模拟电子实际应用 模拟电子技术

小编 2025-05-05 电子头条 23 0

模拟电子技术

模拟电子技术是电子技术的一个方面,同样也是一门具有基础性意义的神奇领域学科。在这一领域内,物理、信息工程、电气工程、自动化控制工程等各门学科都可以得到良好的结合和应用,并保持旺盛持久的生命力。

1.模拟电子技术概念

模拟电子技术其关键电子器件是半导体二极管和三极管,以及场效应管,主要研究方向为运算放大电路、信号运算和处理电路、功率放大电路、电源稳压电路、反馈放大电路、信号产生电路等方面。

2.模拟电子技术的应用

1、促进了模拟电视的快速发展

伴随模拟电子技术进步,模拟电视的发展也步人快车道,我国有线电视用户数已跃居世界第一。模拟电视是目前我国媒体传播最主要的方式,促进了国家经济的持续增长,目前,我国模拟电视技术正朝着数字化、功能化和产业化的方向不断发展。

2、加快了电子产品的更新换代

随着模拟技术的不断进步,音视频类、保健类、游戏类等消费电子产品得到了快速发展。音视频类电子产品的输入和输出都是模拟信号,因此,应该用模拟接人方式,对信号进行数字化处理,再转回模拟量的方式,便于为人所感知。

此外,由于人所能感知的外部信息都是模拟信号,并且,大自然的外部信息也基本是以模拟量而存在的,所以,在保健类和游戏类等电子产品,广泛采用了新式加速度测量芯片,提高了电子产品的技术含量。

3.模拟电子技术的作用

当代应用科学的许多新发展都与模拟电子技术紧密联在一起,特别是和功率控制系统联系在一起,如电气传动、通讯电源、变频调速、机车牵引、电力输送、电动汽车、储能电池,以及日新月异的基于高速数据处理的个人电脑和通讯设备等,如果没有模拟电子功率控制做支持,这些新技术的进步就难以实现。模拟电子技术广泛应用,对高效节能和自动化技术的发展有巨大的推动作用。

电气必备20个经典模拟电路,不同层级人员不同要求,建议收藏

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,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。

高级层次 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,电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是的首选职业。

电路一:桥式整流电路

注意要点:

①二极管的单向导电性:

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。

▲伏安特性曲线

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桥式整流电流流向过程:

当u2是正半周期时,二极管Vd1和Vd2导通;而夺极管Vd3和Vd4截止,负载RL是的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压;在u 2的负半周,u 2的实际极性是下正上负,二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2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u 2正半周期相同的电压。

③计算:

Vo, Io,二极管反向电压:

Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2

电路2:电源滤波器

▲电源滤波器

注意要点:

①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时,当电源供电时,向负载提供电流的同时也向电容C充电,充电时间常数为τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri压降的影响,电容上电压将随u 2迅速上升,当ωt=ωt1时,有u 2=u 0,此后u 2低于u 0,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,u 0变化平缓。

当ωt=ωt2时,u 2=u 0, ωt2后u 2又变化到比u 0大,又开始充电过程,u 0迅速上升。ωt=ωt3时有u 2=u 0,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。

②计算:

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√2U 2~0.9U 2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≈1.2U2整流管的最大反向峰值电压URM=√2U 2,每个二极管的平均电流是负载电流的一半。

电路三:信号滤波器

▲信号滤波器

注意要点:

①信号滤波器的作用:

把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度,但同时必须让有用信号顺利通过。

与电源滤波器的区别和相同点:

两者区别为:信号滤波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。

相同点: 都是用电路的幅频特性来工作。

②LC 串联和并联电路的阻抗计算:

串联时,电路阻抗为Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC);

并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)=

考滤到实际中,常有R<<ωL,所以有Z≈

▲幅频关系和相频关系曲线

③画出通频带曲线:

计算谐振频率:fo=1/2π√LC

电路四:

/

微分和积分电路

▲微分和积分电路

注意要点:

①电路的作用,与滤波器的区别和相同点;

②微分和积分电路电压变化过程分析,画出电压变化波形图;

③计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择

电路五:

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共射极放大电路

▲共射极放大电路

注意要点:

①三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件;

②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;

③静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。

电路六:

/

分压偏置式共射极放大电路

▲分压偏置式共射极放大电路

注意要点:

①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;

②电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响;

③静态工作点的计算、电压放大倍数的计算;

④受控源等效电路分析。

电路七:共集电极放大电路(射极跟随器)

▲共集电极放大电路(射极跟随器)

▲共集电极放大电路(射极跟随器)

注意要点:

①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;

②电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响;

③静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。

电路八:电路反馈框图

注意要点:

①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其判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法;

②带负反馈电路的放大增益;

③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。

电路九:二极管稳压电路

▲二极管稳压电路

注意要点:

①稳压二极管的特性曲线;

②稳压二极管应用注意事项;

③稳压过程分析。

电路十:串联稳压电源

▲串联稳压电路

注意要点:

①串联稳压电源的组成框图;

②每个元器件的作用;稳压过程分析;

③输出电压计算。

电路十一:差分放大电路

注意要点:

①电路各元器件的作用,电路的用途、电路的特点;

②电路的工作原理分析。如何放大差模信号而抑制共模信号;

③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

电路十二:场效应管放大电路

▲场效应管放大电路

注意要点:

①场效应管的分类,特点,结构,转移特性和输出特性曲线;

②场效应放大电路的特点;

③场效应放大电路的应用场合

电路十三:选频(带通)放大电路

▲选频(带通)放大电路

注意要点:

①每个元器件的作用,选频放大电路的特点,电路的作用;

②特征频率的计算,选频元件参数的选择;

③幅频特性曲线

电路十四:运算放大电路

注意要点:

①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;

②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;

③同相输入方式下的增益表达,输入阻抗,输出阻抗。

电路十五:差分输入运算放大电路

注意要点:

①差分输入运算放大电路的的特点,用途;

②输出信号电压与输入信号电压的关系式。

电路十六:电压比较电路

注意要点:

①电压比较器的作用,工作过程;

②比较器的输入-输出特性曲线图;

③如何构成迟滞比较器。

电路十七:RC振荡电路

注意要点:

①振荡电路的组成,作用,起振的相位条件,起振和平衡幅度条件;

②RC电路阻抗与频率的关系曲线,相位与频率的关系曲线;

③RC振荡电路的相位条件分析,振荡频率,如何选择元器件。

电路十八:LC振荡电路

注意要点:

①振荡相位条件分析;

②直流等效电路图和交流等效电路图;

③振荡频率计算。

电路十九:石英晶体振荡电路

注意要点:

①石英晶体的特点,石英晶体的等效电路,石英晶体的特性曲;

②石英晶体振动器的特点;

③石英晶体振动器的振荡频率。

电路二十:功率放大电路

注意要点:

①乙类功率放大器的工作过程以及交越失真;

②复合三极管的复合规则;

③甲乙类功率放大器的工作原理,自举过程,甲类功率放大器,甲乙类功率放大器的特点。

(来源:网络,版权归原作者所有,侵删)

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