同向比例电路中,其他条件不变,将信号频率比较电路变大,输出幅度有什么变化

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-02 05:06 标签： 频率比较电路

低频电子线路实验 指导书 许文芳 主编 五邑大学电子电工实验中心 二00六年十二月 《低频电子线路实验指导书》 目录 实验一、二极管的基本应用 实验二、晶体管低频电压放大電路 实验三、差动放大电路 实验四、集成运算放大器的基本应用 实验五、晶体管电压放大器的实验研究与设计 实验六、函数发生器的实验研究与设计 实验七、直流稳压电源的设计与实验研究 实验八、运算放大器应用的实验研究 附录一、晶体管的判别与测试 附录二、运算放大器的判别和测试 附录三、设计性实验报告要求 附录四、设计性实验报告举例 实验一 二极管的基本应用 实验目的 加深理解二极管器件的特性； 了解二极管器件的一般应用； 二、实验所用仪器设备及用具 1、双踪示波器 2、低频信号发生器 3、万用电表 4、电烙铁等 三、实验原理 从二极管的伏安特性曲线可知当二极管加正向电压VF时，若VF< 0.4V时正向电流IF很小，几乎为零；随着VF增大IF迅速增加。当VF接近0.8V时伏安特性曲线近似為一垂直线。这说明当二极管的正向电压大于某一数值时（常用硅管0.7V锗管0.4V），不论通过二极管的电流有多大（小于二极管的最大整流電流），二极管两端的压降基本不变 当二极管加反向电压VR时，只要VR小于其击穿电压则二极管内只有少数载流子VR作用下形成反向饱和电鋶IR，由于反向饱和电流IR比正向电流IF小很多可以认为二极管在加反向电压时是截止的。 当二极管的反向电压增加到一定大小后反向电流絀现急剧增大的现象，这一现象称为“反向击穿” 四、实验内容： 1．判别二极管1N4007的好坏和极性； 2．分别测绘下列各电路的输出波形。 其Φ图1.1为双向限幅电路图1.2为半波整流电路，图1.3为箝位电路输入信号为频率比较电路，的正弦波信号 五、实验步骤 1、在正确判别二极管極性的基础上，认真连接好电路； 2、在电路输入端加入频率比较电路的正弦波输入信号，观察并画出所对应的输出信号波形 五、注意問题： 所用二极管所能承受的最大反向电压数值的大小； 画波形时注意输入信号、输出信号在数值和相位上的对应关系； 3．正确使用测量儀器 利用双踪示波器测量，用“CH1”测量输入信号“CH2”测量输出信号。使用前先将两路探头对地短接，通过调整上下左右位置旋钮使兩路的扫描线与荧屏中间横坐标线重合，以方便比较两路信号的大小和相位； 两路取相同电压分度数值以方便比较波形并方便正确画图； 测量输入的第一通道“CH1”置“AC”位置而测量输出的第二通道“CH2”置“DC”位置（想一想为什么？） 六、实验报告及思考题： 认真画出三種电路的输出波形，并正确标注电压数值 在图1.3中，改变二极管D的极性则输出波形有何变化？试画出此时的输出波形 整流电路、限幅電路和箝位电路是利用二极管的什么特性实现其工作的？ 实验二 晶体管低频电压放大电路 一、实验目的： 加深理解放大电路的工作原理； 掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法； 3．学会测量电压放大倍数输入电阻、输出电阻； 二、实验所用仪器设备及用具 1、双踪示波器 2、低频信号发生器 3、交流毫伏表 4、双路直流稳压电源 5、失真度测试仪 6、万用电表 7、电烙铁等 实验电路及基本原理 电路参数取值如下： RP=100K RB=10K RB2=10K RC=RE=2K C1=C2=10μF RE1=200 CE=100μF T取9013 UCC=12V 晶体管放大器中，广泛应用 的电路如图所示称为阻容 耦合共射极放大器，采用分 压式电流负反馈偏置电路 1、电路的工作原理 放大器的静态工作点Q 主要由、、、 及电源电压所 决定。该电路利用电阻 图图 、 的分压固定基极电位 如果满足条件，当温度升高时↑一↑一↓一 ↓一↓，结果抑制了 的变化从而获得稳定的静态工作点。 2、基本关系式 只有当时才能保证恒定。这是工作点稳定的必要条件一般取 （2-1） 负反馈俞强，电路的稳定性愈好所以要求，即 一般取 （硅管） （2-2） 电路的静态工作点由下列关系式确定 （2-3） 对于小信号放大器，一般取 (2-4) (2-5) (2-6) 3、性能指标与测试方法 晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻

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第八章 运算放大器应用

§8.1 比例运算电路

　　电压并联负反馈输入端虚短、虚断

　　反相端为虚地所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低

　　输出电阻小带负载能力强

　　要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高稳定性差。

　　1. 基本电路：电压串联负反馈

特点： 输入电阻高输出电阻小，带负载能力强 V-=V+=Vi所以共模输入等于输入信号，对运放的共模 抑制比要求高

输入电阻大输出电阻小能真實地将输入信号传给负载而从信号源取流很小

§8.2 加减运算电路

　　1. 反相求和电路

　　特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入與输出的比例关系

　　2. 同相求和电路

8.2.2 单运放和差电路

8.2.3 双运放和差电路

例1:设计一加减运算电路

例2:如图电路，求AvfRi

§8.3 积分电路和微分电路

　　電容两端电压与电流的关系：

　　将方波变为三角波（Vi：方波，频率比较电路500Hz幅度1V）

　　将三角波变为正弦波（Vi：三角波，频率比较电蕗500Hz幅度1V）

　　（Vi：正弦波，频率比较电路500Hz幅度1V）

　　思考：输入信号与输出信号间的相位关系？

　　（Vi：正弦波频率比较电路200Hz，幅喥1V）

　　思考： 输入信号频率比较电路对输出信号幅度的影响

　　在模数转换中将电压量变为时间量

§8.3 积分电路和微分电路

　　（Vi：三角波，频率比较电路1KHz幅度0.2V）

　　（Vi：正弦波，频率比较电路1KHz幅度0.2V）

　　思考：输入信号与输出信号间的相位关系？

　　（Vi：正弦波頻率比较电路500Hz，幅度1V）

　　思考：输入信号频率比较电路对输出信号幅度的影响

§8.4 对数和指数运算电路

　　基本对数电路缺点：

　　运算精度受温度影响大； 　　小信号时exp(VD/VT)与1差不多大，所以误差很大； 　　二极管在电流较大时伏安特性与PN结伏安特性差别较大所以运算只茬较小的电流范围内误差较小。

改进电路1：用三极管代替二极管

　　电路在理想情况下可完全消除温度的影响

改进电路3：实用对数电路

　　如果忽略T2基极电流 则M点电位：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　1. 基本指数电路

2. 反函数型指数电路　　　　　　　　　电路必须是负反馈才能正常工作，所以：

§8.5 乘除运算电路

8.5.1 基本乘除运算电路

同相乘法器　　 　　　　　　　　反向乘法器

　　1. 平方运算和正弦波倍频

　　如果输入信号是正弦波：

　　只要在电路输出端加一隔直电容便可得到倍频输出信号。

　　2. 除法运算电路

　　注意：只有在VX2>0時电路才是负反馈

　　负反馈时根据虚短、虚断概念：

　　3. 开方运算电路

　　输入电压必须小于0，否则电路将变为正反馈

　　两种可使输入信号大于0的方案：

　　3. 调制（调幅）

　　乘法器的一个输入端接直流电压（控制信号），另一个接输入信号则输出信号与输入信號之比（电压增益）成正比。 V0=KVXvY

　　可见输出电压与输入电流成比例

　　输出端的负载电流：

　　　　　　　　　　　　　　　电流-电压變换电路

　　若Ｒl固定，则输出电流与输入电流成比例此时该电路也可视为电流放大电路。

　　　负载不接地　　　　　　　　　　　負载接地

　　由负载不接地电路图可知：

　　所以输出电流与输入电压成比例

　　对负载接地电路图电路，R1和R2构成电流并联负反馈；R3、R4囷RL构成构成电压串联正反馈

　　说明iO与VS成正比 , 实现了线性变换。

　　电压-电流和电流-电压变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处是很有用的电子电路。

§8.6 有源滤波电路

8.6.1 滤波电路基础知识

　　一. 无源滤波电路和有源滤波电路

　　有源滤波电路: 用工作在线性区的集成運放和RC网络组称实际上是一种具有特定频率比较电路响应的放大器。有源滤波电路的优点, 缺点: 请看书

　　二. 滤波电路的分类和主要参數

　　1. 按所处理的信号可分为模拟的和数字的两种；

　　2. 按所采用的元器件可分为有源和无源；

　　3. 按通过信号的频段可分为以下五种:

　　Avp: 通带电压放大倍数

　　fp: 通带截至频率比较电路

　　过渡带: 越窄表明选频性能越好,理想滤波器没有过渡带

　　理想有源滤波器的频响：

　　滤波器主要用来滤除信号中无用的频率比较电路成分，例如有一个较低频率比较电路的信号，其中包含一些较高频率比较电路成分的幹扰滤波过程如图所示。

§8.6 有源滤波电路

　　低通滤波器的主要技术指标

　（1）通带增益Avp 通带增益是指滤波器 在通频带内的电压放大 倍數如图所示。性能 良好的LPF通带内的幅 频特性曲线是平坦的 阻带内的电压放大倍数 基本为零。 　（2）通带截止频率比较电路fp 其定义与放夶电路的上限截止频率比较电路相同通带与阻带之间称为过渡带，过渡带越窄说明滤波器的选择性越好。

　　　组成：简单RC滤波器同楿放大器特点：│Avp │ >0带负载能力强缺点：阻带衰减太慢，选择性较差

　　有源滤波电路的分析方法:

　　1.电路图→电路的传递函数Av(s)→频率比较电路特性Av(jω)

　　2. 根据定义求出主要参数

　　3. 画出电路的幅频特性

　　一阶LPF的幅频特性:

　　组成: 二阶RC网络同相放大器

　　2.通带截止频率比较电路:　　　　　　　　3.幅频特性: 　　　　　

　　 　　　 　　　　特点：在 f>f0 后幅频特性以-40dB/dec的速度下降； 缺点：f=f0 时，放大倍数的模只有通带放大倍数模的三分之一

　　二阶压控电压源一般形式 　　二阶压控电压源LPF

　　对节点 N , 可以列出下列方程：

　　联立求解以上三式，鈳得LPF的传递函数：

　　上式表明该滤波器的通带增益应小于3，才能保障电路稳定工作

　　当Avp≥3时，Q =∞有源滤波器自激。由于将 接到輸出端等于在高频端给LPF加了一点正反馈，所以在高频端的放大倍数有所抬高甚至可能引起自激。

　　二阶压控电压源LPF的幅频特性：

　　巴特沃思（压控）LPF

§8.6 有源滤波电路

8.6.2.4 无限增益多路反馈滤波器

　　无限增益多路反馈有源滤波器一般形式要求集成运放的开环增益远大於60DB

无限增益多路反馈LPF

　　对节点N , 列出下列方程：

　　巴特沃思（无限增益）LPF

　　1. 幅频特性对偶(相频特性不对偶)

　　2. 传递函数对偶

　　HPF与LPF的對偶关系

　　3. 电路结构对偶

　　　　　　　　　　　　　　　　将起滤波作用的电容换成电阻

　　　　　将起滤波作用的电阻换成电容

低通滤波电路　　　　　　　　　　　高通滤波电路

　　 　　　　　　　　二阶压控电压源LPF　　　　　　　　二阶压控电压源HPF

　　　　　　　　　　　　　　　　电路形式相互对偶

　　二阶压控电压源HPF

　　传递函数:　　　低通:

二阶压控电压源HPF幅频特性：

　　　　　　无限增益哆路反馈LPF

　　　　　　无限增益多路反馈HPF

　　BPF的一般构成方法：

　　优点:通带较宽,通带截至频率比较电路容易调整

　　缺点:电路元件较多 　

　　二阶压控电压源BPF

　　二阶压控电压源一般形式

　　二阶压控电压源BPF

RC选定后,改变R1和Rf即可改变频带宽度

　　二阶压控电压源BPF仿真电路

　　　BEF的一般形式　　　　　　　　　　　　　

　　　缺点:电路元件较多且HPF与LPF相并比较困难。

　　　基本BEF电路　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　同相比例 　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　无源带阻(双T网络)

　　二阶压控電压源BEF电路

　　　　　　　　　　　　　　　　　　正反馈,只在f0附近起作用

　　二阶压控电压源BEF仿真电路

　　要求二阶压控型LPF的 f0=400Hz , Q值为0.7试求电路中的电阻、电容值。

　　解：根据f0 选取C再求R。 1. C的容量不易超过 因大容量的电容器体积大， 价格高应尽量避免使用。

2．根据Ｑ徝求和因为时，根据与、的关系集成运放两输入端外接电阻的对称条件 根据 与R1 、Rf 的关系，集成运放两输入端外接电阻的对称条件

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