静态工作点的影响。
2、放大电路中为什么要设置静态工作点?静态工作点不稳定对放大电路有何影响?
答:对放大电路的要求是:对输入信号能放大且不失真。放大电路的核心元件三极管为非线性器件,只有保证在任意时刻都使三极管工作在线性放大区,输出波形才不会失真。若不设置静态工作点或让静态工作点靠近截止区,则输出波形容易发生截止失真;若静态工作点靠近饱和区,输出波形容易发生饱和失真。正确的静态工作点Q可以保证输出信号的不失真。当输入信号为零时,三极管各电极上的电流与电压处于静态。有信号输入时,在放大管的输入回路便产生动态信号,输入信号加载在静态之上,于是输出回路电流随之产生相应的变化,再由负载电阻转换成电压的变化,从而实现了电压放大。
3、静态时耦合电容C1、C2两端有无电压?若有,其电压极性和大小如何确定? 答:静态时耦合电容C1和C2两端均有电压。共射放大电路静态时,输入信号源相当于短路,因此,耦合电容C1的端电压等于三极管基极电位值VB,左低右高;静态下由于无输出,所以输出端也相当短路短路,耦合电容C2的端电压等于三极管输出电压值UCE,左高右低。
4、放大电路的失真包括哪些?失真情况下,集电极电流的波形和输出电压的波形有何不同?消除这些失真一般采取什么措施?
答:放大电路出现的失真包括截止失真和饱和失真两种。截止失真时,共射放大电路的集电极电流波形出现下削波,输出电压波形出现上削顶;饱和失真时,共射放大电路的集电极电流波形出现上削波,输出电压波形出现下削顶。消除截止失真,需将静态工作点上移,消除饱和失真,要将静态工作点下移。另外,还要在电路中加设反馈环节。
5、试述RE和CE在放大电路中所起的作用。
答:RE在电路中起的作用是负反馈作用,数值通常为几十至几千欧,它不但能够对直流信号产生负反馈作用,同样可对交流信号产生负反馈作用,从而造成电压增益下降过多。为了不使交流信号削弱,一般在RE的两端并上一个滤波电容CE,以消除反馈电阻对交流量的影响,减小RE对交流电压放大倍数的影响。
2.3 检验学习结果
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1、图2-12所示各电路,分析其中哪些具有放大交流信号的能力?为什么?
+VCC
RC C1 + ui RB2 T + u0 ui (b)
+VCC
C1 + ui RB2 RB1 RC T C2 - + u0 ui RB1 C1 - + RB2 RE T RC + u0 C2 +VCC
C2 C1 RB + T C2 + u0 +VCC
(a)
(c)
(d)
图2-12 检验题1电路图
答:图(a)没有放大交流信号的能力。因为,基极电位VB=UCC,静态工作点太高;图(b)电路中,由于集电极电阻RC=0,所以无法实现电压放大;图(c)分压式偏置共射放大电路缺少负反馈环节,且电容极性反了,因此易产生失真,不能正常放大;图(d)电路中核心元件三极管应选择NPN硅管,但用成PNP管,因此不具有交流信号放大能力。
2、电压放大倍数的概念是什么?电压放大倍数是如何定义的?共发射极放大电路的的电压放大倍数与哪些参数有关?
答:放大电路的输出电压与输入信号电压的比值就是电压放大倍数。共发射极放大电路中,电压放大倍数与晶体管电流放大倍数成正比,与放大电路集电极电阻成正比,与晶体管输入交流等效电阻成反比,且与输入信号电压反相。
3、试述放大电路输入电阻的概念。为什么总是希望放大电路的输入电阻ri尽量大一些?
答:对需要传输和放大的信号源来说,放大电路相当于一个负载,负载电阻就是放大电路的输入电阻。放大电路的输入电阻ri的大小决定了放大器向信号源取用电流的大小。因为被放大信号是微弱小信号,而且总是存在一定内阻。所以我们希望放大电路的输入电阻ri尽量大些,这样从信号源取用的电流就会小一些,以免造成输入信号电压的衰减。
4、试述放大电路输出电阻的概念。为什么总是希望放大电路的输出电阻r0尽量小
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一些呢?
答:对负载来说,放大电路的输出电阻r0相当于信号源内阻。我们通常希望放大电路的输出电阻r0尽量小一些,以便向负载输出电流后,输出电压没有很大的衰减。而且放大器的输出电阻r0越小,负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小,使得放大器带负载能力越强。
5、何谓放大电路的动态分析?动态分析分析步骤?你能否说出微变等效电路法的思想?
答:放大电路的动态分析,就是求解放大电路对交流信号呈现的输入电阻ri、电路的输出电阻r0和交流电压放大倍数Au。动态分析的对象是放大电路中各电压、电流的交流分量;动态分析的目的是找出输入电阻ri、输出电阻r0、交流电压放大倍数Au与放大电路参数间的关系。
采用微变等效电路法的思想是:当信号变化的范围很小时,可认为晶体管电压、电流变化量之间的关系是线性的。即在满足小信号条件下,将晶体管线性化,把放大电路等效为一个近似的线性电路。这样我们就可以利用前面学习过的电路分析法,求出放大电路对交流信号呈现的输入电阻ri、输出电阻r0和交流电压放大倍数Au了。
2.4 检验学习结果
1、共集电极放大电路与共发射极放大电路相比,有何不同?电路有何特点? 答:共集电极放大电路与共发射极放大电路相比,共发射极放大电路输入电阻不够大,而共集电极放大电路输入电阻较大;共发射极放大电路输出电阻不够小,而共集电极放大电路输出电阻较小;共发射极放大电路的电压放大倍数很大,放大能力较强,而共集电极放大电路的电压放大倍数约等于1。因此共发射极放大电路适合于做多级放大电路的中间级,而共集电极放大电路适合于多级放大电路的前级和后级。
2、射极输出器的发射极电阻RE能否像共发射极放大器一样并联一个旁路电容CE
来提高电路的电压放大倍数?为什么?
答:射极输出器的发射极电阻RE是不能象共发射极放大电路一样并联一个旁路电容CE来提高电路的电压放大倍数的。因为射极输出器的输出取自于发射极,即输出电压等于发射极电阻RE两端的电压,如果并上一个旁路电容,则电路对交流信号就会无输出。
2.5 检验学习结果
1、功放和普通放大电路相比,有何不同?对功放电路有哪些特殊的技术要求? 答:从能量控制的观点来看,功率放大器和电压放大器并没有本质上的区别。但是,从完成任务的角度和对电路的要求来看,它们之间有着很大的差别。电压放大电路主要
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要求它能够向负载提供不失真的放大信号,其主要指标是电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。功率放大器主要考虑获得最大的交流输出功率,而功率是电压与电流的乘积,因此功放电路不但要有足够大的输出电压,而且还应有足够大的输出电流。
2、何谓交越失真?采取什么方法可以消除交越失真?
答:因为晶体管都存在正向死区。因此,当乙类功放电路在输入信号正、负半周交替时,两个功放管都处于截止状态,造成输出信号波形不跟随输入信号的波形变化,波形的正、负交界处出现了一段零值,这种失真现象称为交越失真。
为消除交越失真,可在两个功放管的发射结加上一个较小的正偏电压,使两管都工作在微导通状态。这时,两个功放管,一个在正半周工作,另一个在负半周工作,互相弥补对方的不足,从而在负载上得到一个完整的输出波形。即两个功放管的输入、输出特性完全一致,达到工作特性完全对称的状态。
3、什么是零漂现象?零漂是如何产生的?采用什么方法可以抑制零漂?
答:直接耦合的多级放大电路,当输入信号为零时,输出信号电压并不为零,而且这个不为零的电压会随时间作缓慢的、无规则的、持续的变动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。差动放大电路可以有效地抑制零漂。当温度变化时,因两管电流变化规律相同,两管集电极电压漂移量也完全相同,从而使双端输出电压始终为零。也就是说,依靠差动放大电路的完全对称性,使两管的零漂在输出端相抵消,使零点漂移得到抑制。 4、何谓差模信号?何谓共模信号?
答:差模信号是放大电路中需要传输和放大的有用信号,用uid表示,数值上等于两管输入信号的差值;温度变化,电源电压波动及外界电磁干扰等对放大电路的影响,相当于输入端加了“共模信号”。因此,共模信号对放大电路是一种干扰信号,应采取措施加以抑制。
2.6 检验学习结果 1、什么叫反馈?正反馈和负反馈对电路的影响有何不同?
答:“反馈”就是通过一定的电路形式,把放大电路输出信号的一部分或全部按一定的方式回送到放大电路的输入端,并影响放大电路的输入信号。如果反馈能使输入信号的净输入量削弱的称为负反馈,负反馈提高了基本放大电路的工作稳定性。如果放大电...
路输出信号的一部分或全部,通过反馈网络回送到输入端后,造成净输入信号增强,则这种反馈称为正反馈。正反馈可以提高放大电路的增益,但正反馈电路的性能不稳定,一般较少使用。
2、放大电路一般采用的反馈形式是什么?如何判断放大电路中的各种反馈类型? 答:放大电路中普遍采用的是负反馈。负反馈通常有四种典型形式:电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。放大电路中如果反馈信号取自于输出电压,为电压负反馈;若取自于输出电流,则为电流负反馈;若反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式相加减,可判断为串联负反馈;若反馈信号与输入是以电
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流的形式相加减,可判断为并联负反馈;如果反馈信号和输入信号加到放大元件的同一电极,则为并联反馈,否则为串联反馈。
3、放大电路引入负反馈后,对电路的工作性能带来什么改善?
答:放大电路引入负反馈后,虽然提高了放大电路的稳定性,但放大电路的电压放大倍数降低了。但对放大电路来说,电路的稳定性至关重要,因此电路的电压放大倍数虽然降低了,换来的却是放大电路的稳定性得以提高,这种代价值得。
4、放大电路的输入信号本身就是一个已产生了失真的信号,引入负反馈后能否使失真消除?
答:采用负反馈能够提高放大电路的稳定性,从本质上讲,是利用失真的波形来改善波形的失真,不能理解为负反馈能使波形失真完全消除。
第2章 检测题 (共100分,120分钟)
一、填空题:
1、基本放大电路的三种组态分别是: 共发射极 放大电路、 共集电极 放大电路和 共基极 放大电路。
2、放大电路应遵循的基本原则是: 发射 结正偏; 集电 结反偏。
3、将放大器 输出信号 的全部或部分通过某种方式回送到输入端,这部分信号叫做 反馈 信号。使放大器净输入信号减小,放大倍数也减小的反馈,称为 负 反馈;使放大器净输入信号增加,放大倍数也增加的反馈,称为 正 反馈。放大电路中常用的负反馈类型有 电压串联 负反馈、 电流串联 负反馈、 电压并联 负反馈和 电流并联 负反馈。
4、射极输出器具有 电压增益 恒小于1、接近于1, 输入信号 和 输出信号 同相,并具有 输入电阻 高和 输出电阻 低的特点。
5、共射放大电路的静态工作点设置较低,造成截止失真,其输出波形为 上 削顶。若采用分压式偏置电路,通过 反馈环节 调节 合适的基极电位 ,可达到改善输出波形的目的。
6、对放大电路来说,人们总是希望电路的输入电阻 越大 越好,因为这可以减轻信号源的负荷。人们又希望放大电路的输出电阻 越小 越好,因为这可以增强放大电路的整个负载能力。
7、反馈电阻RE的数值通常为 几十至几千欧 ,它不但能够对直流信号产生 负反馈 作用,同样可对交流信号产生 负反馈 作用,从而造成电压增益下降过多。为了不使交流信号削弱,一般在RE的两端 并联一个约为几十微法的较大射极旁路电容CE 。
8、放大电路有两种工作状态,当ui=0时电路的状态称为 静 态,有交流信号ui
输入时,放大电路的工作状态称为 动 态。在 动 态情况下,晶体管各极电压、电流均
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