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電子工程師必知：20個模擬電路(參考答案以及詳細分析).pdf
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下面是部分內(nèi)容預覽（無圖版）：
一、 橋式整流電路
1二極管的單向導電性：二極管的PN結加正向電壓，處于導通狀態(tài)；加反向電壓，處于截止狀態(tài)。
伏安特性曲線;
理想開關模型和恒壓降模型：
理想模型指的是在二極管正向偏置時,其管壓降為0,而當其反向偏置時,認為它的電阻為無窮大,電流為零.就是截止。恒壓降模型是說當二極管導通以后,其管壓降為恒定值,硅管為0.7V，鍺管0.5V
2橋式整流電流流向過程：
當u 2是正半周期時，二極管Vd1和Vd2導通；而奪極管Vd3和Vd4截止，負載RL是的電流是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓；在u 2的負半周，u2的實際極性是下正上負，二極管Vd3和Vd4導通而Vd1和Vd2截止，負載RL上的電流仍是自上而下流過負載，負載上得到了與u2正半周期相同的電壓。
3計算:Vo,Io,二極管反向電壓
Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2
二.電源濾波器
1電源濾波的過程分析：電源濾波是在負載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達到濾波的目的。
波形形成過程：輸出端接負載RL時，當電源供電時，向負載提供電流的同時也向電容C充電，充電時間常數(shù)為τ充=（Ri∥RLC）≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升，當ωt=ωt1時，有u 2=u 0,此后u 2低于u0，所有二極管截止，這時電容C通過RL放電，放電時間常數(shù)為RLC，放電時間慢，u 0變化平緩。當ωt=ωt2時，u 2=u 0,ωt2后u 2又變化到比u 0大，又開始充電過程，u 0迅速上升。ωt=ωt3時有u 2=u0，ωt3后，電容通過RL放電。如此反復，周期性充放電。由于電容C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。
2計算:濾波電容的容量和耐壓值選擇
電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U 2~0.9U 2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時間常數(shù)的大小。
電容容量RLC≧（3~5）T/2其中T為交流電源電壓的周期。實際中，經(jīng)常進一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2，每個二極管的平均電流是負載電流的一半。
三.信號濾波器
1信號濾波器的作用:把輸入信號中不需要的信號成分衰減到足夠小的程度，但同時必須讓有用信號順利通過。
與電源濾波器的區(qū)別和相同點：兩者區(qū)別為：信號濾波器用來過濾信號，其通帶是一定的頻率范圍，而電源濾波器則是用來濾除交流成分，使直流通過，從而保持輸出電壓穩(wěn)定；交流電源則是只允許某一特定的頻率通過。
相同點：都是用電路的幅頻特性來工作。
2LC串聯(lián)和并聯(lián)電路的阻抗計算:串聯(lián)時，電路阻抗為Z=R+j(XL-XC)=R+j(ωL-1/ωC)并聯(lián)時電路阻抗為Z=1/jωC∥(R+jωL)= 考濾到實際中，常有R<<ωL,所以有Z≈
幅頻關系和相頻關系曲線：
3畫出通頻帶曲線：
計算諧振頻率：fo=1/2π√LC
四.微分電路和積分電路
1電路的作用：積分電路：
1.延遲、定時、時鐘
2.低通濾波
3.改變相角（減）
積分電路可將矩形脈沖波轉換為鋸齒波或三角波，還可將鋸齒波轉換為拋物波。
微分電路：
1.提取脈沖前沿
2.高通濾波
3.改變相角（加）
微分電路是積分電路的逆運算，波形變換。微分電路可把矩形波轉換為尖脈沖波。
與濾波器的區(qū)別和相同點：原理相同，應用場合不同。
2微分和積分電路電壓變化過程分析,
在圖4-17所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應是從電阻兩端取出的電壓，即，電路時間常數(shù)小于脈沖信號的脈寬，通常取。
圖4-17 微分電路圖
因為t<0時，，而在t = 0 時，突變到，且在0< t <t1期間有：，相當于在RC串聯(lián)電路上接了一個恒壓源，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應：。由于，則由圖4-17電路可知。所以，即：輸出電壓產(chǎn)生了突變，從0V突跳到。
因為，所以電容充電極快。當時，有，則。故在期間內(nèi)，電阻兩端就輸出一個正的尖脈沖信號，如圖4-18所示。
在時刻，又突變到0 V，且在期間有：= 0 V，相當于將RC串聯(lián)電路短接，這實際上就是RC串聯(lián)電路的零輸入響應狀態(tài)：。
由于時，，故。
因為，所以電容的放電過程極快。當時，有，使，故在期間，電阻兩端就輸出一個負的尖脈沖信號，如圖4-18所示。
圖4-18 微分電路的ui與uO波形
由于為一周期性的矩形脈沖波信號，則也就為同一周期正負尖脈沖波信號，如圖4-18所示。
尖脈沖信號的用途十分廣泛，在數(shù)字電路中常用作觸發(fā)器的觸發(fā)信號；在變流技術中常用作可控硅的觸發(fā)信號。
這種輸出的尖脈沖波反映了輸入矩形脈沖微分的結果，故稱這種電路為微分電路。
微分電路應滿足三個條件：① 激勵必須為一周期性的矩形脈沖；② 響應必須是從電阻兩端取出的電壓；③電路時間常數(shù)遠小于脈沖寬度，即。
在圖4-19所示電路中，激勵源為一矩形脈沖信號，響應是從電容兩端取出的電壓，即，且電路時間常數(shù)大于脈沖信號的脈寬，通常取。
因為時，，在t =0時刻突然從0 V上升到時，仍有，
故。在期間內(nèi)，，此時為RC串聯(lián)狀態(tài)的零狀態(tài)響應，即。
由于，所以電容充電極慢。當時，。電容尚未充電至穩(wěn)態(tài)時，輸入信號已經(jīng)發(fā)生了突變，從突然下降至0V。則在期間內(nèi)，，此時為RC串聯(lián)電路的零輸入響應狀態(tài)，即。
由于，所以電容從處開始放電。因為，放電進行得極慢，當電容電壓還未衰減到時，又發(fā)生了突變并周而復始地進行。這樣，在輸出端就得到一個鋸齒波信號，如圖4-20所示。
鋸齒波信號在示波器、顯示器等電子設備中作掃描電壓。
由圖4-20波形可知：若越大，充、放進行得越緩慢，鋸齒波信號的線性就越好。
從圖4-20波形還可看出，是對積分的結果，故稱這種電路為積分電路。
RC積分電路應滿足三個條件：① 為一周期性的矩形波；② 輸出電壓是從電容兩端取出；③電路時間常數(shù)遠大于脈沖寬度，即。
圖4-19 積分電路圖
畫出變化波形圖
.
3計算:時間常數(shù)：RC
電壓變化方程：
積分：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,當t=to時，Uc=Uo.隨后C充電，由于RC≥Tk,充電很慢，所以認為Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故
Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫Uidt
微分：iF=iC=Cdui/dt Uo=-iFR=-RCdui/dt
電阻和電容參數(shù)的選擇：
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