模擬電路分析計(jì)算與應(yīng)用設(shè)計(jì)

一、 橋式整流電路

1二極管的單向?qū)щ娦裕憾O管的PN結(jié)加正向電壓，處于導(dǎo)通狀態(tài);加反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)。

伏安特性曲線;

理想開(kāi)關(guān)模型和恒壓降模型：

理想模型指的是在二極管正向偏置時(shí),其管壓降為0,而當(dāng)其反向偏置時(shí),認(rèn)為它的電阻為無(wú)窮大,電流為零.就是截止。恒壓降模型是說(shuō)當(dāng)二極管導(dǎo)通以后,其管壓降為恒定值,硅管為0.7V，鍺管0.5V

2橋式整流電流流向過(guò)程：

當(dāng)u 2是正半周期時(shí)，二極管Vd1和Vd2導(dǎo)通;而奪極管Vd3和Vd4截止，負(fù)載RL是的電流是自上而下流過(guò)負(fù)載，負(fù)載上得到了與u2正半周期相同的電壓;在u 2的負(fù)半周，u2的實(shí)際極性是下正上負(fù)，二極管Vd3和Vd4導(dǎo)通而Vd1和Vd2截止，負(fù)載RL上的電流仍是自上而下流過(guò)負(fù)載，負(fù)載上得到了與u2正半周期相同的電壓。

3計(jì)算:Vo,Io,二極管反向電壓

Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2

二.電源濾波器

1電源濾波的過(guò)程分析：電源濾波是在負(fù)載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會(huì)突變，使輸出電壓得以平滑，達(dá)到濾波的目的。

波形形成過(guò)程：輸出端接負(fù)載RL時(shí)，當(dāng)電源供電時(shí)，向負(fù)載提供電流的同時(shí)也向電容C充電，充電時(shí)間常數(shù)為τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升，當(dāng)ωt=ωt1時(shí)，有u 2=u 0,此后u 2低于u0，所有二極管截止，這時(shí)電容C通過(guò)RL放電，放電時(shí)間常數(shù)為RLC，放電時(shí)間慢，u 0變化平緩。當(dāng)ωt=ωt2時(shí)，u 2=u 0,ωt2后u 2又變化到比u 0大，又開(kāi)始充電過(guò)程，u 0迅速上升。ωt=ωt3時(shí)有u 2=u0，ωt3后，電容通過(guò)RL放電。如此反復(fù)，周期性充放電。由于電容C的儲(chǔ)能作用，RL上的電壓波動(dòng)大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場(chǎng)合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合。

2計(jì)算:濾波電容的容量和耐壓值選擇

電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U 2~0.9U 2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時(shí)間常數(shù)的大小。

電容容量RLC≧(3~5)T/2其中T為交流電源電壓的周期。實(shí)際中，經(jīng)常進(jìn)一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2，每個(gè)二極管的平均電流是負(fù)載電流的一半。

三.信號(hào)濾波器

1信號(hào)濾波器的作用:把輸入信號(hào)中不需要的信號(hào)成分衰減到足夠小的程度，但同時(shí)必須讓有用信號(hào)順利通過(guò)。

與電源濾波器的區(qū)別和相同點(diǎn)：兩者區(qū)別為：信號(hào)濾波器用來(lái)過(guò)濾信號(hào)，其通帶是一定的頻率范圍，而電源濾波器則是用來(lái)濾除交流成分，使直流通過(guò)，從而保持輸出電壓穩(wěn)定;交流電源則是只允許某一特定的頻率通過(guò)。

相同點(diǎn)：都是用電路的幅頻特性來(lái)工作。

2LC串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計(jì)算:串聯(lián)時(shí)，電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC)并聯(lián)時(shí)電路阻抗為Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考濾到實(shí)際中，常有R<<ωL,所以有Z≈

幅頻關(guān)系和相頻關(guān)系曲線：

3畫(huà)出通頻帶曲線：

計(jì)算諧振頻率：fo=1/2π√LC

四.微分電路和積分電路

1電路的作用：積分電路：

1.延遲、定時(shí)、時(shí)鐘

2.低通濾波

3.改變相角(減)

積分電路可將矩形脈沖波轉(zhuǎn)換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉(zhuǎn)換為拋物波。

微分電路：

1.提取脈沖前沿

2.高通濾波

3.改變相角(加)

微分電路是積分電路的逆運(yùn)算，波形變換。微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換為尖脈沖波。

與濾波器的區(qū)別和相同點(diǎn)：原理相同，應(yīng)用場(chǎng)合不同。

2微分和積分電路電壓變化過(guò)程分析,

在圖4-17所示電路中，激勵(lì)源為一矩形脈沖信號(hào)，響應(yīng)是從電阻兩端取出的電壓，即，電路時(shí)間常數(shù)小于脈沖信號(hào)的脈寬，通常取。

圖4-17 微分電路圖

因?yàn)閠<0時(shí)，，而在t = 0 時(shí)，突變到，且在0< t

因?yàn)?，所以電容充電極快。當(dāng)時(shí)，有，則。故在期間內(nèi)，電阻兩端就輸出一個(gè)正的尖脈沖信號(hào)，如圖4-18所示。

在時(shí)刻，又突變到0 V，且在期間有：= 0 V，相當(dāng)于將RC串聯(lián)電路短接，這實(shí)際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)：。

由于時(shí)，，故。

因?yàn)?，所以電容的放電過(guò)程極快。當(dāng)時(shí)，有，使，故在期間，電阻兩端就輸出一個(gè)負(fù)的尖脈沖信號(hào)，如圖4-18所示。

圖4-18 微分電路的ui與uO波形

由于為一周期性的矩形脈沖波信號(hào)，則也就為同一周期正負(fù)尖脈沖波信號(hào)，如圖4-18所示。

尖脈沖信號(hào)的用途十分廣泛，在數(shù)字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào);在變流技術(shù)中常用作可控硅的觸發(fā)信號(hào)。

這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結(jié)果，故稱這種電路為微分電路。

微分電路應(yīng)滿足三個(gè)條件：① 激勵(lì)必須為一周期性的矩形脈沖;② 響應(yīng)必須是從電阻兩端取出的電壓;③電路時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于脈沖寬度，即。

在圖4-19所示電路中，激勵(lì)源為一矩形脈沖信號(hào)，響應(yīng)是從電容兩端取出的電壓，即，且電路時(shí)間常數(shù)大于脈沖信號(hào)的脈寬，通常取。

因?yàn)闀r(shí)，，在t =0時(shí)刻突然從0 V上升到時(shí)，仍有，

故。在期間內(nèi)，，此時(shí)為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應(yīng)，即。

由于，所以電容充電極慢。當(dāng)時(shí)，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸入信號(hào)已經(jīng)發(fā)生了突變，從突然下降至0V。則在期間內(nèi)，，此時(shí)為RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)狀態(tài)，即。

由于，所以電容從處開(kāi)始放電。因?yàn)?，放電進(jìn)行得極慢，當(dāng)電容電壓還未衰減到時(shí)，又發(fā)生了突變并周而復(fù)始地進(jìn)行。這樣，在輸出端就得到一個(gè)鋸齒波信號(hào)，如圖4-20所示。

鋸齒波信號(hào)在示波器、顯示器等電子設(shè)備中作掃描電壓。

由圖4-20波形可知：若越大，充、放進(jìn)行得越緩慢，鋸齒波信號(hào)的線性就越好。

從圖4-20波形還可看出，是對(duì)積分的結(jié)果，故稱這種電路為積分電路。

RC積分電路應(yīng)滿足三個(gè)條件：① 為一周期性的矩形波;② 輸出電壓是從電容兩端取出;③電路時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于脈沖寬度，即。

圖4-19 積分電路圖

畫(huà)出變化波形圖

.

3計(jì)算:時(shí)間常數(shù)：RC

電壓變化方程：

積分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,當(dāng)t=to時(shí)，Uc=Uo.隨后C充電，由于RC≥Tk,充電很慢，所以認(rèn)為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故

Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidt

微分：iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdui/dt

電阻和電容參數(shù)的選擇：

五.共射極放大電路

1 三極管的結(jié)構(gòu),

三極管各極電流關(guān)系：Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+Icbo≈βIb

Ib =Ibn-Icbo

特性曲線：

共發(fā)射極輸入特性曲線 共發(fā)射極輸出特性曲線

放大條件：發(fā)射結(jié)正偏(大于導(dǎo)通電壓)，集電極反向偏置

2 元器件的作用：UCC為直流電源(集電極電源)，其作用是為整個(gè)電路提供能源，保證三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。Rb為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。Rc為集電極負(fù)載電阻，作用是將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。晶體管V具有放大作用，是放大器的核心。必須保證管子工作在放大狀態(tài)。電容C1C2稱為隔直電容或耦合電容，作用是隔直流通交流，即保證信號(hào)正常流通的情況下，使交直流相互隔離互不影響。

電路的用途：將微弱的電信號(hào)不失真(或在許可范圍內(nèi))地加以放大，把直流電能轉(zhuǎn)化成交流電能。

電壓放大倍數(shù)：電壓增益用Au表示，定義為放大器輸出信號(hào)電壓有效值與輸入信號(hào)電壓有效值的比值，即Au=Uo/Ui。Uo與信號(hào)源開(kāi)路電壓Us之比稱為考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)，記作Aus，即Aus=Uo/Us。根據(jù)輸入回路可得Ui=Usri/(rs+ri)，因此二者關(guān)系為Aus=Au ri/(rs+ri)

輸入輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入信號(hào)電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。

交流和直流等效電路圖：

3 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：基極電流IBQ=UCC-UBE/Rb(UBE=0.6~0.8V取0.7VUBE=0.1~0.3V取0.2V)集電極電流ICQ=βIBQ，UCEQ=UCC-ICQRc。

電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：輸入電壓Ui=Ibrbe

輸出電壓Uo= --βIbR`L(R`L=RcRL/Rc+RL)

電壓放大倍數(shù)Au=--βR`L/rbe=--βRCRL/rbe(RC+RL)

六.分壓偏置式共射極放大電路

1元器件的作用:CE為旁通電容，交流短路R4。RB1RB2為基極偏置電阻，作用是為基極提供合適的偏置電流。

電路的用途：既有電壓增益，也有電流增益，應(yīng)用最廣，常用作各種放大器的主放大級(jí)。

電壓放大倍數(shù)：輸入交流電壓Ui=Ibrbe輸出交流電壓為Uo=--Ic(RC∥RL)=--βIb(RC∥RL)故得電壓放大倍數(shù)Au=--β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe式中R`L=RC∥RL rbe=rbbˊ+(1+β)26mV/IEQ

輸入輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系: 輸出電壓與輸入信號(hào)電壓波形相同，相位相差180o，并且輸出電壓幅度比輸入電壓大。

交流和直流等效電路圖:

2電流串聯(lián)負(fù)反饋過(guò)程分析:負(fù)反饋對(duì)參數(shù)的影響:RE的負(fù)反饋使得輸出隨輸入的變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小，輸入電阻增大。

3 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算:UB=RB2UCC/(RB1+RB2) ICQ≈IEQ=UB-UBEQ/REUCEQ=UCC-ICQ(RC+RE)

電壓放大倍數(shù)的計(jì)算: Au=--β(RC∥RL)/rbe=-- βR`L/rbe 源電壓放大倍數(shù)Aus=AuRi/(Rs+Ri)Ri=RB1∥RB2∥rbe

4 受控源等效電路分析:

發(fā)射極接電阻時(shí)的交流等效電路

電流放大倍數(shù)Ai 流過(guò)RL的電流Io和輸入電流Ii分別為

Io=IcRc/Rc+RL=βIbRc/Rc+RLIi=Ib(RB+rbe)/RB式中RB=RB1∥RB2，由此可得Ai=Io/Ii=βRBRc/(RB+rbe)(RC+RL)若滿足RB>>rbe,RL<

輸入電阻Ri=Ui/Ii=RB∥rbe若RB>>rbe,則Ri≈rbe

輸出電阻Ro=Uo/Io│Us=0=Rc

源電壓放大倍數(shù)Aus,定義為輸出電壓Uo與信號(hào)源電壓Us的比值，即Aus=AuRi/(Rs+Ri)若滿足Ri>>Rs,則Aus≈Au

若旁路電容CE開(kāi)路時(shí)的情況，旁路電容CE開(kāi)路，發(fā)射極接有電阻RE，此時(shí)直流通路不變，靜態(tài)點(diǎn)不變，Ui=Ibrbe+(1+β)IbRE,Uo仍為-βIbR`L,電壓放大倍數(shù)將變?yōu)锳u=Uo/Ui=-βR`L/rbe+(1+β)RE,對(duì)比知放大倍數(shù)減小了，因?yàn)镽E的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，使得輸出隨輸入變化受到抑制，導(dǎo)致Au減小。當(dāng)(1+β)RE>>rbe,則有Au≈-R`L/RE,與此同時(shí)，從b極看去的輸入電阻R`L(不包括Rb1Rb2)變?yōu)镽`L=Ui/Ib=rbe+(1+β)RE,即射極電阻RE折合到基極支路應(yīng)擴(kuò)大(1+β)倍，因此，放大器的輸入電阻Ri=Rb1∥Rb2∥R`i，輸入電阻明顯增大了。

七.共集電極放大電路(射極跟隨電路)

1 元器件的作用：R2為反饋電阻，能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。

電路的用途,：常作為多級(jí)放大電路的輸入電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)、中間緩沖級(jí)，功率放大電路中，常作推挽輸出級(jí)。

電壓放大倍數(shù)：Uo=Ie(Re∥RL)=(1+β)IbR`e Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β) IbR`e

Au=(1+β)R`e/[rbe+(1+β)R`e]

輸入輸出的信號(hào)電壓相位關(guān)系：輸出電壓與輸入電壓同相。

交流和直流等效電路圖：

電路的輸入和輸出阻抗特點(diǎn)：輸入電阻高，輸出電阻低。

2 電流串聯(lián)負(fù)反饋過(guò)程分析：在輸入電壓Ui一定時(shí)，某種原因(如負(fù)載電阻變小)使輸出電流Io增大，則反饋信號(hào)Uf增大，從而使運(yùn)放的凈輸入信號(hào)Ud減小，使輸出電壓Uo減小，使Io減小，從而抑制了Io的增大。過(guò)程可表示為：

RL↓→Io↑→Uf↑→Ud↓→Uo↓→Io↓

電流負(fù)反饋放大具有恒流源的性質(zhì)。

負(fù)反饋對(duì)電路參數(shù)的影響：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定輸出電流，展寬通頻帶，減小非線性失真抑制干擾噪聲，串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。

3 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：UB≈RB2UCC/RB1+RB2 ICQ≈IEQ=UB-UBEQ/REIBQ=ICQ/β,UCEQ=UCC-ICQRe

電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：

Uo=Ie(Re∥RL)=(1+β)IbR`e Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β) IbR`e

Au=(1+β)R`e/[rbe+(1+β)R`e]

八.電路反饋框圖

1反饋的概念：將放大電路輸出量(電壓或電流)的一部分或全部通過(guò)某些元件或網(wǎng)絡(luò)(稱為反饋網(wǎng)絡(luò))，反向送回到輸入回路，來(lái)影響原輸入量(電壓或電流)的過(guò)程稱為反饋。

正負(fù)反饋及其判斷方法：當(dāng)輸入量不變時(shí)，若輸入量比沒(méi)有反饋時(shí)變大了，即反饋信號(hào)加強(qiáng)了凈輸入信號(hào)，這種情況稱為正反饋;反之，若輸出量比沒(méi)有反饋時(shí)變小了，即反饋信號(hào)削弱了凈輸入信號(hào)，這種情況稱為負(fù)反饋。通常采用“瞬時(shí)極性法”判斷。方法如下：首先創(chuàng)定輸入信號(hào)為某一瞬時(shí)極性(一般設(shè)對(duì)地極性為正)，然后再根據(jù)各級(jí)輸入、輸出之間的相位關(guān)系(對(duì)分立元件放大器有共射反相，共集、共基同相;對(duì)集成運(yùn)放有，Uo與U-反相、與U+同相)依次推斷其他有關(guān)各點(diǎn)瞬時(shí)輸入信號(hào)作用所呈現(xiàn)的瞬時(shí)極性(用+或↑表示升高，-或↓表示降低);并確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性;最后判斷反饋信號(hào)的作用是加強(qiáng)了還是削弱了凈輸入信號(hào)。使凈輸入信號(hào)加強(qiáng)的為正反饋，若是削弱則為負(fù)反饋。

電流反饋和電壓反饋及其判斷方法：若反饋是對(duì)輸出電壓采樣則稱為電壓反饋，若反饋是對(duì)輸出電流采樣，則稱為電流反饋。電壓反饋的反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，電流反饋的反饋信號(hào)與輸出電流成正比。常用方法負(fù)載電阻短路法(亦稱輸出短路法)。方法是假設(shè)獎(jiǎng)負(fù)載電阻RL短路，也就是使輸出電壓為零。此時(shí)若原來(lái)是電壓反饋，則反饋信號(hào)一定隨輸出信號(hào)電壓為零而消失;若電路中仍然有反饋存在，則原來(lái)的反饋是應(yīng)該是電流反饋。

2 帶負(fù)反饋電路的放大增益：凈輸入信號(hào)Xid=Xi-Xf, 開(kāi)環(huán)增益為A=Xo/Xid,反饋系數(shù)為F=Xf/Xo。閉環(huán)增益Af=Xo/Xi 負(fù)反饋放大電路增益表達(dá)式為Af=A/1+AF

3負(fù)反饋對(duì)電路的放大增益,通頻帶,增益的穩(wěn)定性,失真,輸入和輸出電阻的影響：提高閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，提高(1+AF)倍。展寬通頻帶，上限fHf增加1+AmF倍，下限fLf減小1/1+AmF倍。減小非線性失真和抑制干擾、噪聲。對(duì)輸入電阻的影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大1+AF倍，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小1/1+AF倍;對(duì)輸出電阻的影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小1/1+AF倍，電流負(fù)反饋使輸出電阻增大1+AF倍。

九.二極管穩(wěn)壓電路

1 穩(wěn)壓二極管的特性曲線：

2 穩(wěn)壓二極管應(yīng)用注意事項(xiàng)：穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)，外接電源電壓應(yīng)保證管子反偏，其大小應(yīng)不低于反向擊穿電壓。

3 穩(wěn)壓過(guò)程分析：當(dāng)電流的增量ΔIz很大時(shí)(Izmin

十.串聯(lián)穩(wěn)壓電源

1 串聯(lián)穩(wěn)壓電源的組成框圖：

2每個(gè)元器件的作用：R3R4R5組成采樣電路，當(dāng)輸出電阻將基礎(chǔ)代謝變化量的一部分送到比較放大器的基極，基極電壓能反映輸出電壓的變化，稱為取樣電壓。電阻R2和穩(wěn)壓管D2組成基準(zhǔn)電路，這Q2發(fā)射極提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，R2為限流電阻，保證D2有一個(gè)合適的工作電流。三極管Q2和R1構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié)，Q2是比較放大管，R1既是Q2的集電極電阻，又是Q1的基極偏置電阻，比較放大管的作用是先放大輸出電壓的變化量，然后加到調(diào)整管的基極，控制調(diào)整管工作，可以提高控制的靈敏度和輸出電壓的穩(wěn)定性。Q1是調(diào)整管，它與負(fù)載串聯(lián)，所以稱之為串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路。調(diào)整管Q1受比較放大管的控制，工作在放大狀態(tài)，集射間相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，用來(lái)抵消輸出電壓的變化。

穩(wěn)壓過(guò)程分析：當(dāng)負(fù)載RL不變，電壓Ui減小時(shí)，輸出電壓Uo有下降趨勢(shì)，通過(guò)取樣電阻的分壓使比較放大管的基極電位UB2下降，而比較放大管的發(fā)射極電壓不變(UE2=UD2)，因此UBE2也下降，于是比較放大管導(dǎo)通能力減弱，UC2升高，調(diào)整管導(dǎo)通能力增強(qiáng)，調(diào)整D1集射之間的電阻RCE1減小，管壓降UCE1下降，由于Uo=Ui-UCE1，所以使輸出電壓Uo上升，保證了Uo基本不變，上述穩(wěn)壓過(guò)程表示如下：

Ui↓→Uo↓(下降趨勢(shì))→UB2↓→UBE2↓→UC2↑(UB1↑)→UCE1↓→Uo↑

當(dāng)輸入電壓減小時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程與上述過(guò)程相反

當(dāng)輸入電壓Ui不變時(shí)，負(fù)載RL增大時(shí)，引起輸出電壓Uo有增長(zhǎng)趨勢(shì)，則電路產(chǎn)生下列調(diào)整過(guò)程：

RL↑→Uo↑(上升趨勢(shì))→UB2↑→UBE2↑→UC2↓(UB1↓)→UCE1↑→Uo↓

當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，穩(wěn)壓過(guò)程相反。

3 輸出電壓計(jì)算：UB2=Uo(R2+R`P)/(R1+R2+RP)

Uo=UB2(R1+R2+RP)/R2+R`P=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/(R2+R`P)式中UD2為穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓值，UBE2這Q2發(fā)射結(jié)電壓

當(dāng)RP調(diào)到最上端時(shí)，輸出電壓為最小值Uomin=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/(R2+RP)

當(dāng)RP調(diào)到最下端時(shí)，輸出電壓為最大值Uomax=(UD2+UBE2)(R1+R2+RP)/R2=[1+(R1+RP)/R2](UD2+UBE2)

十一.差動(dòng)放大電路

1 電路各元器件的作用：

電路的用途：抑制零點(diǎn)漂移，解決靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響。

電路的特點(diǎn)：對(duì)稱，兩個(gè)三極管完全相同，外接電阻也相同。

2電路的工作原理分析：差動(dòng)電路完全對(duì)稱，當(dāng)電源波動(dòng)或溫度變化時(shí)，兩管集電極電流將同時(shí)變化。兩管的漂移信號(hào)在輸出端互相抵消，使得輸出端不出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，從而抑制零漂。

如何放大差模信號(hào)而抑制共模信號(hào)：當(dāng)差動(dòng)放大器輸入共模信號(hào)時(shí)，由于電路完全對(duì)稱，兩管的極電位變化相同，因而輸出電壓Uoc保持為零，這和靜態(tài)時(shí)的輸出結(jié)果完全一樣。從而抑制共模信號(hào)。當(dāng)差動(dòng)放大器輸入差模信號(hào)時(shí)，由于電路對(duì)稱，其兩管輸出端電位Uc1和UC2的變化也是大小相等，極性相反。若某個(gè)管集電極電位升高ΔUc，則另一個(gè)管集電極電位必然降低ΔUc。差動(dòng)放大器的差模電壓放大倍等于組成該差動(dòng)放大器的半邊電路的電壓放大倍數(shù)。

3 電路的單端輸入和雙端輸入，單端輸出和雙端輸出工作方式：

十二.場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

1 場(chǎng)效應(yīng)管的分類,特點(diǎn),結(jié)構(gòu),

場(chǎng)效應(yīng)管是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出電流的，所以又稱之為電壓控制型器件。它工作時(shí)只有一種載流子(多數(shù)載流子)參與導(dǎo)電，故也叫單極型半導(dǎo)體三極管。它具有很高的輸入電阻，能滿足高內(nèi)阻信號(hào)源對(duì)放大電路和要求，是較理想的前置級(jí)器件。它還具有熱穩(wěn)定性好，功耗低，噪聲低，制造工藝簡(jiǎn)單，便于集成等特點(diǎn)。

轉(zhuǎn)移特性和輸出特性曲線：

2 場(chǎng)效應(yīng)放大電路的特點(diǎn)：1)場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件，即通過(guò)UGS控制ID

2)場(chǎng)效應(yīng)管輸入端幾乎沒(méi)有電流，所以其直流輸入電阻和交流輸入電阻都非常高。

3)由于場(chǎng)效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電的，因此，與雙極性三極管相比，具有噪聲小，受幅射的影響小、熱穩(wěn)定性較好而且存在零溫度系數(shù)點(diǎn)等特性。

4)由于場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，有時(shí)漏極和源極可以互換使用，而各項(xiàng)指標(biāo)基本上不受影響，因此應(yīng)用時(shí)比較方便靈活。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管漏極和源極可以互換使用，但柵源電壓不能接反;襯底單獨(dú)引出的MOS管漏極和源極可以互換使用，NMOS管襯底連電路最低電位，PMOS管襯底連電路最高電位。MOS管在使用時(shí)，常把襯底和源極連在一起，這時(shí)漏極、源極不能互換。

5)場(chǎng)效應(yīng)管的制造工藝簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模集成。

6)由于MOS場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻可高達(dá)1015Ω，因此由外界靜電感應(yīng)所產(chǎn)生的電荷不易泄漏，而柵極上的SiO2絕緣層又很薄，這將在柵極上產(chǎn)生很高有電場(chǎng)強(qiáng)度，易引進(jìn)絕緣層擊穿而損壞管子。應(yīng)在柵極加有二極管或穩(wěn)壓管保護(hù)電路。

7)場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)很小，當(dāng)組成放大電路時(shí)，在相同的負(fù)載電阻下，電壓放大倍數(shù)比雙極型三極管低。

3場(chǎng)效應(yīng)放大電路的應(yīng)用場(chǎng)合：MOS管與結(jié)型管相比開(kāi)關(guān)特性更好。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管主要用途是在模擬電路中用做放大元件，既可作分立元件使用，也可制作成集成電路。

十三.選頻(帶通)放大電路

1每個(gè)元器件的作用：?jiǎn)握{(diào)諧回路帶通放大器由兩部分組成：一部分是以BJT或PET為核心的放大鏡部分;另一部分是由LC并聯(lián)諧振回路完成濾波作用，并且，放大器件與負(fù)載都與振蕩回路采用部分連接，以減小外界因素變化對(duì)選頻特性的不良影響

選頻放大電路的特點(diǎn)：高增益

2 特征頻率的計(jì)算：f=fo=1/2π√LC

選頻元件參數(shù)的選擇：

3 幅頻特性曲線

十四.運(yùn)算放大電路

1理想運(yùn)算放大器的概念：所謂理想運(yùn)算放大器就是各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化的運(yùn)算放大器。具體指標(biāo)有：1)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod=∞;

2)輸入電阻rid=∞;ric=∞;

3)輸入偏置電流IB1=IB2=0;

4)失調(diào)電壓UIO、失調(diào)電流IIO以及它們的溫飄均為零;

5)共模抑制比KCMRR=∞;

6)輸出電阻rod=0;

7) -3dB帶寬fH=∞;

8)無(wú)干擾、噪聲。

運(yùn)放的輸入端虛擬短路：當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓在有限值之間變化，而集成運(yùn)放的Aod→∞,則uid=uod/Aod≈0,但不是短路，故稱為“虛短”由此得出u+≈u-，上式說(shuō)明集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，兩輸入端電位近似相等。

運(yùn)放的輸入端的虛擬斷路：由于集成運(yùn)放的差模開(kāi)環(huán)輸入電阻rid→∞,輸入偏置電流IB≈0，不向外部索取電流，因此兩輸入端電流為零，即可得出i+=i-≈0，上式說(shuō)明，流入集成運(yùn)放同相端和反相端的電流近似為零，所以稱為“虛斷”。

2 反相輸入方式的運(yùn)放電路的主要用途：把信號(hào)進(jìn)行反向運(yùn)算

輸入電壓與輸出電壓信號(hào)的相位關(guān)系是:輸入電壓的輸出電壓成比例關(guān)系，相位相反，當(dāng)R1=Rf=R時(shí)，輸入電壓與輸出電壓大小相等，相位相反，成為反相器。

3 同相輸入方式下的增益表達(dá)式分別是:Auf=uo/ui=1+Rf/R1

輸入阻抗分別是:rif≈(1+AF)rid→∞

輸出阻抗分別是:rof=rod/1+AF≈0

十五.差動(dòng)輸入運(yùn)算放大電路

1 差分輸入運(yùn)算放大電路的特點(diǎn)：輸出電壓與運(yùn)放兩端的輸入電壓差成比例，能實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。

用途:常用作減法運(yùn)算以及測(cè)量放大器

2 輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的關(guān)系式:

uo=uo1+uo2=(1+R2/R1)[R4/(R3+R4)]ui2-ui1R2/R1

十六.電壓比較器

1電壓比較器的作用:比較兩個(gè)或多個(gè)模擬量的大小，并將比較結(jié)果由輸出狀態(tài)反映出來(lái)。

工作過(guò)程是:電壓比較實(shí)質(zhì)是運(yùn)放的反相端u-和同相端u+進(jìn)行比較，根據(jù)非線性區(qū)特點(diǎn)知：當(dāng)u-u+時(shí)，輸出負(fù)向飽和電壓，Uo=UOL(-Uom);當(dāng)u-=u+時(shí)，UOL〈Uo〈UOH(狀態(tài)不定)，僅此刻同相端和反相端可看成“虛短路”。

2 比較器的輸入-輸出特性曲線圖

3 如何構(gòu)成遲滯比較器:在單限比較器中引入正反饋，就可實(shí)現(xiàn)遲滯特性。輸入信號(hào)可以同相端輸入，也可以從反相端輸入。

十七.RC振蕩電路

1 振蕩電路的組成:放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。

振蕩電路的作用:RC振蕩器一般工作在低頻范圍內(nèi)，它的振蕩頻率為20Hz~200kHz.

振蕩電路起振和平衡幅度條件:自激振蕩形成的基本條件上反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等，相位相同。可得自激振蕩的條件為AF=1。包含兩層含義：1反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等，即│AF│=1，稱為幅度平衡條件;2反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同，表示輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路產(chǎn)生的相移φA和反饋網(wǎng)絡(luò)的相移φF之和為0，2π，4π，…，2nπ,即φA+φF=±2nπ(n=0,1,2,3…)，稱為相位平衡條件。

2 RC電路阻抗與頻率的關(guān)系曲線:

相位與頻率的關(guān)系曲線：

3RC振蕩電路的相位條件分析:在ω=ωo=1/RC時(shí)，其相移φF=0，為了使振蕩電路滿足相位條件φAF=φA+φF=±2nπ,要求放大器的相移φA也應(yīng)為0o(或360o)

振蕩頻率:fo=1/2πRC

如何選擇元器件:一般選擇反饋電阻Rf大于約等于2R1。反饋電阻Rf用一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替，當(dāng)輸出電壓幅值增加時(shí)，流過(guò)Rf的電流也會(huì)增加，結(jié)果熱敏電阻Rf減小，放大器增益下降，從而使輸出電壓幅值下降。也可用一個(gè)正溫度系數(shù)的熱敏電阻代替R1穩(wěn)幅。

十八.LC振蕩電路

1振蕩相位條件分析：相位平衡條件：由于諧振頻率fo處，LC回路的諧振阻抗是純電阻性，所以集電極輸出信號(hào)與基極的相位差為180o，即φA=180o;為了滿足相位平衡條件，變壓器初次級(jí)之間的同名端必須正確連接。電路振蕩時(shí)，f=fo，LC回路的諧振阻抗是純阻性，反饋信號(hào)與輸出電壓極性相反，即φF=180o。于是φA+φF=360o，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位平衡條件。

2 直流等效電路圖和交流等效電路圖

3 振蕩頻率計(jì)算：f≈fo=1/2π√LC

十九.石英晶體振蕩電路

1石英晶體的特點(diǎn):具有壓電效應(yīng)，在晶片兩面間加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，反之，在晶片兩面施加機(jī)械力，則沿受力方向產(chǎn)生電場(chǎng)，晶片兩側(cè)產(chǎn)生異性電荷。

石英晶體的等效電路:

石英晶體的特性曲線:

2 石英晶體振動(dòng)器的特點(diǎn):有很高的頻率穩(wěn)定性。

3 石英晶體振動(dòng)器的振蕩頻率：串聯(lián)諧振頻率fs=1/2πLC串聯(lián)諧振的等效阻抗最小近似為R，呈純阻性，是一個(gè)很小的電阻。

并聯(lián)諧振頻率fP=1/2π√LCCo/C+Co=1/2π√LC*√1+C/Co=fs*√1+C/Co.通常Co>>C，所以fP與fs非常接近，當(dāng)ffs時(shí)，LC支路呈現(xiàn)感性;當(dāng)f>fP時(shí)，Co支路起主要作用，電路又呈現(xiàn)容性。

并聯(lián)型石英晶體振蕩電路，晶體在電路中起一個(gè)電感作用，它與C1，C2組成電容反饋式振蕩電路。fo=1/2π√LC(Co+C`)/(+Co+C`)1/2π√LC*√1+C/Co+C`式中C`=(C1*C2)/(C1+C2)

二十.功率放大電路

1乙類功率放大器的工作過(guò)程:兩只晶體管輪流工作，一只晶體管在輸入信號(hào)正半周期導(dǎo)通，另一只晶體管在輸入信號(hào)負(fù)半周期導(dǎo)通，這樣兩管交替工作，猶如一推一挽，在負(fù)載上合成完整的信號(hào)波形。選擇兩個(gè)特性一致的管子，使之都工作在乙類狀態(tài)，組成乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放，其中一個(gè)工作在正弦信號(hào)正半周，另一個(gè)管子工作在正弦信號(hào)負(fù)半周。在負(fù)載上得到一個(gè)完整的正弦波。

交越失真:三極管輸入特性曲線有一段死區(qū)，而且死區(qū)附近非線性又比較嚴(yán)重，兩管的靜態(tài)工作點(diǎn)取在晶體管輸入特性曲線的截止點(diǎn)上，沒(méi)有基極偏流。當(dāng)輸入信號(hào)小于開(kāi)啟電壓時(shí)，兩管都截止，兩管電流均為零，無(wú)輸出信號(hào);在剛在大于開(kāi)啟電壓的很小范圍內(nèi)，兩管集電極電流變化很慢，輸出信號(hào)非線性嚴(yán)重。這種乙類推挽放大器特有的失真稱為交越失真。

2 復(fù)合三極管的復(fù)合規(guī)則：1)復(fù)合管的極性取決于第一只三極管。

2)輸出功率有大小取決于輸出管。

3)若兩管的電流放大系數(shù)為β1β2，則復(fù)合管的電流放大系數(shù)β=β1*β2。

4)同型復(fù)合管和異型復(fù)合管發(fā)射結(jié)等效電阻差別很大，異型復(fù)合管發(fā)射結(jié)等效電阻就是第一只三極管的等效電阻。

3甲乙類功率放大器的工作原理分析:分別給兩只晶體管的發(fā)射結(jié)加適當(dāng)?shù)恼蚧鶚O偏壓，讓兩只晶體管各有一個(gè)較小的電流ICQ流過(guò)。經(jīng)常采用三極管，兩電阻組成的UBE倍壓電路為兩管提供所需偏壓。

自舉過(guò)程分析:

甲類功率放大器的特點(diǎn):輸出信號(hào)失真較小，效率低于50%

甲乙類功率放大器的特點(diǎn):有效克服乙類放大電路的失真問(wèn)題，且能量轉(zhuǎn)換效率也較高，目前使用較廣泛。

附錄一、穩(wěn)壓電源制作電路

一、技術(shù)說(shuō)明：輸入交流電壓220vV 0.5A。

輸出電壓5V 和連續(xù)可調(diào)電壓1.5V～30V/1.5A 兩組直流。

二、制作說(shuō)明：

1、成品用金屬盒或者塑料盒包裝成產(chǎn)品。

2、電壓表V、電流表A 和調(diào)節(jié)電壓用的電位器Rw 安裝在包裝盒的面板上。

3、電源變壓器固定在包裝盒的底座上，電路板固定在包裝盒的底座上。

4、電壓調(diào)節(jié)的三端穩(wěn)壓集成塊7805 和317 加裝散熱器。

5、直流電源輸出導(dǎo)線長(zhǎng)短不一。

附錄二、時(shí)鐘-鬧鈴-控制電路 制作

說(shuō)明：1、共陽(yáng)極四位一體12引腳數(shù)碼管引腳號(hào)是：將數(shù)碼管的數(shù)字面朝向觀察者，左下角是第1腳，逆時(shí)針?lè)较蛞来问?、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12腳。2、如果是單個(gè)的數(shù)碼管或兩位一體的數(shù)碼管，先測(cè)出數(shù)字顯示段控制引腳和公共控制引腳，再將四個(gè)數(shù)碼管的相同的段控制引腳用導(dǎo)線并聯(lián)連接在一起后(每位數(shù)碼管共八段即八根連接導(dǎo)線)，連接在電阻R5～R13上，公共控制引腳分別連接到三極管Q1 到Q4 的發(fā)射極上。3、用40 腳的集成塊插座焊接在電路板上，集成塊AT89C51寫(xiě)入程序后插入到集成塊插座上。4、自己設(shè)計(jì)控制程序或用黃有全老師的程序。5、時(shí)鐘控制輸出由繼電器執(zhí)行，控制啟動(dòng)時(shí)間到時(shí)，繼電器得電，開(kāi)關(guān)k1閉合去控制相應(yīng)設(shè)備啟動(dòng);控制停止時(shí)間到時(shí)，繼電器斷電，開(kāi)關(guān)k1斷開(kāi)去控制相應(yīng)設(shè)備停止。具體控制對(duì)象由制作者確定，如電燈、電飯煲等等。

說(shuō)明：本圖為數(shù)碼管是二位一體的共陰極時(shí)的電路圖。將每個(gè)二位一體的數(shù)碼管的16腳和11腳共四個(gè)引腳(對(duì)應(yīng)四個(gè)數(shù)字的a段)連接在一起后接到電阻R5的右端。數(shù)碼管中數(shù)字的其余各段(b,c,d,e,f,g,dp)連接方法依此類推。其他注意事項(xiàng)見(jiàn)四位共陽(yáng)極LED的時(shí)鐘鬧鐘控制器制作的說(shuō)明。

時(shí)鐘-鬧鐘-時(shí)間控制器 調(diào)節(jié)方法

一、功能： 時(shí)鐘顯示小時(shí)、分鐘;可調(diào)時(shí)鐘控制輸出;三次可調(diào)鬧鈴。

二、調(diào)節(jié)方法：各種參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)定方法：

第一步：按“功能”鍵，選擇功能1，進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài);

第二步：重復(fù)按“參數(shù)”鍵，選擇要調(diào)節(jié)的參數(shù)代碼(左第一、二位)從0 開(kāi)始依次循

環(huán)增加1、2、3、……E、F、10 再回到0。

第三步：按“增加”鍵或“減少”鍵，相應(yīng)代碼項(xiàng)目(如代碼1 表示調(diào)節(jié)的對(duì)象是時(shí)鐘

顯示的小時(shí)值)的參數(shù)值在其取值范圍內(nèi)(例如顯示時(shí)間的小時(shí)取值范圍是00～

23)循環(huán)增加或減少1。左邊一位或兩位顯示參數(shù)代碼，右邊三位或兩位顯示

參數(shù)值。重復(fù)第二、三步，設(shè)置完所需參數(shù)。

第三步：按“功能”鍵，顯示代碼“0”結(jié)束調(diào)節(jié)參數(shù)狀態(tài)，進(jìn)入時(shí)鐘鬧鐘控制器的正常

使用狀態(tài)。

三、參數(shù)代碼及其取值范圍如下表。

說(shuō)明：1、設(shè)定時(shí)鐘控制的小時(shí)起點(diǎn)為24，則關(guān)閉該路時(shí)鐘控制輸出。

2、設(shè)定鬧鈴的小時(shí)為24，則關(guān)閉該鬧鈴。

工程師應(yīng)該掌握的20 個(gè)模擬電路

長(zhǎng)沙民政學(xué)院電子信息工程系 黃有全高級(jí)工程師 第 12 頁(yè)

附錄三、廣告彩燈制作

說(shuō)明：

1、每個(gè)8050 三極管可以驅(qū)動(dòng)十二個(gè)到二十四個(gè)發(fā)光二極管。如果Q1、Q2 改成9013，

則驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極管數(shù)量減半。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二

極管才可以并聯(lián)使用。可以將發(fā)光二極管接成需要的圖案，表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖。

2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7×(R1+R3)×C2+0.7×(R2+R4)×C1 根據(jù)閃爍快慢要求選

擇R1,R2,R3,R4,C1,C2 的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R1、R2 的大小，可以改變閃爍速度。

3、電壓過(guò)高會(huì)燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v 開(kāi)始調(diào)大，當(dāng)提供的電源電壓高于5v 后

應(yīng)當(dāng)串入一個(gè)2.2～27 歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。

附錄四：可控硅交流調(diào)壓器制作

可控硅是一種新型的半導(dǎo)體器件，它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作快以

及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前交流調(diào)壓器多采用可控硅調(diào)壓器。這里介紹一臺(tái)電路簡(jiǎn)單、裝置容

易、控制方便的可控硅交流調(diào)壓器，這可用作家用電器的調(diào)壓裝置，進(jìn)行控制。圖中RL 是負(fù)

載(照明燈，電風(fēng)扇、電熨斗等)這臺(tái)調(diào)壓器的輸出功率達(dá)100W，一般家用電器都能使用。

1、電路原理：電路圖如下

可控硅交流調(diào)壓器由可控整流電路和觸發(fā)電路兩部分組成，其電路原里圖如下圖所示。

從圖中可知，二極管D1—D4 組成橋式整流電路，雙基極二極管T1 構(gòu)成張弛振蕩器作為可控

硅的同步觸發(fā)電路。當(dāng)調(diào)壓器接上市電后，220V 交流電通過(guò)負(fù)載電阻RL 經(jīng)二極管D1—D4 整

流，在可控硅SCR 的A、K 兩端形成一個(gè)脈動(dòng)直流電壓，該電壓由電阻R1 降壓后作為觸發(fā)電

路的直流電源。在交流電的正半周時(shí)，整流電壓通過(guò)R4、W1 對(duì)電容C 充電。當(dāng)充電電壓Uc

達(dá)到單結(jié)晶體管T1 管的峰值電壓Up 時(shí)，單結(jié)晶體管T1 由截止變?yōu)閷?dǎo)通，于是電容C 通過(guò)

T1 管的e、b1 結(jié)和R2 迅速放電，結(jié)果在R2 上獲得一個(gè)尖脈沖。這個(gè)脈沖作為控制信號(hào)送到

可控硅SCR 的控制極， 使可控硅導(dǎo)通?？煽毓鑼?dǎo)通后的管壓降很低，一般小于1V，所以張

弛振蕩器停止工作。當(dāng)交流電通過(guò)零點(diǎn)時(shí)，可控硅自關(guān)斷。當(dāng)交流電在負(fù)半周時(shí)，電容C 又

從新充電……如此周而復(fù)始，便可調(diào)整負(fù)載RL 上的功率了。

2、元器件選擇

調(diào)壓器的調(diào)節(jié)電位器選用阻值為470KΩ 的WH114-1 型合成碳膜電位器，這種電位器可以

直接焊在電路板上，電阻除R1 要用功率為1W 的金屬膜電阻外，其余的都用功率為1/8W 的碳

膜電阻。D1—D4 選用反向擊穿電壓大于300V、最大整流電流大于0.3A 的硅整流二極管,如

2CZ21B、2CZ83E、2DP3B 等。SCR 選用正向與反向電壓大于300V、額定平均電流大于1A 的可

控硅整流器件，如國(guó)產(chǎn)3CT 系列。

附錄五、電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

一、 名稱：電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

二、 功能：當(dāng)電壓低于180V 或高于250V 時(shí)，可進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)外接交流接觸器時(shí)，可

切斷電源，保護(hù)用電設(shè)備。

三、 電路圖：

四、 原理說(shuō)明：

輸入電源電壓正常時(shí)，Y1A 輸出高電平，Y1B 輸出低電平，發(fā)光二極管LED 及

振蕩發(fā)聲電路Y1C、Y1D 和喇叭不工作，控制部件J1 也不工作。當(dāng)電壓高于250V 或

低于180V 時(shí)，Y1B 輸出高電平，發(fā)光二極管亮，振蕩發(fā)聲電路工作，發(fā)出鳴叫聲，

控制寄電器J1 閉合，當(dāng)J1 的常開(kāi)觸點(diǎn)外接交流接觸器時(shí)，就可控制主電路斷開(kāi)電源。

五、 調(diào)試方法：

第一步當(dāng)輸入電源電壓為250V 時(shí)，調(diào)節(jié)W1 使得Y1A 輸出剛好由低電平轉(zhuǎn)為高電平，

第二步當(dāng)輸入電壓為180V 時(shí)調(diào)節(jié)W2 使得Y1B 的輸出由高電平轉(zhuǎn)為低電平。

六、 元件表

名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量

集成塊 74LS00 1 電阻 68K 1

三極管 9013 1 10K 1

二極管 1N4001 5 1K 1

發(fā)光二極管 1 微調(diào)電位器 47k 2

三端穩(wěn)壓塊 7805 0.5A 1 電容 47uF/50v 1

7812 0.5A 1 10uF/25v 1

變壓器 220v/15V 0.5A 1 2700pF 1

插頭 220v 1 導(dǎo)線 花線 1m

直流寄電器 12v/0.5A 1 萬(wàn)用電路板 小 1塊

集成塊插座 14 腳 1

附錄五、音頻功率放大電路制作

TDA2030A 帶音調(diào)18W×2 功放板

一、TDA2030A 是SGS 公司生產(chǎn)的單聲道功放IC，該IC 體積小巧，輸出功率大， 靜態(tài)電流

小(50mA 以下);動(dòng)態(tài)電流大(能承受3.5A 的電流);負(fù)載能力強(qiáng)，既可帶動(dòng)4-16Ω的揚(yáng)

聲器，某些場(chǎng)合又可帶動(dòng)2Ω甚至1.6Ω的低阻負(fù)載;音色中規(guī)中舉，無(wú)明顯個(gè)性，特別適合

制作輸出功率中等的高保真功放。

TDA2030A 采用5 腳TO-220 塑封結(jié)構(gòu)。IC 內(nèi)部設(shè)有完善的保護(hù)電路。

TDA2030A 可以單電源或雙電源工作，本功放板采用雙電源。

TDA2030A 主要參數(shù)：

工作電壓：±6～22V

靜態(tài)電流：<50mA

輸出功率：18W，當(dāng)V=±16V，RL=4Ω時(shí)

諧波失真：0.05%，當(dāng)f=15kHz，RL=8Ω時(shí)

閉環(huán)增益：26dB，當(dāng)f=1kHz 時(shí)

開(kāi)環(huán)增益：80dB，當(dāng)f=1kHz 時(shí)

頻響范圍：40～14000Hz

二、電路原理：

TDA2030A 功放板由一個(gè)高低音分別控制的衰減式音調(diào)控制電路和TDA2030A 放大電路以

及電源供電電路三大部分組成，音調(diào)部分采用的是高低音分別控制的衰減式音調(diào)電路，其中

工程師應(yīng)該掌握的20 個(gè)模擬電路

長(zhǎng)沙民政學(xué)院電子信息工程系 黃有全高級(jí)工程師 第 16 頁(yè)

的R02，R03，C02，C01，W02 組成低音控制電路;C03，C04，W03 組成高音控制電路;R04 為

隔離電阻，W01 為音量控制器，調(diào)節(jié)放大器的音量大小，C05 為隔直電容，防止后級(jí)的TDA2030A

直流電位對(duì)前級(jí)音調(diào)電路的影響。放大電路主要采用TDA2030A，由TDA2030A，R08，R09，C066

等組成，電路的放大倍數(shù)由R08 與R09 的比值決定，C06 用于穩(wěn)定TDA2030A 的第4 腳直流零

電位的漂移，但是對(duì)音質(zhì)有一定的影響，C07，R10 的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻自激。本放

大器的負(fù)載阻抗為4→16Ω。

三、 TDA2030A 功放板的電源電路如下圖所示，為了保證功放板的音質(zhì)，電源變壓器的

輸出功率不得低于60W，輸出電壓為2*15V，濾波電容采用2 個(gè)3300UF/25V 電解電容并聯(lián)，

正負(fù)電源共用4 個(gè)3300UF/25V 的電容，兩個(gè)104 的獨(dú)石電容是高頻濾波電容，有利于放大器

的音質(zhì)。

四、裝配與調(diào)試：

工具準(zhǔn)備：20W電烙鐵一把，最好是可調(diào)溫的，若需要的話可與站長(zhǎng)聯(lián)系;萬(wàn)用電表一個(gè)，尖嘴鉗一把，螺絲刀一把，焊錫絲和松香水若干。

準(zhǔn)備焊接：焊接時(shí)先焊接跳線，再焊接電阻，再焊電容，再焊整流管，再焊電位器，最后焊TDA2030A，焊接TDA2030前須先把TDA2030A 用螺絲固定在散熱片上，否則在最后裝散熱片時(shí)螺絲很難打進(jìn)去。TDA2030A與散熱片接觸的部分必須涂少量的散熱脂，以利散熱。焊接時(shí)必須注意焊接質(zhì)量，對(duì)于初學(xué)者，可先在廢舊的電路板上多練習(xí)幾次，然后再正式焊接。

五、調(diào)試：本功放板調(diào)試特別簡(jiǎn)單，電路板焊好電子元件后，要仔細(xì)檢查電路板有無(wú)焊錯(cuò)的地方，特別要注意有極性的電子零件，如電解電容，橋式整流堆，一旦焊反即有燒毀元器件之險(xiǎn)，請(qǐng)?zhí)貏e注意。接上變壓器，放大器的輸出端先不接揚(yáng)聲器，而是接萬(wàn)用電表，最好是數(shù)顯的，萬(wàn)用表置于DC*2V檔。功放板上電注意觀察萬(wàn)用電表的讀數(shù)，在正常情況下，讀數(shù)應(yīng)在30MV以內(nèi)，否則應(yīng)立即斷電檢查電路板。若電表的讀數(shù)在正常的范圍內(nèi)，則表明該功放板功能基本正常，最后接上音箱，輸入音樂(lè)信號(hào)，上電試機(jī)，旋轉(zhuǎn)音量電位器，音量大小應(yīng)該有變化，旋轉(zhuǎn)高低音旋鈕，音箱的音調(diào)有變化。

附錄六、過(guò)壓欠壓報(bào)警器制作說(shuō)明

1、 名稱：電源欠壓過(guò)壓報(bào)警保護(hù)器

2、 功能：當(dāng)電壓低于180V 或高于250V 時(shí)，可進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)外接交流接觸器時(shí)，可切斷電源，保護(hù)