汽車電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)課件項(xiàng)目7常用放大電路的檢測與調(diào)試西安電子科技大學(xué)出版社出版情境導(dǎo)入：

汽車工業(yè)由機(jī)械領(lǐng)域進(jìn)入自動控制領(lǐng)域，現(xiàn)在正逐漸由自動控制向人工智能發(fā)展，自動控制或人工智能的實(shí)現(xiàn)都在車輛上安裝了大量先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器。這些傳感器獲取的信號往往是很微弱的，需要對微弱的電信號進(jìn)行放大處理，才能獲得一定輸出功率驅(qū)動執(zhí)行器執(zhí)行動作。GPS接收到的信號、收音機(jī)的音頻信號、雷達(dá)信號都需要將接收到的微弱信號進(jìn)行放大以推動執(zhí)行器工作。所以放大電路的應(yīng)用十分廣泛，是電子電路中最普遍最基本的電路單元。項(xiàng)目描述：

應(yīng)車主要求，將汽車現(xiàn)有音響系統(tǒng)改裝為動感環(huán)繞立體聲超重低音炮，請完成相關(guān)工作：1.根據(jù)原車安裝音響系統(tǒng)配置，給出改裝方案；2.列出配置清單；3.完成安裝與調(diào)試；4.效果試聽。

完成項(xiàng)目，你需要：1.單管共射放大電路的調(diào)試與測3.集成運(yùn)算放大器應(yīng)用與測量2.功率放大電路的調(diào)試與測量基本放大電路功率放大電路多級放大與差動放大電路集成運(yùn)算放大器知識導(dǎo)航：任務(wù)7.1單管共射放大電路的調(diào)試與測量7.1.1基本放大電路的組成7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)7.1.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定7.1.5放大電路中的負(fù)反饋補(bǔ)充：三極管開關(guān)電路7.1.1基本放大電路的組成1、放大的概念將微弱的變化信號放大成較大的信號。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖。uiuoAu77.1.1基本放大電路的組成基本要求是電壓放大能力與線性轉(zhuǎn)換能力。C2TuoC1ui輸入輸出參考點(diǎn)2、共射放大電路構(gòu)建RBEBRC+UCC7.1.1基本放大電路的組成-++-C2TuoC1ui輸入輸出RBRC+UCC+UCCEB可以省去幾十至幾百KΩ幾KΩ7.1.1基本放大電路的組成RB+UCCRCC1C2T3、電路中各元件作用為電路提供能量；并保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)。集電極負(fù)載電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。基極偏置電阻耦合電容ui輸入uo？提問與答疑7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

RB+UCCRCC1C2Tui=0時由于電源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ1.靜態(tài)工作點(diǎn)概念7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

RB+UCCRCC1C2TIBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)147.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。iCuCEQUCEQICQiBuBEQIBQUBEQUCCUCC/RC7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

2、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算法：IBQUBEQRB稱為偏置電阻，IBQ稱為偏置電流。RB+UCCRCC1C2T7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

ICUCE如何調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)？什么狀態(tài)最合適？RB+UCCRCC1C2T7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

調(diào)整RB使UCEQ=1/2UCC結(jié)論：7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

3、靜態(tài)工作點(diǎn)對信號的影響：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)選擇合適合適地靜態(tài)工作點(diǎn)對電壓波形不失真放大7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

（2）靜態(tài)工作點(diǎn)選擇過高放大電路的信號出現(xiàn)飽和失真7.1.2靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇

（3）靜態(tài)工作點(diǎn)選擇過低放大電路的信號出現(xiàn)截止失真？提問與答疑7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)iBuBEQiCuCEuiibibicuCE怎么變化？1.交流電壓放大原理假設(shè)uBE有一微小的變化7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)iCuCEicucuCE相位如何？uCE與uBE反相！7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)各點(diǎn)波形RB+UCCRCC1C27.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)結(jié)論：共射放大電路具有放大倒相功能2、交流電壓放大倍數(shù)7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)RB+UCCRCC1C2uiiBuo對于交流信號直流電源相當(dāng)于地7.1.3電壓放大原理與電壓放大倍數(shù)RB+UCCRCC1C2uiiBuo結(jié)論：空載時電壓放大倍數(shù)最大負(fù)載增加電壓放大倍數(shù)減??？提問與答疑7.1.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定1、分壓偏置式放大電路7.1.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定基極上偏置電阻基極下偏置電阻發(fā)射極電阻發(fā)射極旁路電容集電極負(fù)載電阻7.1.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定ICQ不受溫度影響，靜態(tài)工作點(diǎn)得到基本穩(wěn)定。7.1.4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定

因溫度升高而引起集電極電流IC升高時，發(fā)射極電阻RE上的電壓降會使UBE減小，從而自動減小IB以限制IC的增大，工作點(diǎn)得以穩(wěn)定。所以RE越大，則穩(wěn)定性能越好。但RE太大會導(dǎo)致VE升高而使輸出電壓幅值下降。分壓偏置式放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是：？提問與答疑7.1.5放大電路中的負(fù)反饋7.1.5放大電路中的負(fù)反饋1.反饋的概念正反饋凈輸入信號增強(qiáng)凈輸入信號減弱負(fù)反饋反饋：從輸出端取出一部分或全部分信號再返回到輸入端7.1.5放大電路中的負(fù)反饋2.反饋的類型反饋信號是交流還是直流交流反饋與直流反饋凈輸入信號加強(qiáng)減弱正反饋與負(fù)反饋輸出端反饋信號的取樣電壓反饋與電流反饋反饋信號與原信號的連接并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋7.1.5放大電路中的負(fù)反饋7.1.5放大電路中的負(fù)反饋3.負(fù)反饋對放大電路性能的影響（1）提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性未引入負(fù)反饋時開環(huán)電壓放大倍數(shù)引入負(fù)反饋之后閉環(huán)電壓放大倍數(shù)引入深度負(fù)反饋后（2）減小了非線性失真（3）展寬了通頻帶（4）改變了輸入輸出電阻7.1.5放大電路中的負(fù)反饋

放大器電壓放大倍數(shù)下降，輸出信號幅值減小，非線性失真得到改善。？提問與答疑三極管開關(guān)電路IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A1.三極管的開關(guān)狀態(tài)BECIB=0IE=0IC=0

UCE=UCC截止區(qū)。截止相當(dāng)開關(guān)斷開IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100ABECIBIEIC最大

UCE≈0飽和相當(dāng)開關(guān)合上飽和區(qū)。2.三極管的開關(guān)電路當(dāng)VI=3V深度飽和當(dāng)VI=0V因發(fā)射結(jié)零偏（反偏），三極管（可靠）截止3.三極管開關(guān)電路的應(yīng)用電腦控制端繼電器電磁閥保護(hù)二極管開關(guān)斷開VT1飽和，VT2截止LED滅開關(guān)合上VT1截止，VT2飽和LED亮開關(guān)斷開VT1飽和，VT2截止VT3飽和，LED亮開關(guān)合上VT1截止，VT2飽和VT3截止，LED滅？提問與答疑任務(wù)7.2功率放大電路的調(diào)試與測量知識導(dǎo)航：7.3功率放大電路7.2.1多級放大器7.2.2差動（分）放大電路7.2.1多級放大器7.2.1多級放大器1.多級放大電路的放大倍數(shù)......第1級第2級第N-1級第N級輸入級中間級輸出級信號源負(fù)載總電壓放大倍數(shù)增益單位分貝（dB）總增益7.2.1多級放大器2.多級放大器的級間耦合(1)阻容耦合該耦合方式最大的優(yōu)點(diǎn)是級與級之間相互用電容隔離，靜態(tài)工作點(diǎn)不會相互影響。但對于自動控制系統(tǒng)中緩慢變化的信號或直流信號就不適合。（2）變壓器耦合7.2.1多級放大器

這種耦合最大優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)行阻抗、電壓與電流的變換。由于變壓器的體積大、重量重、成本高，不利用現(xiàn)在大規(guī)模集成電路的集成，也不能滿足自動控制系統(tǒng)中的緩慢信號或直流放大。淘汰（3）直接耦合7.2.1多級放大器優(yōu)點(diǎn)：即能滿足緩慢信號或直流放大，又有利于大規(guī)模集成電路。缺點(diǎn)：產(chǎn)生零點(diǎn)飄移零點(diǎn)飄移：無信號輸入，有信號輸出原因：主要是溫度變化7.2.1多級放大器7.2.1多級放大器3.多級放大電路的應(yīng)用汽車電氣線路搭鐵探測器電路？提問與答疑7.2.2差動（分）放大電路7.2.2差動（分）放大電路1.差動放大電路的結(jié)構(gòu)

電路中所有對應(yīng)元件的參數(shù)都是對稱的，它們的靜態(tài)工作點(diǎn)也相同。信號電壓與從兩管的基極輸入，輸出電壓取自于兩管的集電極之間。uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREui17.2.2差動（分）放大電路2.差動放大電路抵制零漂的工作原理（1）當(dāng)輸入信號時，由于電路對稱，有，，輸出電壓（2）當(dāng)溫度升高，兩管的集電極電流都增大，集電極電位都下降，由于元件參數(shù)對稱，其變化也是對稱的。溫度TICIE

≈2ICUEUBEIBIC（3）RE

抑制溫度漂移自動穩(wěn)定RE:強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔胾o+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREui1？提問與答疑7.3功率放大電路7.3功率放大電路7.3.1對功率放大電路的要求

功率放大電路作用是獲得足夠大的功率，它工作在大信號狀態(tài)。1.在不失真的前提下盡可能獲得最大的功率2.效率要高3.功率管要安全7.3功率放大電路7.3.2功率放大電路的種類1.甲類功率放大器特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在最佳狀態(tài)，7.3功率放大電路優(yōu)點(diǎn)：是無交越失真與開關(guān)失真缺點(diǎn)：效率低理想情況下最高效率僅為50%-EC7.3功率放大電路2.乙類功率放大器+EC互補(bǔ)對稱推挽電路靜態(tài)電位為零兩管對稱OCL電路特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)為零7.3功率放大電路-ECEC優(yōu)點(diǎn)：效率高，最高77.5%缺點(diǎn)：交越失真0t0.6Vt0交越失真IB=07.3功率放大電路3.甲乙類功率放大器特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)略大于零，三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：效率高，最高77.5%動態(tài)范圍大，克服了交越失真。7.3功率放大電路7.3.3實(shí)用功放電路1.實(shí)用OCL電路信號輸入差動放大推動放大推挽功放負(fù)載7.3功率放大電路7.3.3實(shí)用功放電路元件作用音量調(diào)節(jié)抑制零飄負(fù)反饋，改善非線性失真調(diào)整功放發(fā)射極電位補(bǔ)償，消除自激自舉升壓提供靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)反饋補(bǔ)償7.3功率放大電路2.實(shí)用OTL功放電路單電源供電，大電容C做電源用。靜態(tài)時公共發(fā)射極的電位為7.3功率放大電路3.實(shí)用BTL電路（橋式推挽電路）解決OCL、OTL功放效率很高但電源利用率不高的問題。導(dǎo)通導(dǎo)通負(fù)載相同條件下，輸出功率為OTL電路的4倍。在理想情況下效率近似為77.5%。7.3功率放大電路7.3.4集成功率放大電路TDA2822:實(shí)用雙路音頻放大電路BTL功放類型2電源6輸入1、3輸出音量電路的外圍元件少，制作簡單且音質(zhì)好？提問與答疑任務(wù)7.3集成運(yùn)算放大器應(yīng)用與測量知識導(dǎo)航：7.4.1集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)7.4.2集成運(yùn)放的信號運(yùn)算電路7.4.3集成運(yùn)算放大器在汽車電子電路中的應(yīng)用7.4.1集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)7.4.1集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1.集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)：采用直接耦合方式的多級放大器盡量減小零點(diǎn)漂移,輸入阻抗ri盡可能大。足夠大的電壓放大倍數(shù)主要提高帶負(fù)載能力，給出足夠的輸出電流io，輸出阻抗ro小。7.4.1集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2.集成運(yùn)放的電路符號反相輸入端同相輸入端反相輸入端：輸出信號與輸入信號相位相反同相