第四節(jié) 電子電路基礎(chǔ) S BoF (0<
一、三極管放大電路 c]n03o
放大器就是把微弱的電信號，轉(zhuǎn)換成較大的信號，以滿足我們對信號電壓、功率的需要。放大器的種類較多，常見的有低頻放大器、中頻放大器和高頻放大器等。對放大器的要求是：耗電量小、失真小、頻帶寬、有足夠的功率、工作穩(wěn)定可靠。最常見的是三極管共發(fā)射極放大器： @/u`7FO$&
1、元件名稱及作用： E 9:hK
VCC電池正極；Q三極管，起放大作用；R1上偏置電阻；R2下偏置電阻；R3集電極負(fù)載電阻，產(chǎn)生集電極交流電壓；R4發(fā)射極電流負(fù)反饋電阻，穩(wěn)定直流工作電壓；C1輸入耦合電容；C2輸出耦合電容；C3發(fā)射極交流旁路電容；C1、C2、C3的作用均為隔直流、通交流。 .0-m=3mp2
2、直流偏置電路：三極管的集電極電壓較高，基極電壓較低，通常把基極電壓叫偏壓，基極電流叫偏流。R1、R2串聯(lián)分壓，提供基極電壓Ub。由于基極電壓較低，R1的阻值比R2要大。 d tBV0$
調(diào)整直流工作電壓（也叫調(diào)直流工作點(diǎn)）：在電路原理圖上，一般標(biāo)有直流參數(shù)，如集電極電流IC或發(fā)射極電壓Ue。若這些參數(shù)不正常，均可調(diào)整上偏置電阻R1的大小。若直流參數(shù)比正常值較大，說明工作點(diǎn)偏高，可增大R1的阻值，使基極電壓Ub減小，基極電流Ib減小，集電極電流IC減?。ㄈ綦娐诽峁┑氖前l(fā)射極電壓Ue，同樣會降低）；反之，直流工作點(diǎn)較低，可減小上偏置電阻R1。 &aQ)x
3、發(fā)射極直流負(fù)反饋：R4具有穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的作用（直流負(fù)反饋）。如三極管工作一段時間溫度上升，由于半導(dǎo)體材料的熱敏特性，引起導(dǎo)電性能增加，Ic、Ie增大，流經(jīng)R4時使發(fā)射極電壓Ue增大，由于Ub=Ube+Ue（即基極電壓Ub等于基極和發(fā)射極之間電壓Ube加發(fā)射極電壓Ue），因溫度上升導(dǎo)致Ue增大，Ub由R1、R2分壓基本不變，Ue的增大使Ube減小，Ube是發(fā)射結(jié)電壓，Ube的減小，使發(fā)射結(jié)發(fā)射能力減小，Ib減小、Ic隨之減小，實(shí)現(xiàn)直流工作點(diǎn)的自動穩(wěn)定。 Pb;`'<*U
直流供電通路： y m{/0&7
VCC→R3→C→e→R4→地構(gòu)成回路； 2ML6Lkk
VCC→R1→R2→地構(gòu)成回路； NK KO A
VCC→R1→b→e→R4→地構(gòu)成回路； &s;^q
4、交流放大通路： LD~'^+W
前級信號（天線、話筒或三極管輸出端）→C1→b→e→C3→地和前級構(gòu)成回路； I yN9 +
放大后從集電極輸出→C2→后級輸入端→地→C3→e構(gòu)成回路； piotd,
二、開關(guān)電路 Lp)8SmN
三極管的截止和飽和導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于開關(guān)的斷開和閉合，使信號隔斷和通過。加控制信號后，便組成簡單的開關(guān)電路。 j/pQ SlV
電路中，Q1為開關(guān)控制管，Q2是開關(guān)管，R1為Q1的偏置電阻，R2是Q1的集電極負(fù)載電阻，同時也是Q2的基極偏置電阻，R3是Q2的基極偏置電阻。 PEt8,,x<"
R1的阻值較大，使Q1處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，Q2的基極電壓較高而截止，發(fā)射極和集電極之間的電阻無窮大，等效于開關(guān)斷開，發(fā)射極2.8V電壓不能經(jīng)集電極輸出。 5 hadA>d
當(dāng)有脈沖控制信號加到Q1的基極時，脈沖高電平使NPN三極管Q1導(dǎo)通，集電極電流流經(jīng)R2時產(chǎn)生上正下負(fù)的電壓，使PNP三極管Q2基極電壓由高變低，由截止變?yōu)閷?dǎo)通。隨著脈沖控制信號的電壓升高，分別使Q1、Q2從放大進(jìn)入飽和，Q2發(fā)射極和集電極之間電阻最小，相當(dāng)于短路等效于開關(guān)合上，發(fā)射極的2.8V電壓經(jīng)集電極輸出，使相應(yīng)的電路得到供電而工作。 C'2 =0oou
開關(guān)電路常用于手機(jī)中接收和發(fā)射電路的供電轉(zhuǎn)換，控制信號來自于邏輯電路的CPU。 LC\:xia{X
三、振蕩電路 *b{lL5
把直流電壓轉(zhuǎn)換成一種連續(xù)不斷輸出交流電的電路，叫振蕩電路。振蕩電路的種類較多，按結(jié)構(gòu)不同分LC振蕩器、RC振蕩器和石英晶體振蕩器等。無論哪種振蕩器，維持振蕩的條件均為：反饋和幅度。即正反饋和負(fù)反饋的信號量要足夠大。 W.D 3$
從放大器的輸出端取出一部分信號，送回到輸入端叫“反饋”。若反饋的信號是減小輸入信號的為“負(fù)反饋”（反饋的信號極性與輸入端信號相反，相互抵消后使輸入信號減?。?；反饋的信號使輸入信號增大的為“正反饋”（反饋信號與輸入信號極性相同）。 9Pp|d"6]y
負(fù)反饋用于放大電路，它可以減小信號失真、展寬頻帶改善音質(zhì)、使電路自動穩(wěn)定工作等；正反饋用于振蕩電路，它可以補(bǔ)充振蕩電路所消耗的能量。 7QiCZcb\
最簡單的振蕩器是LC振蕩器。LC振蕩器的基本原理，就是利用電容器可以儲存電能、電感器可以儲存磁能的特性進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)換，形成電磁振蕩。 x0h3jw+6
①是電池給電容器充電，使電容器充上直流電壓；圖②是電容器與電感器構(gòu)成回路后，電容器放電，電感器把電能變成磁能予以儲存，即電轉(zhuǎn)換為磁；圖③電容器放電結(jié)束，電能全部轉(zhuǎn)換成磁能存在電感器中。磁能維持電荷運(yùn)動的方向，向電容器反充電，使電容器充的下正上負(fù)的電壓，形成磁電轉(zhuǎn)換；圖④為電容器放電把電能轉(zhuǎn)換成磁能；圖⑤是電感器把磁能轉(zhuǎn)換成電能給電容器充電，使電容器充得上正下負(fù)的電壓，完成一個電磁轉(zhuǎn)換的周期，電容器又開始放電……，進(jìn)入下一個周期，周而復(fù)始形成不停的振蕩。 h4\6h
從上LC振蕩可以看出，當(dāng)LC的參數(shù)（線圈的圈數(shù)或電容器的容量）固定時，振蕩周期也就固定了。 q VdC?A|
即 X/8iJ-KB
振蕩公式或原理分析可以看出，若改變L或C參數(shù)的大小，均可改變振蕩頻率fo。即L或C與振蕩頻率成反比。 u 1{ym_
LC在電磁轉(zhuǎn)換過程中將消耗一定的能量，若不及時補(bǔ)充，振蕩的幅度越來越小，形成阻尼振蕩最后停振。為了保持不停的振蕩，就需要不斷的補(bǔ)充能量，即振蕩電路需要正反饋，才能形成不停的等幅振蕩。收音機(jī)就是改變LC輸入回路中電容器C的容量（可變電容），改變振蕩頻率去實(shí)現(xiàn)選頻（換臺）；黑白電視機(jī)的高頻頭是改變LC回路中的各電感量L實(shí)現(xiàn)選頻。 ?5v5:U(A
手機(jī)電路中的壓控振蕩器（VCO），多采用電容三點(diǎn)式振蕩器（三極管的三個極均接有電容，圖1）但電容三點(diǎn)式振蕩器有缺點(diǎn)，一是振蕩頻率不可調(diào)整，二是頻率穩(wěn)定性較差，所以人們設(shè)計(jì)出了在振蕩回路中串入一個小電容的考畢茲振蕩電路（圖2），電路中的總電容是三個電容的倒數(shù)之和（即電容越串越小，并且總?cè)萘勘绕渲凶钚∪萘康倪€要?。?，由于C3遠(yuǎn)小于C1和C2，所以電路中的總電容C總≈C3根據(jù) /4 LR0`A'
可以看出C3的容量決定了振蕩頻率，調(diào)整C3即可達(dá)到改變振蕩頻率的目的。 1: xnD
在實(shí)際電路中，C3就采用了變?nèi)荻O管，從鑒相器輸出誤差電壓的變化，改變了變?nèi)荻O管的反偏壓，使它的結(jié)電容變化，達(dá)到振蕩頻率的改變，使VCO電路的振蕩頻率穩(wěn)定。在我們要求的頻率點(diǎn)上。 1!(%<R
四、混頻電路 [)SR $/A
混頻電路就是用手機(jī)本機(jī)振蕩的頻率與接收信號頻率進(jìn)行差頻，把接收的高頻信號降低成為一個固定的中頻，提高手機(jī)的靈敏度（接收微弱信號的能力）、選擇性（抑制鄰近信號的能力）和穩(wěn)定性。 |^PLZ>
1、混頻電路的特點(diǎn)： OOBcJC
⑴、混頻器由非線性元件（晶體管）組成（電壓和電流的變化不成線形變化）。 rFq@ ]t3q
⑵、混頻器必須有兩種信號輸入，利用非線性元件將兩個頻率混合產(chǎn)生與這兩種有關(guān)的多種頻率輸出； .FKJ yzL
⑶、在混頻器的輸出端設(shè)有選頻回路，選頻回路的中心頻率就是所需要的中頻頻率，未被選中的其它頻率被濾除掉。 <m>l-]
五、濾波電路 E./__Mz@
濾波就是讓有用的信號通過，無用的濾除掉（就象廚房用的灶濾一樣，有用的食品留住，無用的水濾除掉）。濾波電路的種類較多，不同的結(jié)構(gòu)用途也不盡相同。 {b,2;w}95
常見濾波電路的種類： Y%/ YFO2vb
按供電方式：分有源濾波和無源濾波； %K^gUd>,R
按結(jié)構(gòu)方式：分固定器件和分立元件； NuD[-;N ]
按頻率方式：分帶通濾波和窄帶濾波； <r B3[IJo
按作用方式：分信號濾波和電源退耦濾波； /^'B gnez
1、有源濾波通常使用電容器和放大器，把電容器的濾波效果放大若干倍，濾波效果好；無源濾波沒有放大電路，效果不如有源濾波。 Z cm<Fw
2、固定器件的濾波器，有聲表面濾波器、壓電陶瓷濾波器等。這種濾波器體積小，不需調(diào)整電路，頻率穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)；分立元件濾波器常見LC濾波、RC濾波、晶體管濾波等。分立元件濾波器由于元件參數(shù)的變化，濾波效果不如固定器件濾波器。 ;P;"F21^>
3、帶通濾波是指允許一定頻率寬度的信號通過的濾波電路，如手機(jī)高放前后的濾波器，所通過的頻率帶寬為25MHZ；窄帶濾波器只允許某一個頻率的信號通過，如中頻濾波器、高通濾波器、低通濾波器等。 %AG1oWWc>.
4、信號濾波器是指信號通路中的濾波電路；電源退耦濾波是在電源供電電路中所接的RC或LC電路，作用是避免電路中高頻、中頻和低頻信號在共用電源上產(chǎn)生串?dāng)_。一般是在高低頻的交界供電電路中串入RC或LC濾波器，使不同頻率的交流信號通過各自的電容器構(gòu)成回路，避免了有害的耦合，所以又叫退耦電路。LC的濾波效果比RC濾波效果好。 V06CCy8n
六、耦合電路 ~H^'al2PK
在放大電路中，往往使用多級放大器才能完成對信號的放大，放大器與放大器之間交流信號的傳遞叫耦合。對放大器的要求是：既有效的把信號傳送到下一級，又不影響兩極的靜態(tài)工作點(diǎn)（直流電壓）。常用的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合等。 1~2R^#rm
1、阻容耦合：; 也叫RC耦合，是一種常見的耦合方式。前級放大的交流信號在集電極負(fù)載電阻R3上產(chǎn)生電壓，經(jīng)耦合電容C2傳遞到第二級，這種耦合方式就叫作阻容耦合。阻容耦合的特點(diǎn)是兩級直流工作點(diǎn)各自獨(dú)立互不影響，頻率特性好，但傳輸效率低，常用于小信號前置放大。 \ ]
手機(jī)中的高放、中放等多采用阻容耦合方式。 HDmx@E.@
2、變壓器耦合： p$Kj<:qiP
用變壓器來傳遞交流信號叫變壓器耦合。變壓器耦合是利用電磁感應(yīng)的原理，把前級的交流信號感應(yīng)到下一級，變壓器的初、次級的功率基本相等，傳輸效率達(dá)60～80%。它不但變換電壓、變換電流，還具有阻抗變換的作用，使用較多。變壓器耦合的特點(diǎn)是：傳輸效率高，直流工作點(diǎn)互不影響，但體積較大，頻率特性較差。 Kt W6AZJ
手機(jī)中的阻抗變換器、發(fā)射功率取樣、互感耦合器均采用變壓器電磁感應(yīng)的方式。 .u1X+P7
3、直接耦合： ., 3Zj /
直接耦合就是兩級放大器之間沒有耦合元件，前級集電極直接連接后級的基極。直接耦合的特點(diǎn)：傳輸效率高，低頻特性好，但兩級直流相互影響，若有一級不正常將引起兩級都不正常，所以電路中采用了自動穩(wěn)定直流工作點(diǎn)的負(fù)反饋。手機(jī)電路中使用直接耦合較少 ^GMJ~ [ ]
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