電氣工程師必須掌握的模擬電路(1)

電氣工程師必須掌握的模擬電路

初級層次是熟練記住這二十個電路，清楚這二十個電路的作用。只要是電子愛好者，只要是學習自動化、電子等電控類專業(yè)的人士都應該且能夠記住這二十個基本模擬電路。

中級層次是能分析這二十個電路中的關鍵元器件的作用，每個元器件出現(xiàn)故障時電路的功能受到什么影響，測量時參數(shù)的變化規(guī)律，掌握對故障元器件的處理方法;定性分析電路信號的流向，相位變化;定性分析信號波形的變化過程;定性了解電路輸入輸出阻抗的大小，信號與阻抗的關系。有了這些電路知識，您極有可能成長為電子產(chǎn)品和工業(yè)控制設備的出色的維修維護技師。

高級層次是能定量計算這二十個電路的輸入輸出阻抗、輸出信號與輸入信號的比值、電路中信號電流或電壓與電路參數(shù)的關系、電路中信號的幅度與頻率關系特性、相位與頻率關系特性、電路中元器件參數(shù)的選擇等。達到高級層次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪職業(yè)--電子產(chǎn)品和工業(yè)控制設備的開發(fā)設計工程師將是您的首選職業(yè)。

電路一、橋式整流電路

1、二極管的單向?qū)щ娦裕?二極管的PN結(jié)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0.5 V。

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u 2正半周期相同的電壓;在u 2的負半周，u 2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u 2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

電路二、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u 2迅速上升，當ωt=ωt1時，有u 2=u 0,此后u 2低于u 0，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=u 0，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=√2U 2，每個二極管的平均電流是負載電流的一半。

電路三、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。

2、LC 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

電路四、微分和積分電路

1、電路的作用，與濾波器的區(qū)別和相同點;

2、微分和積分電路電壓變化過程分析，畫出電壓變化波形圖;

3、計算：時間常數(shù)，電壓變化方程，電阻和電容參數(shù)的選擇。

電路五、共射極放大電路

1、三極管的結(jié)構、三極管各極電流關系、特性曲線、放大條件;

2、元器件的作用、電路的用途、電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出的信號電壓相位關系、交流和直流等效電路圖;

3、靜態(tài)工作點的計算、電壓放大倍數(shù)的計算。