乾貨|模擬電路基礎問答題總結!

2021-01-13 電子工程專輯
乾貨|模擬電路基礎問答題總結!
傳感器技術 2021-01-12 116瀏覽 0評論 0點讚
基爾霍夫電流定律:在電路的任一節點,流入、流出該節點電流的代數和為零。 基爾霍夫電壓定律:在電路中的任一閉合電路,電壓的代數和為零。
一個含獨立源、線性電阻和受控源的二端電路 ,對其兩個端子來說都可等效為一個理想電壓源串聯內阻的模型。其理想電壓源的數值為有源二端電路的兩個端子的開路電壓 ,串聯的內阻為內部所有獨立源等於零時兩端子間的等效電阻 。 反饋,就是在電子系統中,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絡並以一定的方式作用到輸入迴路以影響放大電路輸入量的過程。 反饋的類型有:電壓串聯負反饋、電流串聯負反饋、電壓並聯負反饋、電流並聯負反饋。 提高放大倍數的穩定性,由於外界條件的變化(T℃/Vcc/器件老化等),放大倍數會變化,其相對變化量越小,則穩定性越高。 為了穩定放大電路的靜態工作點,應引入直流負反饋;為了改善放大電路的動態性能,應引入交流負反饋(在中頻段的極性)。 信號源內阻較小或要求提高放大電路的輸入電阻時,應引入串聯負反饋;信號源內阻較大或要求降低輸入電阻時,應引入並聯繫反饋。 根據負載對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反饋。若負載要求提供穩定的信號電壓或輸出電阻要小,則應引入電壓負反饋;若負載要求提供穩定的信號電流或輸出電阻要大,則應引入電流負反饋。 在需要進行信號變換時,應根據四種類型的負反饋放大電路的功能選擇合適的組態。例如,要求實現電流——電壓信號的轉換時,應在放大電路中引入電壓並聯負反饋等。 無源濾波器:這種電路主要由無源元件R、L和C組成。 有源濾波器:集成運放和R、C組成,具有不用電感、體積小、重量輕等優點。 集成運放的開環電壓增益和輸入阻抗均很高,輸出電阻小,構成有源濾波電路後還具有一定的電壓放大和緩衝作用。但集成運放帶寬有限,所以目前的有源濾波電路的工作頻率難以做得很高。 兩個大小相等、極性相反的一對信號稱為差模信號。差動放大電路輸入差模信號(uil =-ui2)時,稱為差模輸入。 兩個大小相等、極性相同的一對信號稱為共模信號。差動放大電路輸入共模信號(uil =ui2)時,稱為共模輸入。 在差動放大器中,有用信號以差模形式輸入,幹擾信號用共模形式輸入,那麼幹擾信號將被抑制的很小。 場效應管常用來做前置放大器,以提高儀器設備的輸入阻抗,降低噪聲等。 工藝簡單,佔用晶片面積小,適宜大規模集成電路。在脈衝數字電路中獲得更廣泛的應用。 輸入迴路的接法應該使輸入信號儘量不損失地加載到放大器的輸入端。 輸出迴路的接法應該使輸出信號儘可能地傳送到負載上。 輸出迴路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓,經電容濾波只輸出交流信號。 所謂頻率補償,就是指提高或降低某一特定頻率的信號的強度,用來彌補信號處理過程中產生的該頻率的減弱或增強。常用的有負反饋補償、發射極電容補償、電感補償等。 克服由於引入負反饋而可能出現自激振蕩現象,使放大器能夠穩定工作。 在放大電路中,由於電晶體結電容的存在常常會使放大電路頻率響應的高頻段不理想,為了解決這一問題,常用的方法就是在電路中引入負反饋。然後,負反饋的引入 又引入了新的問題,那就是負反饋電路會出現自激振蕩現象,所以為了使放大電路能夠正常穩定工作,必須對放大電路進行頻率補償。 頻率補償的方法可以分為超前補償和滯後補償,主要是通過接入一些阻容元件來改變放大電路的開環增益在高頻段的相頻特性,目前使用最多的就是鎖相環。

基本放大電路種類(電壓放大器,電流放大器,互導放大器和互阻放大器),優缺點,特別是廣泛採用差分結構的原因。

放大電路的作用:放大電路是電子技術中廣泛使用的電路之一,其作用是將微弱的輸入信號(電壓、電流、功率)不失真地放大到負載所需要的數值。 電壓放大器:輸入信號很小,要求獲得不失真的較大的輸出壓,也稱小信號放大器; 功率放大器:輸入信號較大,要求放大器輸出足夠的功率,也稱大信號放大器。 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信號的輸入,這兩個信號的差值,為電路有效輸入信號,電路的輸出是對這兩個輸入信號之差的放大。設想這樣一種情景,如果存在幹擾信號,會對兩個輸入信號產生相同的幹擾,通過二者之差,幹擾信號的有效輸入為零,這就達到了抗共模幹擾的目的。

甲類功放,乙類互補對稱功放和甲乙類互補對稱功放特點和電路圖。

鎖相環的組成:鑑相器PD + 分頻器 + 迴路濾波器LPF + 壓控振蕩器 VCO等。 鑑相器通過比較上述兩個信號的頻率差,然後輸出一個直流脈衝電壓; 這樣經過一個很短的時間,VCO 的輸出就會穩定於某一期望值。 鑑相器是一個相位比較電路。輸入的基準信號和VCO輸出的信號進行相位比較,輸出一個代表相位差的誤差信號,經過環路濾波器,濾除誤差信號中的諧波和雜波成 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頻率差和相位差的方向變化。最終使VCO的輸出信號頻率等於基準信號的頻率。 零點漂移,就是指放大電路的輸入端短路時,輸出端還有緩慢變化的電壓產生,即輸出電壓偏離原來的起始點而上下漂動。 補償法(採用熱敏元件來抵消放大管的變化或採用特性相同的放大管構成差分放大電路); 在各級之間採用阻容耦合或者採用特殊設計的調製解調式直流放大器等。

什麼是頻率響應,怎麼才算是穩定的頻率響應,簡述改變頻率響應曲線的幾個方法。

頻率響應:通常亦稱頻率特性,頻率響應或頻率特性是衡量放大電路對不同頻率輸入信號適應能力的一項技術指標。
在放大電路中,由於電抗元件(如電容、電感線圈等)及電晶體極間電容的存在,當輸入信號的頻率過低或過高時,放大電路的放大倍數的數值均會降低,而且還將產 生相位超前或滯後現象。也就是說,放大電路的放大倍數(或者稱為增益)和輸入信號頻率是一種函數關係,我們就把這種函數關係稱為放大電路的頻率響應或頻率特性。 實質上,頻率響應就是指放大器的增益與頻率的關係。通常講一個好的放大器,不但要有足夠的放大倍數,而且要有良好的保真性能,即:放大器的非線性失真要小,放大器的頻率響應要好。「好」指放大器對不同頻率的信號要有同等的放大。 產生頻率響應的原因:一是實際放大的信號頻率不是單一的;二是放大器具有電抗元件和電抗因素。由於放大電路中存在電抗元件(如管子的極間電容,電路的負載電 容、分布電容、耦合電容、射極旁路電容等),使得放大器可能對不同頻率信號分量的放大倍數和相移不同。如放大電路對不同頻率信號的幅值放大不同,就會引起幅度失真;如放大電路對不同頻率信號產生的相移不同就會引起相位失真。幅度失真和相位失真總稱為頻率失真,由於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。為實現信號不失真放大所以要需研究放大器的頻率響應。 放大電路的頻率響應可以用幅頻特性曲線和相頻特性曲線來描述,如果一個放大電路的幅頻特性曲線是一條平行於x軸的直線(或在關心的頻率範圍內平行於x軸),而相頻特性曲線是一條通過原點的直線(或在關心的頻率範圍是條通過原點的直線),那麼該頻率響應就是穩定的。 在原有放大電路上串聯新的放大電路構成多級放大電路。 接收的信號有強弱變化,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,接收機的放大量總是做得較大,即靈敏度高,但接收強信號時,若不對通道的放大量進行調控,將產生不良後果。

LC正弦波振蕩器有哪幾種三點式振蕩電路,分別畫出其原理圖

給出一個差分運放,如何進行相位補償,並畫補償後的波特圖。

隨著工作頻率的升高,放大器會產生附加相移,可能使負反饋變成正反饋而引起自激。進行相位補償可以消除高頻自激。相位補償的原理是:在具有高放大倍數的中間 級,利用一小電容C(幾十~幾百微微法)構成電壓並聯負反饋電路。可以使用電容校正、RC校正分別對相頻特性和幅頻特性進行修改。

給出一差分電路,已知其輸出電壓Y+和Y-,求共模分量和差模分量。

設共模分量是Yc,差模分量是Yd,則可知其輸出為:

通常希望放大器的輸入電阻及輸出電阻是高一些好還是低一些好?為什麼?

在放大電路中,通常希望放大電路的輸入電阻高,因為這樣對信號源的影響小。從放大電路的輸出端看進去,放大電路可等效成一個有一定內阻的信號源,信號源的內阻為輸出電阻,通常希望其值越小越好,因為這樣可以提高放大器帶負載的能力。 電源變壓器: 將交流電網電壓u1變為合適的交流電壓u2。 整流電路: 將交流電壓u2變為脈動的直流電壓u3。 濾波電路: 將脈動直流電壓u3轉變為平滑的直流電壓u4。 穩壓電路: 清除電網波動及負載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩定。 偏置電路:為各級放大電路設置合適的靜態工作點。多採用恆流源電路。 輸入級: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輸入端。 中間級:主放大級,常為共射放大電路,多採用複合管。要求有足夠的放大能力。 輸出級:功率級,多採用互補功放電路或射極輸出器。要求Ro小,最大不失真輸出電壓儘可能大。 反饋網絡: 必須是正反饋,反饋信號即是放大電路的輸入信號 選頻網絡: 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 穩幅環節: 使電路能從½AuF½ >1 ,過渡到½AuF½ =1,從而達到穩幅振蕩。

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