 元器件的识别、选用和使用方法；- 特性曲线及其应用。
3. 电子电路设计与制作：对应教材第三章内容。
- 电路图的绘制与解读；- 简单放大电路、滤波电路、振荡电路的设计与搭建；- 动手实践：制作小型电子设备。
4. 电子测量与数据处理：对应教材第四章内容。
- 电子测量仪器的使用；- 数据采集与处理方法；- 实际操作：对电子电路进行测量与调试。
5. 创新实践与团队协作：结合前述内容，开展创新设计活动。
- 设计具有实际应用价值的电子电路；- 团队合作，分工明确，共同完成任务；- 展示与分享：向同学和老师展示成果，互相交流学习。
电路与电子技术基础第一章
的
基 本 概
ab两点之间电压
uab
va
vb
Wa
Wb q
dW dq
念
及 电 路
电压 uab 表示单位正电荷从 a 点移动到 b点所失去的电位
元
能，因此也常称为电压降。
件
失去电位能Wa-Wb
Wa
Wb
a
b
高等学校电子教案: 电路与模拟电子技术
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件
V 表示
a 点电位
va
Wa q
高等学校电子教案: 电路与模拟电子技术
b 点电位
vb
Wb q
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1.3 电路的基本物理量（续6）
第 电压（续）电压的概念
一 章
电路（电场）中两点（如a与b）之间的电位差称为电压，
电 路
用 u 或 U 表示，单位也是伏特(V)
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1.2 电路模型
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第 为什么要引入电路模型？
一 章
构成实际电路的元器件种类繁多，形状各异，给分析和
电
设计带来困难。
路
的 基
只有对各种元器件的特性建立了数学模型，才可能对电
本 概
路进行深入分析。例如，对于最简单的手电筒，这样一
念 及
个电路，就包含了电池、电珠、开关、导体等部分。如
按空格键继续
1.3 电路的基本物理量（续3）
第 电流（续）电流的参考方向
一
章 电
电流的参考方向是人为定义的，
电子信息行业电子电路设计与仿真方案
电子信息行业电子电路设计与仿真方案第一章电子电路设计基础 (2)1.1 电子电路设计概述 (2)1.2 电子电路设计流程 (2)1.2.1 需求分析 (2)1.2.2 电路方案设计 (3)1.2.3 电路原理图绘制 (3)1.2.4 电路仿真与优化 (3)1.2.5 电路板设计 (3)1.2.6 生产与调试 (3)1.3 电子电路设计原则 (3)1.3.1 功能优先原则 (3)1.3.2 优化设计原则 (3)1.3.3 可靠性原则 (3)1.3.4 可生产性原则 (4)1.3.5 简洁性原则 (4)第二章电路仿真技术 (4)2.1 电路仿真概述 (4)2.2 电路仿真软件介绍 (4)2.3 电路仿真方法与步骤 (5)第三章模拟电路设计与仿真 (5)3.1 模拟电路基本元件 (5)3.2 模拟电路设计要点 (6)3.3 模拟电路仿真案例分析 (6)第四章数字电路设计与仿真 (6)4.1 数字电路基本元件 (7)4.2 数字电路设计方法 (7)4.3 数字电路仿真案例分析 (7)第五章混合电路设计与仿真 (8)5.1 混合电路特点 (8)5.2 混合电路设计策略 (8)5.3 混合电路仿真案例分析 (9)第六章信号处理电路设计与仿真 (10)6.1 信号处理电路概述 (10)6.2 信号处理电路设计方法 (10)6.3 信号处理电路仿真案例分析 (10)第七章电源电路设计与仿真 (11)7.1 电源电路基本原理 (11)7.2 电源电路设计要点 (11)7.3 电源电路仿真案例分析 (12)第八章高频电路设计与仿真 (12)8.1 高频电路基本概念 (12)8.2 高频电路设计原则 (13)8.3 高频电路仿真案例分析 (13)第九章电子电路测试与优化 (14)9.1 电子电路测试方法 (14)9.1.1 功能测试 (14)9.1.2 功能测试 (14)9.1.3 故障诊断 (14)9.2 电子电路功能优化 (14)9.2.1 电路拓扑优化 (15)9.2.2 元件参数优化 (15)9.2.3 布局优化 (15)9.2.4 电路仿真与优化 (15)9.3 电子电路测试与优化案例分析 (15)9.3.1 案例背景 (15)9.3.2 测试与诊断 (15)9.3.3 优化方案 (15)9.3.4 优化结果 (15)第十章项目管理与团队协作 (16)10.1 项目管理概述 (16)10.2 项目管理流程与方法 (16)10.3 团队协作与沟通技巧 (17)第一章电子电路设计基础1.1 电子电路设计概述电子电路设计是指利用电子元件，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等，按照预定的功能要求，设计出满足特定功能指标的电路系统。
光电子电路设计第一章2011(上)
考核成绩
平时 期末考试 30% 70%
3
主要内容
传感器 前置放大器 主处理电路 人-机界面
偏置电路
（低噪声、高增 益、宽带宽、高 输入阻抗、低输 出阻抗）
（有源滤波 调制与解调 A/D、 S/H）
主要介绍光电技术领域中应用的电子线路
放大器（低噪声放大器、微电流放大器、程控增益放大器） 光电探测器的偏置与放大电路 有源滤波器 调制与解调器 光电信号的数字处理 电源（小功率高压稳压和大功率稳流电源）
20
金属膜电阻 用一支瓷管上利用真空喷涂技术在上面喷涂一层金属 膜（一般采用Ni-Cr），并在金属膜用摩擦、激光或车上 螺旋纹，内部构造与炭膜电阻相同，只是将炭膜换成金属 膜，并且在瓷棒两端镀上贵金属引出管脚。 阻值一般在1Ω～620MΩ之间， 功率在0.125W～5W 特点是耐热，稳定性和温度系都 优于碳膜，体积小，精度高，可达0. 5%～0.05%。噪声指数在-32～-16d B之间，但价格贵一些。 多用于要求较高的应用电路中。
2 K 2 I DC R 2 E ，其中K 2：常数，与制作相关 f 2 ex
过剩噪声的特点
I DC：流过电阻R的直流电流
过剩噪声功率与频率倒数成正比 过剩噪声电压与流过电阻的电流成正比
18
噪声指数NI：用于表征过剩噪声的大小，表示电 阻两端每1V直流电压在10倍频程内产生的均方根噪声 μV值
24
水泥线绕电阻 将线绕电阻器放入长方形的瓷框内，用特殊的不燃耐热 水泥充填密封而成，也称为水泥电阻。
阻值一般在1Ω～200KΩ之间，功率 在0.5W～50W 与普通线绕电阻相比，耐高功率、 散热性好、稳定性。但体积较大 电源和功率电路中
25
片状电阻 采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发制成。
光电子电路-1-PPT文档资料
继电器原理
作业:
1. 叙述P4 图1-3-2 光控继电器的测量原理.
2.叙述P17 图1-4-13 煤气炉报警电路的测量原理.
2. 光敏电阻的工作原理
光敏电阻又称光导管, 它几乎都是用半导体材料 制成的光电器件。 光敏电阻没有极性, 纯粹是 一个电阻器件, 使用时既可加直流电压, 也可以 加交流电压。 无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中 电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波 长范围的光照时, 它的阻值（亮电阻）急剧减 少, 电路中电流迅速增大。 一般希望暗电阻越 大越好, 亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏 度高。 实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级, 亮电阻在几千欧以下。
①一定光照，R一定，I正 比于U。
②一定电压，I随着光照E增 强而增大。 E↑→R↓→I↑。
2) 光照特性（I～E）
光敏电阻的光照特性为非线性，不宜作检测 元件，主要用于自动控制中。
光敏电阻的光照特性
3） 光谱特性（Kr %）
光敏电ห้องสมุดไป่ตู้的相对光敏灵敏度
与入射波长的关系称为光谱
特性。 亦称为光谱响应。
A
RC
V0 9013
RG
N H 24 (h ) 720
2.环境照度监视器
3.带材跑偏检测仪
原理说明
光控开关电路
1.光敏电阻大都是由硫化璃(cds)或化璃(cdse)等材料制成,其波长大约在400010000A之间,当光敏电阻受到光照射时,在其材料内部随着光照射的增加,产生电子和 空穴对增加,使光敏电阻值随之降低,反之若外界光线降低则光敏阻值增加. 2. 接于稳压二极管两端的光敏电阻,其值受照射光强弱而变化与稳压二极管并联故电 压与稳压二极管相同,当光敏电阻值小时,其电压亦小,若小于崩溃电压时, 稳压二极管 无法崩溃,而无法提供触发电路之稳态电源电压,因此UJT无法振荡,所以SCR无法触 法导通灯泡不亮. 3.若光敏电阻因被遮掩而内电阻增加,其分压随之增加。当增加电压,大于稳压二极管 的崩溃电压时, 稳压二极管即崩溃,提供稳态之电压,供触发电路使用, 因而UJT震荡电 路得以正常工作SCR(可控硅)因触发而导通,灯泡亦因通电而发光
光电子技术与光通信系统设计
光电子技术与光通信系统设计第一章光电子技术的概述光电子技术是将光学和电子学相结合的一门学科领域。
它利用光电子器件转换光能和电能之间的相互转换关系，实现光与电的转换、处理和传输。
在现代通信、医疗、能源等领域，光电子技术具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
第二章光电子器件的分类和原理光电子器件是实现光与电之间相互转换的关键元件。
根据工作原理和功能，光电子器件可以分为光电转换器件、光电探测器件和光电调制器件。
2.1 光电转换器件光电转换器件主要包括发光器件和激光器件。
发光器件通过注入外部能源激发载流子的形式，将电能转换为光能，实现光的辐射；激光器件则是在发光器件的基础上进一步实现了激光的放大和穿透。
2.2 光电探测器件光电探测器件主要包括光电二极管（Photodiode）、光电导（Photoconductive）、光电倍增管（Photomultiplier）、光电管（Phototube）等。
光电探测器件是将光信号转换为电信号的关键元件。
2.3 光电调制器件光电调制器件主要包括光电调制器（EO modulator）和光电吸收调制器（EAM）。
光电调制器件可根据电信号对光的幅度、频率、相位等参数进行调制，实现光信号的调控和传输。
第三章光通信系统的构成和原理光通信系统是利用光信号进行信息传输的系统。
光通信系统主要包括光源、传输介质、光接收器以及相应的控制和处理部件。
3.1 光源光源是光通信系统中的发光器件，可通过电能转换为光能，并产生稳定、高质量的光信号。
常用的光源包括激光器、半导体激光器等。
3.2 光纤传输介质光通信系统中常用的传输介质是光纤。
光纤具有高容量、低损耗等优点，能够实现长距离的信息传输。
3.3 光接收器光接收器是将光信号转换为电信号的关键部件，常用的光接收器包括光电二极管、光电导等。
3.4 控制和处理部件光通信系统的控制和处理部件主要包括光电转换器件、光放大器、光分复用器等。
这些部件能够对光信号进行放大、调制、复用等处理，以提高光通信的传输速率和质量。
电子电工教案第一章全部
总第 节 授课时间： 年 月 日星期 第 节一、组织教学清点学生人数，整顿常规 二、引入一个手电筒基本的组成包括哪些东西？ 三、讲授新课1. 电路：一个基本的电流回路。
电路如图1.1所示。
图1.1 电路的基本结构2. 电路的组成：电源、负载、导线、开关。
（1）电源：将非电能形态的能量转换成电能的供电设备。
（2）负载：将电能转换成非电能形态的用电设备。
（3）连接导线：传送信号、传输电能。
（4）辅助设备：保证电路安全、可靠地工作（例如控制电路通、断的开关及保障安全用电的熔断器），而且使电路自动完成某些特定工作成为可能。
3.电路的作用（1）电能的传输与转换； （2）电信号的传递与处理。
4.电路的工作状态 （1）通路：（闭路） （2）断路：（开路） （3）短路：（捷路）看手电筒组成学生举例哪些是电源哪些是负载熟记电路符号总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节如图，图中的R1 R2 R3 R4 R5就是混联形式总第节授课时间：年月日星期第节2 基尔霍夫第一定总第节授课时间：年月日星期第节总节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节图3 基尔霍夫第二定律应用总第节授课时间：年月日星期第节总第节授课时间：年月日星期第节图1。
光电子学 (第一章3)PPT课件
1
光与物质相互作用基础
§1-1 光的波动理论与光子学说 §1-2 物质的微观结构与能量状态 §1-3 热辐射的一般概念 §1-4 黑体辐射 §1-5 自发辐射、受激吸收和受激辐射
§1-6 谱线形状和宽度
§1-7 均匀加宽和非均匀加宽 §1-8 辐射的经典理论
第三讲要点
1
2
谱线加宽 原因？
均匀加宽
自然加宽线型函数
vN—自然加宽谱线宽度
§1-1光波动理论 与光子学说
一、均匀加宽 二、非均匀加宽
§1-2物质微观结构与 §1-3热辐射一
能量状态
般概念
§1-4黑 体辐射
§1-5自发辐射, 受激吸 §1-6谱线形状
收和受激辐射
和宽度
问题：碰撞加宽原因？
§1-7均匀加宽和 非均匀加宽
§1-8辐射的经 典理论
线宽，受激跃迁引高能粒子变化：
谱线加宽dn21/dt不再=n2B21w()，
1. 辐射场线宽小（准单色） 两情况：
2. 原子与连续谱光辐射场作用
§1-1光波动理论 与光子学说
§1-2物质微观结构与 §1-3热辐射一
能量状态
般概念
§1-4黑 体辐射
§1-5自发辐射, 受激吸 收和受激辐射
§1-6谱线形状 和宽度
1. 经典的观点 2. 量子力学的观点
§1-7均匀加宽和 非均匀加宽
§1-8辐射的经 典理论
注意： 经典与量子解释！
为什么有宽度?
原（分）子阻尼振动，粒子发光， 一段t 发射有限波列；
波形频谱，若干简谐波叠，跃迁发
EM波分布中心 附近小 范围单色
波组合，谱线宽度。
Na光灯发黄光射光谱仪，达底板，若干细线光谱，每条——谱线，
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最佳噪声系数
En 1 2kT fRF
最佳源电阻
R0 En RF
2 2 2 2 En ( I n I F ) RF
RF R0
En
In
2 2 2 2 ( RF Rs )，Eni Ens En I n Rs2，
En EI ，Fopt 1 n n In 2kT f
2
24
多个放大器En对输出噪声电压的贡献(En1= En2 =… = En)
Z Eni(Rs / / i ) Eni N 1 Ai ( N 1) I no ( En1 ) Ai Zi Zi Zi Rs / / Rs / / Zi Zi N 1 N 1 2 I no ( En )
反馈电路的引入会使放大器的噪声系数变坏， 但可以通过合理的参数选择使变坏的程度忽略不计。 电压串联负反馈：反馈信号取自输出电压，即反馈 信号与净输入信号相串联，且输出电压成正比。 2
反馈系数
UF U so
电压增益
U so Au Kv ， U s 1 Au Au：开环电压增益。
优先考虑系统增益与带宽的方法 在设计中校核噪声 优先考虑噪声特性的方法 如果噪声特性满足，考虑器件选择 确定器件工作点，进行噪声匹配 选择放大电路组态，设计后级 电路设计完成后要分析整个系统的总噪声 设计是一个反复校验的过程 不要把放大器的低噪声设计绝对化理解
19
★
★
有源器件选择
有源器件的选择主要根据频率范围和源电阻大小来确定。 BIT选择原则
总输出噪声
2 Eno
只考虑偏置电阻热噪声
I R
2 np 2 s 2 Enp 2 Rp
Rs2
除了热噪声外，直流电流通过偏置电阻时会产生过剩噪声， 偏置电阻应尽量选用过剩噪声低的线绕或金属膜电阻； 要减少偏置电阻对噪声的影响，阻值应尽量大，但这不利于 放大器的温度稳定性，故取值必须兼顾稳定性和低噪声性。 16
2 2 2 2 则Eni Ens En I n Rs2，
R0
En EI ，Fopt 1 n n In 2kT f
电流串联负反馈对噪声的影响可以忽略不计。
14
2. 偏置电路对噪声的影响及无噪声偏置电路
对放大器输入级而言，偏置电路的偏置电阻的热噪 声、1/f噪声、过剩噪声通过放大器后会使放大器的低噪 声性能劣化，可以采取无噪声的偏置方法。
放大器噪声电压对输出贡献
EEo
放大器噪声电流对输出贡献
EIo
反馈电阻噪声电压对输出贡献
EFo Zi gm Rc Ee Rs Re Zi (1 gm Re )
等效输入噪声
E
2 ni 2 Eno 2 Kv
总的输出噪声电压
2 Eno
10
电流串联负反馈噪声等效模型 放大器为高输入阻抗，增益为Kv的无噪声放大器 最佳源电阻
★
多个放大器In对输出噪声电压贡献 (In1= In2 =… = In)
4
等效输入噪声
2 Eno E 2 Kv 2 ni
★
最佳源电阻
R0
2 2 En Enc Rc2 2 In
最佳噪声系数
Fopt 1 I Rc E E (1 1 2 2 ） 2kT f I n Rc
2 n 2 n 2 nc
如果满足Rc
En
In
( Rc Rs )，
RF Eso Av Ens RF Rs (1 Av )
★
反馈电阻热噪声对输出贡献
Rs EFo Av EF RF Rs (1 Av )
★
放大器噪声电压对输出贡献
EEo RF Rs Av En RF Rs (1 Av )
放大器噪声电流对输出贡献
EIo RF Rs Av I n RF Rs (1 Av )
系统增益
当忽略放大器开环输出阻抗影响时,输入电压 RF / / Z i RF / / Z i Ui Us AvU i Rs RF / / Z i Rs RF / / Z i 系统增益 Kv U so AvU i Us Us
6
★
电压并联负反馈噪声模型 源电阻热噪声对输出贡献
★
最佳噪声系数
Fopt
2 2 2 En I n ( Re RF )2 Ee2 EF 1 1 1 2 2kT f ( Re RF ) En ( Re RF ) 2
如果反馈电阻满足 Re RF En In ( Re RF Rs )，
电阻Re噪声电压对输出贡献
Eeo Ee
反馈电阻RF噪声电压对输出贡献
EFo EF Rs Z i g m Rc 2 N
等效输入噪声
E
2 ni 2 Eno 2 Kv
总的输出噪声电压
2 Eno
13
最佳源电阻
R0 En ( Re RF )
2 2 2 En Ee2 EF I n ( Re RF )2
可以使反馈电阻引入的噪声降低到最小。
8
电流串联负反馈：输出量为电流，反馈信号与输出电流成正 比，在输入回路中反馈量与输入量以电压形式相加减
系统增益
忽略输出阻抗，输出信号电压U so g mU i Rc，其中g m为放大器跨导； 输入电压信号U i U s Ui U s Zi Zi g mU i [ Re //( Rs Z i )] Rs Re Z i Rs Z i
★
Zi ； Rs Re Z i (1 g m Re )
电压增益 U g m Rc Z i K v so U s Rs Re Z i (1 g m Re )
9
电流串联负反馈噪声模型 源电阻热噪声对输出贡献
Eso Zi g m Rc Ens Rs Re Zi (1 gm Re ) Zi gm Rc En Rs Re Zi (1 gm Re ) ( Rs Re ) Zi g m Rc I n Rs Re Zi (1 g m Re )
无噪声偏置电路
无噪声偏置电路在一般的共射放大器偏置电阻RA 、RB连接处与地 之间接了个旁路电容CB ，与基极间接了个电阻RD。
等效噪声模型
旁路电容CB的大小满足
1 RA // RB时， CE
17
偏置电阻RA、RB的噪声大部分被CB旁路而可以忽略。
简化的噪声模型 等效输入端噪声
2 Eni
R0
En EI ，Fopt 1 n n In 2kT f
11
电流串联负反馈对噪声的影响可以忽略不计。
电流并联负反馈：输出量为电流，反馈信号与输出电流成正 比，在输入回路中，反馈量与输入量以电流形式相加减
系统增益
忽略输出阻抗，输出信号电压U so g mU i Rc 2，其中g m为放大器跨导； 输入电压信号U i U s Ui (Re R F ) / / Z i Re ( Rs / / Z i ) g mU i Rs (Re R F ) / / Z i ( Rs / / Z i ) RF Re
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总输出噪声
2 Eno
7
等效输入噪声
2 Eni 2 Eno 2 Kv
电压并联负反馈等效噪声模型 高阻抗、无噪声放大器增益
K v' U so Ui
2 2 In I F 2 Fopt RF 1 1 2 En 反馈电阻RF的存在导致噪声系数增加，但满足
光电子电路设计
北京理低噪声放大器的设计需要考虑反馈电路、偏置 电路对噪声的影响，遵循一定的设计原则和设计步 骤，特别是有源器件的选择、噪声匹配、电源去耦、 屏蔽与接地等一些基本方法，在实例中学习并掌握 低噪声放大器的设计技术。
四．低噪声放大器的设计
1. 反馈电路对噪声的影响
2 2 2 2 Eni Ens En I n Rs2，
R0
En EI ，Fopt 1 n n In 2kT f
由于负反馈电阻Rc的存在， 使系统的噪声系数增加，低噪 声性能变坏。但如果负反馈电 阻满足一定条件时，可以将负 反馈对噪声的不利影响减至最 小。
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电压并联负反馈：电压并联负反馈电路的输出量为电压，并 联反馈用电流求和的方式来反映反馈对输入信号的影响。
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电流并联负反馈噪声模型 源电阻热噪声对输出贡献
Eso ( Re RF ) Z i g m Rc 2 N
放大器噪声电压对输出贡献
EEo En ( Rs Re RF ) Z i g m Rc 2 N
放大器噪声电流对输出贡献
EIo I n ( Rs Re RF ) Z i g m Rc 2 N Rs Z i g m Rc 2 N
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FET选择原则
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输入级器件适合的源电阻范围
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噪声匹配方法
调节输入级BIT的集电极电流
合理地选择输入级的工作点， 为使其噪声最小，应满足器件的最 佳源电阻与信号源源电阻进行噪声 匹配。
查阅器件的噪声特性曲线 或噪声系数等值曲线
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BIT噪声系数等值曲线图
对不同的源电阻都有一个不同的最佳 ★ 噪声系数Fopt和最佳工作电流Iopt 一般情况下直接耦合往往达不到最佳 匹配，可以利用噪声匹配网络来实现
偏置电路的噪声影响
射极电阻RE是为了稳定直流静态工作点，旁路电容CE 满足 1 RE时，RE的噪声电压被CE旁路而可以忽略。 CE
对于低噪声放大器，选用较大的射极反馈电阻来提高输入 15 阻抗，对噪声性能是有害的。
源到输出端电压增益
Kv Rp Rs Rp