电子工程师必须掌握的20个模拟电路
对模拟电路的掌握分为三个层次。
对模拟电路的掌握分为三个层次
- 初级层次是熟练记住这二十个电路,清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者,只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。
- 中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用,每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向,相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小,信号与阻抗的关系。有了这些电路知识,您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。
- 高层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号 电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后,只要您愿意,受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。
1. 桥式整流电路
- 二极管的单向导电性
二极管的单向导电性:二极管的PN结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态。
- 桥式整流电流流向过程
当是正半周期时,二极管VD1和VD3导通,而二极管VD2和VD4截止,负载RL的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与
正半周期相同的电压;在
的负半周,
的实际极性是下正上负,二极管VD2和VD4导通而VD1和VD3截止,负载RL上的电流仍是自上而下流过负载,负载上得到了与
正半周期相同的电压。
- 理想开关模型和恒压降模型
理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零,就是截止。恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V,锗管0.5V。
2. 电源滤波器
- 电源滤波的过程分析
电源滤波是在负载RL两端并联一只较大容量的电容器。由于电容两端电压不能突变,因而负载两端的电压也不会突变,使输出电压得以平滑,达到滤波的目的。
- 波形形成过程
输出端接负载RL,当电源供电时,向负载提供电流的同时也向电容C充电,充电时间常数:
τ=(Ri∥RL·C)≈Ri·C
一般Ri远小于RL,忽略Ri压降的影响,电容上电压将随u2迅速上升。
当ωt=ωt1时,有u2=u0,此后u2低于u0,所有二极管截止,这时电容C通过RL放电,放电时间常数为RLC,放电时间慢,u0变化平缓。
当ωt=ωt2时,u2=u0, ωt2后u2又变化到比u0大,又开始充电过程,u0迅速上升。
当ωt=ωt3时,有u2=u0,ωt3后,电容通过RL放电。
如此反复,周期性充放电。由于电容C的储能作用,RL上的电压波动大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大,要求电压脉动较小的场合。
滤波电容的容量和耐压值选择
电容滤波整流电路输出电压Uo在√2·U2~0.9·U2之间,输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小。
电容容量RLC≧(3~5)·T/2,其中T为交流电源电压的周期。实际中,经常进一步近似为Uo≈1.2·U2整流管的最大反向峰值电压URM=√2·U2,每个二极管的平均电流是负载电流的一半。
3. 信号滤波器
- 信号滤波器的作用:与电源滤波器的区别和相同点
- LC串联和并联电路的阻抗计算,幅频关系和相频关系曲线。
- 画出通频带曲线。计算谐振频率。
4. 微分和积分电路
- 电路的作用,与滤波器的区别和相同点。
- 微分和积分电路电压变化过程分析,画出电压变化波形图。
- 计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择。
5. 共射极放大电路
- 三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
- 元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
- 静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
6. 分压偏置式共射极放大电路
- 元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
- 电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响。
- 静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
- 受控源等效电路分析。
7. 共集电极放大电路(射极跟随器)
- 元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。电路的输入和输出阻抗特点。
- 电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响。
- 静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
8. 电路反馈框图
- 反馈的概念,正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法。
- 带负反馈电路的放大增益。
- 负反馈对电路的放大增益、通频带、增益的稳定性、失真、输入和输出电阻的影响。
9. 二极管稳压电路
- 稳压二极管的特性曲线。
- 稳压二极管应用注意事项。
- 稳压过程分析。
10. 串联稳压电源
- 串联稳压电源的组成框图。
- 每个元器件的作用;稳压过程分析。
- 输出电压计算。
11. 差分放大电路
- 电路各元器件的作用,电路的用途、电路的特点。
- 电路的工作原理分析。如何放大差模信号而抑制共模信号。
- 电路的单端输入和双端输入,单端输出和双端输出工作方式。
12. 场效应管放大电路
- 场效应管的分类,特点,结构,转移特性和输出特性曲线。
- 场效应放大电路的特点。
- 场效应放大电路的应用场合。
13. 选频(带通)放大电路
- 每个元器件的作用
选频放大电路的特点
电路的作用
- 特征频率的计算
选频元件参数的选择
- 幅频特性曲线
14. 运算放大电路
- 理想运算放大器的概念
运放的输入端虚拟短路
运放的输入端的虚拟断路
- 反相输入方式的运放电路的主要用途
输入电压与输出电压信号的相位关系是
- 同相输入方式下的增益表达式分别是
输入阻抗分别是
输出阻抗分别是
15. 差分输入运算放大电路
- 差分输入运算放大电路的的特点
- 输出信号电压与输入信号电压的关系式
16. 电压比较电路
- 电压比较器的作用
- 比较器的输入-输出特性曲线图
- 如何构成迟滞比较器
17. RC振荡电路
- 振荡电路的组成
振荡电路的作用
振荡电路起振的相位条件
振荡电路起振和平衡幅度条件
- RC电路阻抗与频率的关系曲线
相位与频率的关系曲线
- RC振荡电路的相位条件分析
振荡频率
如何选择元器件
18. LC振荡电路
- 振荡相位条件分析
- 直流等效电路图和交流等效电路图
- 振荡频率计算
19. 石英晶体振荡电路
- 石英晶体的特点
石英晶体的等效电路
石英晶体的特性曲线
- 石英体振动器的特点
- 石英晶体振动器的振荡频率
20. 功率放大电路
- 乙类功率放大器的工作过程
交越失真
- 复合三极管的复合规则
- 甲乙类功率放大器的工作原理分析
自举过程分析
甲类功率放大器的特点
甲乙类功率放大器的特点
参考文献
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