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放大电路中的非线性失真解析

一个理想的放大器,其输出信号应当如实的反映输入信号,即他们尽管在幅度上不同,时间上也可能有延迟,但波形应当是相同的。但是,在实际放大器中,由于种种原因,输入信号不可能与输入信号的波形完全相同,这种现象叫做失真。放大器产生失真的原因主要有2个:
①放大器件的工作点进入了特性曲线的非线性区,使输入信号和输出信号不再保持线性关系,这样产生的失真称为非线性失真。
②放大器的频率特性不好,对输入信号中不同频率成分的增益不同或延时不同,这样产生的失真成为线性失真。通常放大电路的输入信号是多频信号,如果放大电路对信号的不同频率分量具有不同的增益幅值或者相对相移发生变化,就使输出波形发生失真,前者称为幅度失真,后者称为相位失真,两者统称为频率失真。注意:频率失真是由电路的线性电抗元件引起的,故又称线性失真
非线性失真产生的主要原因来自两个方面:

关于反馈放大电路

1.反馈:

在电子系统中把输出回路的电量(电压或者电流)馈送到输入回路的过程。
反馈有正负之分,在放大电路中,主要引入负反馈以改善放大电路的性能,主要表现在以下几个方面
稳定放大电路的工作点
增加增益的恒定性
减少非线性失真
抑制噪声
扩展频带
控制输入输出电阻
所有改善是以牺牲放大电路增益为代价的。
至于负反馈,在放大电路中一般比较少用,但在某些振荡电路中则引入负反馈以构成自激振荡条件。
2.四种类型的反馈组态:
电压串联负反馈
电流并联负反馈
电压并联负反馈
电流串联负反馈

放大电路中的噪声与干扰

1.放大电路中的噪声
放大电路中的噪声是放大电路中各个元器件内部载流子不规则所造成的,主要是由电路中的电

阻热噪声和管子内部噪声所形成,它实际上是杂乱无规则的变化电压或电流
2.噪声的种类及性质
i:电阻的热噪声
任何电阻即使在不接电源的情况下,它的两端仍有电压,这是由于导体构成传导电流的自由电

子随热运动而引起的,从而形成不均匀的载流子分布,这样就产生了一个电流,这个电流流经

电路就产生了一个正比于电路电阻的电压,称为热噪声电压
ii:三极管的噪声
热噪声,散粒噪声,闪烁噪声。
3.放大电路的噪声指标
通常用噪声系数Nf来衡量噪声的大小
Nf=输入端信号噪声比/输出端信号噪声比
其中 信号噪声比是指信号功率对噪声功率的比值
Nf越大,放大电路本身的噪声就越大

集成电路运算放大器(集成运放)

集成电路运算放大器(集成运放)
一.集成运放中的电流源
1.镜像电流源:和基准电流IREF相同的电流源
2.微电流源:提供微小的电流。
3.电流源用作负载:即有源负载
特点:直流电阻小而交流电阻大。
二.理想差分式放大电路:就是放大两个输入信号之差。
1.差模信号:幅度相等,极性相反。就是两个输入信号之差Vid=Vi1-vi2
2.共模信号:幅度相等,极性相同。
3.增益:在差模信号和共模信号同时存在时,对于线性放大电路,可利用叠加原理来求出总的输出电压
Vo=AvdVid+AvcVic
其中,Avd=Vod/Vid,为差模电压增益
Avc=Voc/Vic,为共模电压增益
三.基本差分式放大电路
电路图如下

功率放大器(功放)

1.放大类型
i:甲类放大:在电压放大电路中,输入信号在整个。周期内都有都有电流通过放大器件,这种工作方式称为甲类放大。
ii:甲乙类:介于半个周期与一个中期之间有电流通过放大器件。
iii:乙类:只有半个周期有电流通过
丙类:小于半个周期有电流通过放大器件。大多用于高频大功率放大电路中,。
2.乙类双电源互补对称功率放大电路
结构:由一个NPN和一个PNP三极管组成,两管的基极和发射极相连
当信号处于正半周时,PNP截至,NPN工作,当信号处于负半周时NPN截至,PNP工作
3.上述电路的优缺点:
优点:由于电路基本对称,所以可以抑制零点漂移现象。
缺点:由于没有直流偏置,管子必须在大于门槛电压时才能工作,所以会产生交越失真。
为了克服交越失真,可采用甲乙类双电源互补对称电路,并采用二极管进行偏置。

场效应管(电压控制电流)简介

场效应管(电压控制电流)
1.分类
JFET:结型场效应管
MOSFET:金属氧化物半导体场效应管
分为N沟道和P沟道,N沟道和P沟道又分为耗尽型和增强型两种。
所谓耗尽层就是当Vgs=0时,存在导电沟道,Id不为零
增强型就是当VGS=0时,没有导电沟道,Id=0.
2.结构(以N沟道增强型MISFET为例)

半导体三极管放大电路基础

半导体三极管放大电路基础
一.名词解释:
1.BJT:双极结型晶体管,又称晶体管
2.场效应管:是一种利用电场效应来控制电流大小的半导体器件。场效应管可分为结型场效应管(JFET)和金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。
二.三极管及其互联方式:
1.三极管
三极管有三极二结:发射极,基极,集电极。集电结,发射结。
2.三种互联方式
i:共基极:共基极电路又称为电流跟随器、
ii:共射极:又称为反向电压放大器。
iii:共集电极:又称为电压跟随器,电压增益小于1而接近于1,输出电压与输入电压同相,输入电阻高,输出电阻低。

半导体二极管

1.半导体分类:
半导体可分为本征半导体和杂质半导体。
本征半导体是指完全纯净,结构完整的半导体。
杂质半导体又分为P型半导体和N型半导体。其中P型半导体是掺杂了+3价杂质。N型半导体是掺杂+5价杂质的,P型半导体中空穴大于电子,因而以空穴导电为主,空穴为多数载流子。N型半导体中电子为多数载流子,空穴为少数载流子。
2.关于PN结:
概念:PN结又称为空间区,耗尽层,势垒区。
PN结的接触电势差:PN结的空间电荷区存在电场,电场方向从N区指向P区,这个电位差称作PN结的接触电势差。
PN结的特性:单向导电性,正向导通,反向截至。
PN结反向击穿:雪崩击穿和齐纳击穿。前者是由于本征激发产生的倍增效应。后者是由于隧道相应。
3.半导体二极管的基本参数:
门槛电压Vth(硅管0.5,锗管0.1v)
最大整流电流If:允许通过的最大正向平均电流。
反向击穿电压Vbr:反向击穿时的电压值。
反向电流Ir:指管子未击穿时的反向电流。
势垒电容CB:描述势垒区的空间电荷随电压变化而产生的电容效应。
当外加电压频率越高时,每秒充放电的次数越多,势垒电容的作用就越显著。
扩散电容CD:积累在P区的或N区的空穴随电压改变就构成了PN结的扩散电容CD,它反映了在外加电压作用下载流子在扩散过程中的积累情况。
4.PN结的高频等效:
如图所示为PN结的高频等效电路<

时序逻辑电路

1.时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别

在组合逻辑电路中,当输入信号发生变化时,输出信号也随之立刻相应,而在时序逻辑电路中,任何输出信号不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路的工作状态。

2.时序逻辑电路分类

一般分为两大类:同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。前者时钟脉冲到达各个触发器的更新是同步的。后者时钟脉冲到达各个触发器的更新是不同步的。

数字电路中的电位触发与沿触发

1.点位触发

在钟控信号电平CP=1或者CP=0期间,触发器接收输入激励信号,触发器工作,反之亦然。如T触发器在CP=1且脉冲宽度比较宽时,触发器将会出现连续不停地多次翻转。为了避免多次翻转就必须采用其他的电路结构。

2.边沿触发

分为CP上升沿和下降沿两种形式。边沿触发器不仅可以克服电位触发方式多次翻转现象,而且仅在CP的上升沿或者下降沿时刻才对输入的激励信号响应,这样就提高了电路的抗干扰能力。
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