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【10】基本放大电路的构成
第二章 基本放大电路
2.1 放大电路的构成
2.1.1 放大的概念
一、特征:功率的放大
二、本质:能量的控制、转换
三、必要条件:有源元件(能量是由外部的电源提供的,eg.三极管,晶体管)
%场效应晶体管gs对id的控制
四、前提:不失真
五、测试信号:正弦波(eg.声波可以分解为正弦波的叠加)
为什么测试信号选择正弦波?
可以用任意完备的正交函数集来分解,三角函数是常见的完备的正交函数集(另一个是指数函数),不同欧米伽不同初相位都相互正交。
而且三角函数还能反应自然界事物运动的一定规律,即旋转物体对平面的投影。
不正交的函数集分解的波形有重复,虽然给不出完整证明,但之前的确这样测试过。
简言之,因为这些信号最终可以分解为多个频率的正弦波的叠加。
三角函数系不仅仅是正交完备函数系,而且正余弦函数的积分和微分仍然是正余弦函数,频率不改变,因此一条正余弦曲线输入系统后,输出的仍然是正余弦曲线,改变的只有可能是幅值和相位,而频率是保持不变的。
因此,原信号由三角函数系表示具有保真性!对于其他正交完备函数系,这个性质是不具备的,这也是为什么傅里叶级数和傅里叶变换使用的正交完备函数系为三角函数系的一个原因。
为什么使用正弦波作为信号分析等领域的基础? - 知乎 (zhihu.com)https://www.zhihu.com/question/22739144正弦波有哪些独一无二的特征? 为什么会在傅里叶变换中作为基础信号? - 知乎 (zhihu.com)
https://www.zhihu.com/question/31354666/answer/2521576664
2.1.2 怎样构建基本放大电路
一、目标:小功率信号→大功率
二、条件:1.元件,2.电源(能量)
三、技术路线
1.三极管→放大状态
输入特性曲线是iB和UBE(影响发射结)
2.小信号→iB(UBE)
3.合理输出
比较细节的引导,可以参考这篇文章:
四、放大电路
1.直接耦合
【11】放大电路的性能指标
想要输入纯交流,输出纯交流
换成一个电容,当达到稳态的时候,直流在电容那里是截止的
%C1只是硬壁让直流走b,C2是把放大后里面直流的部分直接过滤掉
输出端口的戴维南等效电路:(这实际上就是一个高通滤波器)
uce=-ic*Rc//Rl中的负号?
电流的负数表示电流方向与电压方向相反。
三极管的发射级在交流通路中接地,即uce为c点对地电压。c点的电压应当是,流过Rc//Rl的电流乘以电阻(欧姆定律,即你公式没有负号的部分),电流方向为c点流过并联电阻到地。 但是ic的方向于此大小相同,方向相反。所以在计算的时候,加一个负号。
2.阻容耦合
两个电容的作用:通过交流,隔离直流;这个电容一般是电解电容,带正负的,电容量很大。
2.1.3 工作原理
2.2 性能指标
一、示意图
1.输入端口:
Ui越大,就代表着放大电路对Us的放大倍数更大
2.为什么说越大越好?
两个方面理解:
(1)信号获得,Ri越大越好,分得的就越多
(2)功率要求,减小信号源功率,减小输出电流
3.输出端口:
R0越小,电压变化越小
弹幕助记:
%当负载需要一个稳定电流的时候,等效成一个电流源,R0越大,其电流值就相对稳定,无论负载电阻是多少,都能获得较稳定电流
%内部电阻越大,内外总电阻随RL的变化而变化的幅度相对越小,输出电流变化幅度也越小
%输出电压是RL两端电压,内部电阻越小,RL分压越大,输出电压随RL变化而变化的幅度相对越小
%相当于负载ri和内阻串联,内阻很大的话ri对总电阻影响很小,所以电流影响很小相当于负载ri和内阻串联,内阻很大的话ri对总电阻影响很小,所以电流影响很小
%电压源和Ro串联等效成电流源和Ro并联。 Ro越大,Ro路上的电流越小。流出去的电流很大,此时RL变化对电流影响比较小。(个人理解)
二、放大倍数
三、输入电阻Ri
四、输出电阻Ro
五、通频带
(1)随着频率的减小,输出信号不断衰减
(2)三极管有一个特征频率
(3)当频率不断升高的时候,电流放大倍数会不断减小。
(4)因为有结电容的存在,随着频率的不断升高,结电容上的容抗不断减小,电流可以旁路,所以电流放大倍数会减小,所以输出的信号也会越来越小。
(5)所以低频的时候放大倍数会衰减,高频的时候放大倍数也会衰减!
(6)影响共射放大电路高频响应的因素是结电容
(7)影响共射放大电路低频响应的因素是耦合电容和旁路电容
六、非线性失真
七、最大不失真输出电压
八、最大输出功率与效率