康华光《电子技术基础模拟部分》cha课件

电子技术基础（模拟部分）本课程将深入探讨电子技术的模拟部分涵盖从电路设计到信号分析等各个方,面学习这些基础知识对于掌握现代电子产品的工作原理至关重要课程简介与学习目标课程简介学习目标实践环节本课程主要介绍电子技术的基础理论和应用通过学习学生能够掌握电子技术的基本原课程设有实验环节让学生亲身动手操作电,,知识包括电路、元件、信号分析等内容理和分析方法了解各类电子元器件的特性子电路培养分析和解决问题的能力,,,为学生奠定扎实的电子技术基础及应用为后续电子设计奠定基础,电磁学基础知识回顾电磁场1电和磁场的相互作用静电场2电荷产生的静止电场静磁场3磁极产生的静止磁场电磁学是电路分析的基础静电场描述电荷之间的相互作用力，静磁场描述磁偶极子之间的相互作用力两者的叠加形成了电磁场，是电路中电流和电压的根源掌握电磁学基础知识对于理解电路行为至关重要电阻的基本性质电阻的定义电阻的特性电阻的用途电阻的分类电阻是阻挡电流流动的元件电阻遵循欧姆定律即电压与电阻广泛应用于电子电路中电阻可分为固定电阻和可变电,,,它的大小用欧姆表示电电流成正比比例系数就是电用于电流限制、分压、负载均阻两大类固定电阻又有金属Ω,,阻值越大阻挡电流的能力越阻电阻还与材质、几何形状衡等功率型和精密型电阻各膜电阻、碳膜电阻等多种形,强和温度有关有不同用途式电阻的接法和功率串联接法1电阻按照串联方式连接，电流相同而电压各不相同并联接法2电阻按照并联方式连接，电压相同而电流各不相同功率计算3电阻的功率与电压、电流和阻值有关，可以计算出功率值电阻可以采用串联或并联的方式连接串联时电流相同而电压各不相同，而并联时电压相同而电流各不相同不管是串联还是并联，我们都可以计算出电阻的功率，这对于电路设计很重要电容的基本性质储能特性电容量电容器能够在充电时储存电能电容量是电容器存储电荷的能,在放电时释放电能这是电容器力用单位为法拉来表示电,,F的基本特性容量越大存储电荷能力越强,绝缘材料极性电容器由两个导电板和一层绝缘有极性电容器要严格按正负极性材料组成绝缘材料决定了电容连接否则可能会损坏无极性,,器的耐压性和漏电特性电容器则可双向使用电容的接法和应用串联电容串联电容会分担电压用于电压调整和滤波,并联电容并联电容提供储能用于滤波和旁路提高电路稳定性,,耦合电容耦合电容可在电路中传递信号隔开直流电压,去耦电容去耦电容可抑制高频噪声提高电路抗干扰能力,电感的基本性质磁场产生储能效应电感是一种将电流转换成磁场的电感能够存储电磁能量当电流被动电子元件通过绕线形成的通过时会产生磁场停止通电后磁,磁场可以产生感应电压场的能量会被释放阻碍变化电感会阻碍电流的突然变化这种特性可以用来平滑电路中的电流波动,电感的等效电路电感器的等效电路包括电感和电阻两个部分电感值表示电感器L的磁性特性，表示能够储存的磁能串联电阻则代表电感器的电R阻损耗，如导线的电阻以及核心材料的磁滞损耗等效电路可以更好地描述电感器的特性和工作原理，有助于分析电感在电路中的作用电路的基本性质RC电阻电容时间常数R Cτ电阻控制电流的大小并分配电压它是电容能够存储电荷并在电路中提供延迟电路的时间常数是电容器充放电的时间,RC,RC RC电路的关键组成部分时间它决定了电路的响应速度尺度决定了电路的动态特性,电路的时间常数RC

0.1s时间常数电路的时间常数，指电容在充电或放电过程中电压变化到最终稳态值的时间RC

63.2%充电放电比例/在一个时间常数内，电容电压能达到最终值的

63.2%5τ完全充放电经过个时间常数后，电容电压基本上达到最终稳态值5直流电路分析方法电压法1通过计算电压降和电压来分析直流电路适用于复杂电路的分,析电流法2根据基尔霍夫电流定律计算电流可用于解决电路中的未知电,流功率法3利用功率公式结合电压电流方程来分析电路适用于需要确定功,率的场景交流电基本概念交流电波形交流电特性交流电参数交流电是随时间而周期性变化的电流或电交流电的特点包括交变性、瞬时值变化、平交流电的主要参数包括周期、频率、振幅、压其波形通常呈正弦曲线它会周期性地均功率为零等它在工业和日常生活中广泛相位等这些参数决定了交流电的性质和应,在正值和负值之间变化应用用正弦波的特性正弦波是一种最基本的周期性函数具有波幅、周期和频率等基本特性正弦波,的波形呈现平滑的曲线呈现出周期性、对称性和连续性等特点,正弦波的振幅反映了波形的最大值周期表示波形的重复周期频率则表示单位时,,间内的周期次数这些基本参数可用于描述和分析正弦波在电路中的作用和应用交流电压电流的关系电压和电流的相位关系电阻电路电容电路电感电路在交流电路中，电压和电流通在纯电阻电路中，电压和电流在纯电容电路中，电流领先电在纯电感电路中，电压领先电常不是同相的它们的相位存是同相的它们波形一致，峰压°电流波形先于电压波流°电压波形先于电流波9090在差异，取决于电路中的元件值同步出现形达到峰值形达到峰值性质电感和电容在交流电路中的作用电感的作用电容的作用谐振电路电感会阻碍交流电压的变化从而产生感抗电容会阻碍交流电压的变化从而产生容电感和电容串联或并联形成谐振电路当频,,,,影响电路中的电流分布电感可以被用于调抗电容可以用于滤波、旁路、耦合等作率相等时会产生共振可用于功率放大、滤,制、滤波等功能用对交流电路有重要影响波等,电感电路与电容电路电感的特性电容的特性应用场景电感会阻碍电流的变化，在交流电路中表电容会阻碍电压的变化，在交流电路中表通过合理选用电感和电容可构建出滤,现出感抗特性现出电容抗特性波、耦合、谐振等各种功能的电路共振电路谐振频率因数Q共振电路的谐振频率是电感和电因数越高，表示共振电路的选Q容的共同决定的通过调整电感择性越强，能够更好地挑选出特和电容的值可以得到所需的谐振定频率的信号频率应用共振电路广泛应用于无线电、电视、雷达等领域中的滤波和选频电路串、并联交流电路分析串联电路1电路中各元件串联接通，电流相同，电压不同并联电路2电路中各元件并联接通，电压相同，电流不同相量分析3利用相量图分析电压电流之间的关系在交流电路中我们需要根据电路的连接方式串联或并联来分析电压和电流的关系这需要运用相量分析的方法通过相量图来观察各电,,路元件的电压、电流及其相位关系三相交流电基本概念电压相位差电压波形三相电压的相位互差度即三相电压呈正弦波形且相互之120,,相、相和相电压错开间的相位差是度A BC120120度线电压与相电压应用领域三相系统中线电压大于相电压三相交流电广泛应用于电力系统,的根号倍和工业电机驱动领域3三相电路的功率计算三相电路中的功率计算分为三种功率有功功率、无功功率和视在功率有功功:率表示电路中真正被消耗的功率是电压与电流有效值的乘积乘以功率因数无,功功率则是由电感和电容产生的交流分量功率与功率因数成反比视在功率是,三相电路的总功率包含了有功和无功成分,功率名称公式说明有功功率表示电路中真正被消P=√3*U*I*耗的功率cosθ无功功率由电感和电容产生的Q=√3*U*I*sinθ交流分量功率视在功率三相电路的总功率包S=√3*U*I,含有功和无功成分半导体二极管的基本性质结构正向和反向偏压p-n二极管由型半导体和型半当型区域正偏压，型区域负p np n导体组成的结构而成，形成偏压时为正向偏压；反之则为反p-n了一个单向导电器件向偏压导通和截止状态典型应用正向偏压时二极管导通，反向偏二极管广泛应用于整流、检波、压时二极管处于截止状态，只允开关等电路中，是电子电路的基许少量电流流过础器件二极管整流电路能量转换1二极管能够将交流电转换为直流电半波整流2单个二极管可实现半波整流全波整流3使用四个二极管可实现全波整流二极管整流电路是电子技术中常见的基础电路之一利用二极管的单向导电特性可以将交流电转换为直流电半波整流使用单个二极管,,全波整流则需要四个二极管整流后的直流电可广泛应用于电子电路的电源供应双极性晶体管的基本性质结构构成工作原理电路应用双极性晶体管由发射极、基极和集电极三个通过对发射极和集电极施加适当的偏压可双极性晶体管广泛应用于各类模拟和数字电,半导体区域组成具有放大和开关功能以控制基极电流从而实现电流放大路可实现放大、开关等多种功能,,三极管的放大电路基本原理1三极管是一种半导体放大器件通过控制流过集电极和发射极之,间的电流来实现信号放大共射放大电路2最常见的三极管放大电路是共射放大电路其具有高输入阻抗、,低输出阻抗和大电压放大倍数等优点偏置电路3为了保证三极管工作在最佳工作区域需要设计合适的偏置电,路如固定偏置和自偏置电路,运算放大器的基本原理输入信号放大负反馈控制运算放大器能够将微弱的输入信号放运算放大器通过负反馈电路可以实现大到所需的电平，为后续电路提供足精准的放大倍数控制和稳定的输出特够的驱动能力性差分输入高输入阻抗运算放大器具有差分输入端，可以有运算放大器具有极高的输入阻抗，可效抑制共模干扰信号，提高信号质最大限度地减少对被测电路的负载影量响放大器电路的分类与应用模拟放大器数字放大器功率放大器操作放大器根据输出电压是否随输入电压采用开关技术对输入信号进行主要用于高功率信号的放大在模拟信号处理中扮演着重要,线性变化，分为线性放大器和放大主要应用于计算机电如音频功率放大器、视频功率角色可广泛应用于各种放大,非线性放大器线性放大器可路、通信设备、工业控制等领放大器、开关电源放大器等电路、运算电路、滤波器等广泛应用于音频放大、测量仪域以和为代表广泛应用于音频、视频、电力以、等为代TTL CMOSLM324LM741表、伺服系统等场合电子等领域表信号放大电路设计实例放大电路设计示例我们将介绍一个典型的声音信号放大电路的设计案例通过合理选择放大电路的基础元件和参数值，可以实现对输入信号的高效放大和输出该电路采用两级放大结构，利用运算放大器实现信号的稳定放大，同时通过反馈电路调整增益和带宽特性综合练习与复习在本课程的最后部分，我们将进行全面的复习和综合练习这将帮助学生巩固所学知识点，并将各部分内容融会贯通通过一系列案例分析和模拟电路设计，学生将深入了解模拟电路的设计与应用此外，我们还将展示一些前沿的模拟电子技术发展趋势，为学生未来的技术探索奠定基础这个环节的目标是帮助学生全面掌握电子技术的基础知识和实际应用能力我们将结合理论知识和动手实践，通过丰富多样的练习题和项目设计，培养学生分析问题、解决问题的能力同时也希望学生能够对这一领域产生浓厚的兴趣为未来的学习和发展奠定良好的基础,。