电子技术基础(模拟部分)第五版_第一章_康华光

1.1信号1.3模拟信号和数字信号1.2信号的频谱1.4放大电路模型1.5放大电路的主要性能指标模拟电路最基本的处理信号的功能1.信号：信息的载体1.1信号温度、气压、风速、声音等——传感器（信号源）——连续变化的电信号（模拟信号）——放大、滤波——驱动负载（显示装置、扬声器等）微音器输出的某一段信号的波形如何表达？2.电信号源的电路表达形式戴维宁等效：将信号源等效为一个理想电压源与内阻相串联的形式。1.1信号诺顿等效电路戴维宁等效电路理想电压源：a、b端开路时的开路电压内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看进去的等效电阻。诺顿等效：将信号源等效为一个理想电流源与内阻相并联的形式。理想电流源：a、b端短路时的短路电流内阻：所有电压源短路、电流源开路时，从a、b端往左看进去的等效电阻。1.1信号电压源等效电路电流源等效电路sssRivssRivs简单的电信号可以用公式表达：便于提取特征参数——频谱分析复杂的电信号的表达依赖于其特征参数，这些特征参数是设计电子系统的依据。)sin()(mθωtVtv1.电信号的时域表示A.正弦信号)sin()(mθωtVtvffTπ21π21.2信号的频谱时域时域——横轴为时间为表达正弦信号的特征参数、、mV——最简单，通常作为标准信号测试模拟电路1.电信号的时域与频域表示B.方波信号)5sin513sin31(sinπ22)(000SStttVVtvTπ20满足狄利克雷条件，展开成傅里叶级数2SV——直流分量其中π2SV——基波分量31π2SV——三次谐波分量1.2信号的频谱方波的时域表示2.信号的频谱B.方波信号)5sin513sin31(sinπ22)(000SStttVVtv频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值和相位随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。1.2信号的频谱幅度谱相位谱正弦信号的频谱？C.非周期信号傅里叶变换：通过快速傅里叶变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。)0(非周期信号包含了所有可能的频率成分离散频率函数周期信号连续频率函数非周期信号气温波形气温波形的频谱函数（示意图）1.2信号的频谱1.3模拟信号和数字信号模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。1.4放大电路模型电压增益（电压放大倍数）iovvvA电流增益ioiiAi互阻增益)(ioiArv互导增益)S(ioviAg1.放大电路的符号及模拟信号放大——负载开路时的电压增益A.电压放大模型ovAiR——输入电阻oR——输出电阻由输出回路得LoLiOoRRRAVvv则电压增益为iovvVALoLoRRRAv由此可见LRvA即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？（考虑改变放大电路的参数）LoRR理想情况0oR2.放大电路模型1.4放大电路模型另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减siRR理想情况有sisiivvRRR要想减小衰减，则希望…？iR1.4放大电路模型A.电压放大模型——负载短路时的电流增益2.电流放大模型siA由输出回路得LooioRRRiAiis则电流增益为ioiiAiLooRRRAis由此可见LRiA要想减小负载的影响，则希望…？LoRR理想情况oR由输入回路得isssiRRRii要想减小对信号源的衰减，则希望…？siRR理想情况0iR1.4放大电路模型C.互阻放大模型（自学）输入输出回路没有公共端，避免干扰D.互导放大模型（自学）E.隔离放大电路模型1.4放大电路模型1.5放大电路的主要性能指标1.输入电阻1.5放大电路的主要性能指标2.输出电阻Ls,0ttoRvviR注意：输入、输出电阻为交流电阻另一测量方法：得：负载开路时，测得开路电压：LooRvvR)1(oiovvvoA接上负载时，测得负载电压：LoLoLoLRRRvRRRAiovvvo1.5放大电路的主要性能指标3.增益反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。其中(dB)lg20vA电压增益四种增益iovvvAioiiAiioiArvioviAgiAA、v常用分贝（dB）表示。(dB)lg20iA电流增益(dB)lg10PA功率增益1.5放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽电压增益可表示为)j()j()j(ioVVAV在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。)]()([)j()j(ioioVV或写为)()(VVAA其中称为幅频响应jjio)()()(VVAV称为相频响应io)()()(该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标1.5放大电路的主要性能指标4.频率响应A.频率响应及带宽其中—上限频率—Hf普通音响系统放大电路的幅频响应—下限频率—Lf称为带宽LHffBWHLHfBWff时，当1.5放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。1.5放大电路的主要性能指标4.频率响应B.频率失真（线性失真）幅度失真：对不同频率的信号增益不同，产生的失真。相位失真：对不同频率的信号相移不同，产生的失真。1.5放大电路的主要性能指标5.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数:%100o122oVVkkVO1是输出电压信号基波分量的有效值，Vok是高次谐波分量的有效值，k为正整数。5.非线性失真系数非线性传输特性引起非线性失真波形(a)线性传输特性与不失真输出波形(b)非线性传输特性与非线性失真输出波形end