本帖最后由 AD797 于 2017-2-2 09:51 编辑
讲了三次,一次一个下午,约3小时,三次讲完了整个模电。
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再补: 趁还没忘记,把这次讲的东西简单整理一下,因为是简单的讲,也没去准备,讲完了,自己也更清楚一下,整理一下。自己其实想写很多东西,一直写不下去,或许讲课比较好,要是有人帮我整理就好了。
讲解顺序: 单管原理 -- 单管放大电路原理 -- 多管放大构成 -- 多管集成电路(运放)-- 运放应用 -- 功率放大 -- 稳压电路 (童诗白的书的顺序)
单管原理 模拟电子主要是说信号的放大,而现在的模拟电子的基本器件是三极管,双极管原理,主要说NPN,再对应的说场效应管原理,也主要说增强型N沟道管。其他不说。
单管放大电路 单管放大电路,主要说共射放大电路,不讲转移特性曲线和输出特性曲线,而是直接分析电路,通过分析说明,需要静态工作点,合理的设置偏置和集电极电阻Rc,不然输出失真,工作不正常。 通过输入ui为交流时,分析的不方便,简单说明交流通路和直流通路,以及各自的目的,直流通路用于分析静态工作点,交流通路用于分析放大的性能,不详细说等效电路。 简单说明除共射放大电路外还有共集放大电路等,各自的性能和对比,共射既能放大电压也能放大电流,应用较广,共集中ui和uo只相差一个PN结0.7V(跟随),不存在倍数关系,不放大,只放大电流。 (共集放大电路要介绍,因为再后面的多级放大和运放中,作为末级,增强驱动能力) 场效应管电路,说明其种类多,较复杂,可简单只考虑增强型N沟道管,近似NPN双极管。 至于其他放大倍数、输入输出电阻等不作讲解,因为实际中,极少有用单管来设计放大电路的,讲单管放大电路只不过为讲运放做预备。
多管放大 单管放大电路常常是不满足放大要求,所以需要多管放大,通过级联,实现更大放大倍数。举出电阻电桥的例子,说明之前的放大无法用,说明差分放大的必要性,两个单管放大电路相对实现差分放大,说明输出如何实现输入的差分放大,差分电路的四种接法,只说明双端输入双端输出,其他概说。电阻电桥中说明桥的结构样式。解释耦合这个名词,即信号的传递。 差分电路中说明射极电阻的合并,说明差分电路中射极电阻的作用,特性,对电路的影响,为什么用三极管来代替,说明电流源特性,顺便说明电压源特性等。 说明互补电路,特点,复习之前的共集电路,电压跟随,电流放大,作为末级的驱动。 分析一个直接耦合多级放大电路,分析其输入的差分电路,中间级的共射,末级的互补,作为前面的各种电路的应用和复习,以及下面运放的预备。说明多级放大的分析方法,分析其中某一级时,把其后级作为输出的负载,前级作为输入,而忽略其前级、后级的细节。 其他,差分放大的性能参数,共模抑制比的概念。简单介绍。
多管集成电路(运放) 集成放大电路的起因,好处,体积小,便宜几毛钱一个,从上次分析直接耦合多级放大电路就视为一个集成运放,再简单分析一个复杂些的运放,对比上次分析的电路,镜像电流源不作细分析,略过。
运放的应用 运放的应用,主要说运放的功能用处和性能指标。 运放的功能用处(加法器、减法器、乘法器、比较器等),运放为什么叫运算放大器,就是因为能做信号运算,如信号相加减。先说运放的三特性,一,多级放大导致放大倍数极其大,二,有限的输出而又极大的放大倍数,因此正常放大工作的运放Vp近似等于Vn,虚短概念,三、从运放前级的差分电路,说明其是三极管放大的基极或栅极,电流很小,uA、nA级别,虚断概念。由此三特性,分析同相放大器和反相放大器,此时,发现用运算放大器做放大设计很简单,而且可以做定量的设计,放大某倍数的放大器,只要选用电阻即可,而之前的三极管放大只定性分析而不做定量分析是明智的。再上面的电路中,出现了明显的反馈结构,简单介绍,不做细说。 再说运算功能,加法器、减法器,再简单做运放可作为比较器。乘法器、除法器不做介绍,简单说明乘法器可产生新频率,与后面的滤波(高通低通涉及频率)中不一样了。
说滤波,先说无源滤波,RC低通高通、LC低通高通最基本的电路,低通高通的概念,一阶二阶中阶的判断和名词的由来,高阶比低阶的性能的好处,波特图,dB的概念和为什么用。无源滤波何为无源?再介绍有源滤波,何为有源?最简单的有源滤波,就是上面的无源与运放放大电路的简单结合。再说说复杂的结构,引入正反馈,说明正反馈容易导致不稳定工作(1+1+1+1+....),说明在一定条件下,正反馈能正常工作(1+0.1+0.01+0.001+....),正反馈的好处,提高性能。
还是上面那个电阻电桥,既然一般运放能实行差分放大,为什么要仪表运放?简单说明。
运放的性能指标,简单介绍
之前的电路都是三极管、运放的正常工作,即作为线性放大器,工作在线性状态。但数字电路中,时钟信号的必要性,说明时钟信号的产生,即振荡电路。说明振荡电路是不正常电路,而之前提的正反馈可使电路工作在不正常状态,正反馈且要满足一定的增益如上面的(1+1+1+1+....)才能使得电路不稳定工作。不正常电路还要加上选频网络才能使得获得想要的振荡信号。只简单分析电容三点式振荡电路(三极管共射电路),并用晶振替换电感,画出数字电路中常用的振荡电路(晶振+2电容+反相器),与三极管共射振荡对比,发现其实很近似,反相以及晶振和电容的接法很一样。 运放到此结束,其他不讲了。
最后说功率放大电路和稳压电路 为什么要提到功率放大电路,之前的提的放大电路是什么放大。 之前的放大为小信号,电压电流的数量级小,功率不过uW,mW,而现在提的功率放大,一般指W级别,如100W。功率放大电路主要关心效率,如果100W的功率放大,效率只有70%,那么发热达30W,散热是个大问题,管子也受不了,也不节能。还是先说之前的共射放大电路,即便无输入信号,由于工作点的设置,管子中也有压降和电流,就有损耗,效率不高。之前提的互补放大电路,两个管子轮流导通,效率提高些。还有更高效率的功率放大。一般而言,效率越高,导通角越小,但失真也大。功放分甲、乙、丙、丁,戍或A、B、C、D、E等。管子最高的效率是开关状态,有电压无电流或有电流无电流,Uce*Ic很小,损耗小。
稳压电路 包含整流电路、滤波电路、稳压电路。 为什么要整流?因为常用电器,一般是交流供电,需要变成直流供电。单二极管的半波整流、四二极管的桥的全波整流。再提到桥。 滤波电路,电容滤波,图示说明半波或全波加电容后,变得更直流一些。 稳压,先说稳压二极管,单其是小功率的稳压。 分析一个简单的反馈式稳压电路,反馈的概念再说,运放做比较器,基准可由上面的稳压二极管提供。 开关稳压,未来得及提。 |