27個(gè)模擬電路基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)

發(fā)布時(shí)間：2021-01-26
01
基爾霍夫定理的內(nèi)容是什么？


基爾霍夫電流定律：在電路任一節(jié)點(diǎn)，流入、流出該節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和為零。

基爾霍夫電壓定律：在電路中的任一閉合電路，電壓的代數(shù)和為零。

02
戴維南定理

一個(gè)含獨(dú)立源、線性電阻和受控源的二端電路 ，對(duì)其兩個(gè)端子來說都可等效為一個(gè)理想電壓源串聯(lián)內(nèi)阻的模型。

其理想電壓源的數(shù)值為有源二端電路的兩個(gè)端子的開路電壓 ，串聯(lián)的內(nèi)阻為 內(nèi)部所有獨(dú)立源等于零時(shí)兩端子間的等效電阻 。

03
三極管曲線特性

04
反饋電路的概念及應(yīng)用。

反饋，就是在電子系統(tǒng)中，把放大電路中的輸出量（電流或電壓）的一部分或全部，通過一定形式的反饋取樣網(wǎng)絡(luò)并以一定的方式作用到輸入回路以影響放大電路輸入量的過程。

反饋的類型有：電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋。

負(fù)反饋對(duì)放大器性能有四種影響：

  • 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，由于外界條件的變化（T℃，Vcc，器件老化等），放大倍數(shù)會(huì)變化，其相對(duì)變化量越小，則穩(wěn)定性越高。

  • 減小非線性失真和噪聲。

  • 改變了放大器的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。

  • 有效地?cái)U(kuò)展放大器的通頻帶。

電壓負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電壓趨向于維持恒定。

電流負(fù)反饋的特點(diǎn)：電路的輸出電流趨向于維持恒定。

引入負(fù)反饋的一般原則為：

  • 為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入直流負(fù)反饋；為了改善放大電路的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋（在中頻段的極性）。
  • 信號(hào)源內(nèi)阻較小或要求提高放大電路的輸入電阻時(shí)，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；信號(hào)源內(nèi)阻較大或要求降低輸入電阻時(shí)，應(yīng)引入并聯(lián)系反饋。
  • 根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路輸出電量或輸出電阻的要求決定是引入電壓還是電流負(fù)反饋，若負(fù)載要求提供穩(wěn)定的信號(hào)電壓或輸出電阻要小，則應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；若負(fù)載要求提供穩(wěn)定的信號(hào)電流或輸出電阻要大，則應(yīng)引入電流負(fù)反饋。
  • 在需要進(jìn)行信號(hào)變換時(shí)，應(yīng)根據(jù)四種類型的負(fù)反饋放大電路的功能選擇合適的組態(tài)。例如，要求實(shí)現(xiàn)電流——電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)在放大電路中引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋等。
05
有源濾波器和無源濾波器的區(qū)別

無源濾波器：這種電路主要有無源元件R、L和C組成。

有源濾波器：集成運(yùn)放和R、C組成，具有不用電感、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

集成運(yùn)放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗均很高，輸出電阻小，構(gòu)成有源濾波電路后還具有一定的電壓放大和緩沖作用。

但集成運(yùn)放帶寬有限，所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。

06
差模信號(hào)及共模信號(hào)

兩個(gè)大小相等、極性相反的一對(duì)信號(hào)稱為差模信號(hào)，差動(dòng)放大電路輸入差模信號(hào)（uil =-ui2）時(shí)，稱為差模輸入。

兩個(gè)大小相等、極性相同的一對(duì)信號(hào)稱為共模信號(hào)，差動(dòng)放大電路輸入共模信號(hào)（uil =ui2）時(shí)，稱為共模輸入。

在差動(dòng)放大器中，有用信號(hào)以差模形式輸入，干擾信號(hào)用共模形式輸入，那么干擾信號(hào)將被抑制的很小。
07
場(chǎng)效應(yīng)和晶體管比較


  • 在環(huán)境條件變化大的場(chǎng)合，采用場(chǎng)效應(yīng)管比較合適。
  • 場(chǎng)效應(yīng)管常用來做前置放大器，以提高儀器設(shè)備的輸入阻抗，降低噪聲等。
  • 場(chǎng)效應(yīng)管放大能力比晶體管低。
  • 工藝簡(jiǎn)單，占用芯片面積小，適宜大規(guī)模集成電路。在脈沖數(shù)字電路中獲得更廣泛的應(yīng)用。
08
基本放大電路的組成原則


  • 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。
  • 輸入回路的接法應(yīng)該使輸入信號(hào)盡量不損失地加載到放大器的輸入端。
  • 輸出回路的接法應(yīng)該使輸出信號(hào)盡可能地傳送到負(fù)載上。
09
實(shí)現(xiàn)放大的條件


  • 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。
  • 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。
  • 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。
  • 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。
10
功放要求


  • 輸出功率盡可能大。
  • 高效率
  • 非線形失真小
  • 晶體管的散熱和保護(hù)
11
頻率補(bǔ)償

所謂頻率補(bǔ)償，就是指提高或降低某一特定頻率的信號(hào)的強(qiáng)度，用來彌補(bǔ)信號(hào)處理過程中產(chǎn)生的該頻率的減弱或增強(qiáng)，常用的有負(fù)反饋補(bǔ)償、發(fā)射極電容補(bǔ)償、電感補(bǔ)償?shù)取?/span>

12
放大電路的頻率補(bǔ)償

放大電路中頻率補(bǔ)償?shù)哪康挠卸阂皇歉纳品糯箅娐返母哳l特性；二是克服由于引入負(fù)反饋而可能出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象，使放大器能夠穩(wěn)定工作。

在放大電路中，由于晶體管結(jié)電容的存在常常會(huì)使放大電路頻率響應(yīng)的高頻段不理想，為了解決這一問題，常用的方法就是在電路中引入負(fù)反饋。

然后，負(fù)反饋的引入又引入新的問題，那就是負(fù)反饋電路會(huì)出現(xiàn)自激振蕩現(xiàn)象，所以為了使放大電路能夠正常穩(wěn)定工作，必須對(duì)放大電路進(jìn)行頻率補(bǔ)償。

頻率補(bǔ)償?shù)姆椒梢苑譃槌把a(bǔ)償和滯后補(bǔ)償，主要是通過接入一些阻容元件來改變放大電路的開環(huán)增益在高頻段的相頻特性，目前使用最多的就是鎖相環(huán)。

13
基本放大電路

放大電路的作用：放大電路是電子技術(shù)中廣泛使用的電路之一，其作用是將微弱的輸入信號(hào)（電壓、電流、功率）不失真地放大到負(fù)載所需要的數(shù)值。

放大電路種類：

  • 電壓放大器：輸入信號(hào)很小，要求獲得不失真的較大的輸出壓，也稱小信號(hào)放大器；
  • 功率放大器：輸入信號(hào)較大，要求放大器輸出足夠的功率，也稱大信號(hào)放大器。

差分電路是具有這樣一種功能的電路，該電路的輸入端是兩個(gè)信號(hào)的輸入，這兩個(gè)信號(hào)的差值，為電路有效輸入信號(hào)，電路的輸出是對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大。

設(shè)想這樣一種情景，如果存在干擾信號(hào)會(huì)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號(hào)的有效輸入為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。

14
甲類、乙類及甲乙類功放


15
試畫出鎖相環(huán)的方框圖并簡(jiǎn)述原理

鎖相：將相位鎖住，把頻率鎖定在一個(gè)固定值上。

鎖相環(huán)：將相位鎖定的回路。

鎖相環(huán)的組成：鑒相器PD + 分頻器 + 回路濾波器LPF + 壓控振蕩器 VCO等。

鎖相環(huán)的工作原理：
  • 壓控振蕩器的輸出經(jīng)過采集并分頻；
  • 和基準(zhǔn)信號(hào)同時(shí)輸入鑒相器；
  • 鑒相器通過比較上述兩個(gè)信號(hào)的頻率差，然后輸出一個(gè)直流脈沖電壓；
  • 控制VCO，使它的頻率改變；
  • 這樣經(jīng)過一個(gè)很短的時(shí)間，VCO 的輸出就會(huì)穩(wěn)定于某一期望值。
    基準(zhǔn)信號(hào)

鑒相器是一個(gè)相位比較電路，輸入的基準(zhǔn)信號(hào)和VCO輸出的信號(hào)進(jìn)行相位比較，輸出一個(gè)代表相位差的誤差信號(hào)，經(jīng)過環(huán)路濾波器，濾除誤差信號(hào)中的諧波和雜波成分，得到誤差電壓去控制VCO，使壓控振蕩器的頻率朝減小兩信號(hào)頻率差和相位差的方向變化，最終使VCO的輸出信號(hào)頻率等于基準(zhǔn)信號(hào)的頻率。

16
零點(diǎn)漂移

零點(diǎn)漂移，就是指放大電路的輸入端短路時(shí)，輸出端還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，即輸出電壓偏離原來的起始點(diǎn)而上下漂動(dòng)。

抑制零點(diǎn)漂移的方法一般有：

  • 采用恒溫措施；
  • 補(bǔ)償法，采用熱敏元件來抵消放大管的變化或采用特性相同的放大管構(gòu)成差分放大電路；
  • 采用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；
  • 在各級(jí)之間采用阻容耦合或者采用特殊設(shè)計(jì)的調(diào)制解調(diào)式直流放大器等。

17
頻率響應(yīng)

頻率響應(yīng)：通常亦稱頻率特性，頻率響應(yīng)或頻率特性是衡量放大電路對(duì)不同頻率輸入信號(hào)適應(yīng)能力的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

在放大電路中，由于電抗元件(如電容、電感線圈等)及晶體管極間電容的存在，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率過低或過高時(shí)，放大電路的放大倍數(shù)的數(shù)值均會(huì)降低，而且還將產(chǎn) 生相位超前或滯后現(xiàn)象。

也就是說，放大電路的放大倍數(shù)(或者稱為增益)和輸入信號(hào)頻率是一種函數(shù)關(guān)系，我們就把這種函數(shù)關(guān)系成為放大電路的頻率響應(yīng)或頻率 特性。

實(shí)質(zhì)上，頻率響應(yīng)就是指放大器的增益與頻率的關(guān)系，通常講一個(gè)好的放大器，不但要有足夠的放大倍數(shù)，而且要有良好的保真性能。

即：放大器的非線性失真要小，放大器的頻率響應(yīng)要好，“好”指放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)要有同等的放大。

產(chǎn)生頻率響應(yīng)的原因：一是實(shí)際放大的信號(hào)頻率不是單一的；二是放大器具有電抗元件和電抗因素。

由于放大電路中存在電抗元件（如管子的極間電容，電路的負(fù)載電容、分布電容、耦合電容、射極旁路電容等），使得放大器可能對(duì)不同頻率信號(hào)分量的放大倍數(shù)和相移不同。

如放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的幅值放大不同，就會(huì)引起幅度失真；如放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)產(chǎn)生的相移不同就會(huì)引起相位失真。

幅度失真和相位失真總稱為頻率失真，由于此失真是由電路的線性電抗元件（電阻、電 容、電感等）引起的，故不稱為線性失真，為實(shí)現(xiàn)信號(hào)不失真放大所以要需研究放大器的頻率響應(yīng)。

放大電路的頻率響應(yīng)可以用幅頻特性曲線和相頻特性曲線來描述，如果一個(gè)放大電路的幅頻特性曲線是一條平行于x軸的直線(或在關(guān)心的頻率范圍內(nèi)平行于x軸)。

而相頻特性曲線是一條通過原點(diǎn)的直線或在關(guān)心的頻率范圍是一條通過原點(diǎn)的直線，那么該頻率響應(yīng)就是穩(wěn)定的。

改變頻率響應(yīng)的方法主要有：

  • 改變放大電路的元器件參數(shù)；
  • 引入新的元器件來改善現(xiàn)有放大電路的頻率響應(yīng)；
  • 在原有放大電路上串聯(lián)新的放大電路構(gòu)成多級(jí)放大電路。

18
晶體管工作在放大區(qū)


19
接收機(jī)為什么要加AGC電路


  • 接收的信號(hào)有強(qiáng)弱變化，懸殊較大，若不加AGC將使輸出起伏較大，影響效果。
  • 為了能接收微弱信號(hào)，接收機(jī)的放大量總是做得較大，即靈敏度高，但接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)，若不對(duì)通道的放大量進(jìn)行調(diào)控，將產(chǎn)生不良后果。
20
LC正弦波振蕩器

電感三點(diǎn)式振蕩器和電容三點(diǎn)式振蕩器。

21
差分運(yùn)放進(jìn)行相位補(bǔ)償

隨著工作頻率的升高，放大器會(huì)產(chǎn)生附加相移，可能使負(fù)反饋?zhàn)兂烧答伓鹱约?，進(jìn)行相位補(bǔ)償可以消除高頻自激。

相位補(bǔ)償?shù)脑硎牵涸诰哂懈叻糯蟊稊?shù)的中間級(jí)，利用一小電容C（幾十～幾百微微法）構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，可以使用電容校正、RC校正分別對(duì)相頻特性和幅頻特性進(jìn)行修改。

22
差分電路求共模分量和差模分量

設(shè)共模分量是Yc，差模分量是Yd，則可知其輸出為：

Y+=Yc+Yd
Y-=Yc-Yd

23
放大器的輸入電阻及輸出電阻

在放大電路中，通常希望放大電路的輸入電阻高，因?yàn)檫@樣對(duì)信號(hào)源的影響小。
從放大電路的輸出端看進(jìn)去，放大電路可等效成一個(gè)有一定內(nèi)阻的信號(hào)源，信號(hào)源的內(nèi)阻為輸出電阻，通常希望其值越小越好，因?yàn)檫@樣可以提高放大器帶負(fù)載的能力。

24
直流穩(wěn)壓電源原理

功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓。


電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。

整流電路: 將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。

濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。

穩(wěn)壓電路: 清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。

25
集成運(yùn)放電路的組成


偏置電路：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，多采用恒流源電路。

輸入級(jí)：常為差分放大電路，要求Ri大Ad大Ac小, 輸入端耐壓高，它有同相和反相兩個(gè)輸入端。

中間級(jí)：主放大級(jí)常為共射放大電路，多采用復(fù)合管，要求有足夠的放大能力。

輸出級(jí)：功率級(jí)，多采用互補(bǔ)功放電路或射極輸出器，要求Ro小，******不失真，輸出電壓盡可能大。

26
有源濾波器

一階有源低通濾波器和一階有源高通濾波器。


27
RC振蕩器的構(gòu)成和工作原理

正弦波振蕩電路的組成：

  • 放大電路: 放大信號(hào)
  • 反饋網(wǎng)絡(luò): 必須是正反饋，反饋信號(hào)即是放大電路的輸入信號(hào)
  • 選頻網(wǎng)絡(luò): 保證輸出為單一頻率的正弦波即使電路只在某一特定頻率下滿足自己震蕩條件
  • 穩(wěn)幅環(huán)節(jié): 使電路能從?AuF? >1 ，過渡到?AuF? =1，從而達(dá)到穩(wěn)幅振蕩。