一、桥式整流电路
1、二极管的单向导电性:
1二极管的单向导电性:二极管的PN 伏安特性曲线:ﻫ理想开关模型和恒压降模型:ﻫ
电工最常见电路结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态。
伏安特性曲线;
理想开关模型和恒压降模型:
理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止.恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0。7V,锗管0.5 V
2桥式整流电流流向过程:ﻫ当u2是正半周期时,二极管Vd1和Vd2导通;而夺极管Vd3和Vd4截止,负载RL是的电流是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压;在u 2的负半周,u 2的实际极性是下正上负,二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止,负载RL上的电流仍是自上而下流过负载,负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。
3计算:Vo,Io,二极管反向电压ﻫUo=0。9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2二.电源滤波器
ﻫ1、电源滤波的过程分析:ﻫ波形形成过程:
波形形成过程:输出端接负载RL时,当电源供电时,向负载提供电流的同时也向电容C充电,充电时间常数为τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略
Ri压降的影响,电容上电压将随u 2迅速上升,当ωt=ωt1时,有u 2=u 0,此后u 2低于u0,所有二极管截止,这时电容C通过RL放电,放电时间常数为RLC,放电时间慢,u 0变化平缓。当ωt=ωt2时,u 2=u 0, ωt2后u2又变化到比u 0大,又开始充电过程,u 0迅速上升。ωt=ωt3时有u 2=u 0,ωt3后,电容通过RL放电。如此反复,周期性充放电.由于电容C的储能作用,RL上的电压波动大大减小了。电容滤波适合于电流变化不大的场合。LC滤波电路适用于电流较大,要求电压脉动较小的场合。
2计算:滤波电容的容量和耐压值选择
电容滤波整流电路输出电压Uo在√2U 2~0.9U 2之间,输出电压的平均值取决于放电时间常数的大小.
电容容量RLC≧(3~5)T/2其中T为交流电源电压的周期。实际中,经常进一步近似为Uo≈1。2U2整流管的最大反向峰值电压URM=√2U2,每个二极管的平均电流是负载电流的一半。
三.信号滤波器
1、电路的作用,与滤波器的区别和相同点。ﻫ2、微分和积分电路电压变化过程分析,画出
3、计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择。ﻫ1电压变化波形图。ﻫ
信号滤波器的作用:把输入信号中不需要的信号成分衰减到足够小的程度,但同时必须让有用信号顺利通过。ﻫ与电源滤波器的区别和相同点:两者区别为:信号滤波器用来过滤信号,其通带是一定的频率范围,而电源滤波器则是用来滤除交流成分,使直流通过,从而保持输出电压稳定;交流电源则是只允许某一特定的频率通过。ﻫ相同点:都是用电路的幅频特性来工作。ﻫ 2 LC串联和并联电路的
阻抗计算:串联时,电路阻抗为Z=R+j(XL—XC)=R+j(ωL-1/ωC)并联时电路阻抗为Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考滤到实际中,常有R〈<ωL,所以有Z≈ﻫ幅频关系和相频关系曲线:ﻫ3画出通频带曲线:ﻫ计算谐振频率:fo=1/2π√LC
四。微分电路和积分电路
1、电路的作用,与滤波器的区别和相同点。
2、微分和积分电路电压变化过程分析,画出电压变化波形图.
3、计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择。ﻫ1电路的作用:积分电路:1.延迟、定时、时钟
2.低通滤波ﻫ3.改变相角(减)
积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。ﻫ微分电路:ﻫ1。提取脉冲前沿
2.高通滤波
3。改变相角(加)
微分电路是积分电路的逆运算,波形变换。微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波.
与滤波器的区别和相同点:原理相同,应用场合不同.ﻫ2微分和积分电路电压变化过程分析,ﻫ在图4—17所示电路中,激励源为一矩形脉冲信号,响应是从电阻两端取出的电压,即,电路时间常数小于脉冲信号的脉宽,通常取。
因为t〈0时,,而在t =0 时,突变到,且在0< t < t1期间有:,相当于在RC串联电路上接了一个恒压源,这实际上就是RC串联电路的零状态响应。由于,则由图4-17电路可知。所以,即:输出电压产生了突变,从0V突跳到。ﻫ因为,所以电容充电极快。当时,有,则.故在期间内,电阻两端就输出一个正的尖脉冲信号,如图4—18所示。
在时刻,又突变到0 V,且在期间有:= 0 V,相当于将RC串联电路短接,这实际上就是RC串联电路的零输入响应状态:。
由于时,,故。ﻫ因为,所以电容的放电过程极快.当时,有,使,故在期间,电阻两端就输出一个负的尖脉冲信号,如图4—18所示。ﻫ由于为一周期性的矩形脉冲波信号,则也就为同一周期正负尖脉冲波信号,如图4—18所示。
尖脉冲信号的用途十分广泛,在数字电路中常用作触发器的触发信号;在变流技术中常用作可控硅的触发信号。ﻫ这种输出的尖脉冲波反映了输入矩形脉冲微分的结果,故称这种电路为微分电路。
微分电路应满足三个条件:①激励必须为一周期性的矩形脉冲;②响应必须是从电阻两端取出的电压;③电路时间常数远小于脉冲宽度,即。ﻫ在图4—19所
示电路中,激励源为一矩形脉冲信号,响应是从电容两端取出的电压,即,且电路时间常数大于脉冲信号的脉宽,通常取。ﻫ因为时,,在t =0时刻突然从0 V上升到时,仍有,
故。在期间内,,此时为RC串联状态的零状态响应,即。ﻫ由于,所以电容充电极慢。当时,.电容尚未充电至稳态时,输入信号已经发生了突变,从突然下降至0 V。则在期间内,,此时为RC串联电路的零输入响应状态,即。由于,所以电容从处开始放电.因为,放电进行得极慢,当电容电压还未衰减到时,又发生了突变并周而复始地进行。这样,在输出端就得到一个锯齿波信号,如图4—20所示。
锯齿波信号在示波器、显示器等电子设备中作扫描电压。
由图4-20波形可知:若越大,充、放进行得越缓慢,锯齿波信号的线性就越好.ﻫ从图4-20波形还可看出,是对积分的结果,故称这种电路为积分电路。ﻫRC积分电路应满足三个条件:①为一周期性的矩形波;②输出电压是从电容两端取出;
③电路时间常数远大于脉冲宽度,即。
3计算:时间常数:RCﻫ电压变化方程:
积分:Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时,Uc=Uo。随后C充电,由于RC≥Tk,充电很慢,所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故ﻫUo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidtﻫ微分:iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdui/dt
电阻和电容参数的选择:ﻫ五.共射极放大电路
ﻫ1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和
1三极管的结构,直流等效电路图。ﻫ3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。ﻫ
三极管各极电流关系:Ie=Icn+Ibn=Ic+Ib Ic=Icn+Icbo≈βIb
Ib =Ibn-Icboﻫ特性曲线:
共发射极输入特性曲线共发射极输出特性曲线
放大条件:发射结正偏(大于导通电压),集电极反向偏置
2 元器件的作用:UCC为直流电源(集电极电源),其作用是为整个电路提供能源,
保证三极管发射结正向偏置,集电结反向偏置。Rb 为基极偏置电阻,作用是为基极提供合适的偏置电流.Rc为集电极负载电阻,作用是将集电极电流的变化转换成电压的变化。晶体管V具有放大作用,是放大器的核心.必须保证管子工作在放大状态。电容C1 C2称为隔直电容或耦合电容,作用是隔直流通交流,即保证信号正常流通的情况下,使交直流相互隔离互不影响。
电路的用途:将微弱的电信号不失真(或在许可范围内)地加以放大,把直流电能转化成交流电能。
电压放大倍数:电压增益用Au表示,定义为放大器输出信号电压有效值与输入信号电压有效值的比值,即Au=Uo/Ui。Uo与信号源开路电压Us之比称为考虑信号源内阻时的电压放大倍数,记作Aus,即Aus=Uo/Us.根据输入回路可得Ui=Us ri/(rs+ri),因此二者关系为Aus=Au ri/(rs+ri)
输入输出的信号电压相位关系:输出电压与输入信号电压波形相同,相位相差180o,并且输出电压幅度比输入电压大。ﻫ3静态工作点的计算:基极电流IBQ=UCC—UBE/Rb(UBE=0。6~0。8V取0。7V UBE=0.1~0。3V取0.2V)集电极电流ICQ=βIBQ,UCEQ=UCC—ICQRc.ﻫ电压放大倍数的计算:输
入电压Ui=Ibrbe
输出电压Uo= --βIbR`L(R`L=RcRL/Rc+RL)
电压放大倍数Au=--βR`L/rbe=—-βRCRL/rbe(RC+RL)
六。分压偏置式共射极放大电路
ﻫ1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
3、静态工作点的计算、电压放2、电流串联负反馈过程的分析,负反馈对电路参数的影响.ﻫ
1元器件的作用:CE为旁通电容,交流短路R4.RB1RB2为基极大倍数的计算.ﻫ
偏置电阻,作用是为基极提供合适的偏置电流.ﻫ电路的用途:既有电压增益,也有电流增益,应用最广,常用作各种放大器的主放大级。
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