模电的复习

模电第一章模拟电路最重要的器件为放大器其设计思想是为了线性放大传感器的电信号以便后续的模数转换器件去处理因为传感器的电信号过于微弱难以识别处理重点在于线性放大。简化电路如下为电压放大的简化电路适用于Ri大负载电阻RL大的情况即源内阻Rsi小负载RL大的情况Avo称为增益其中输入电阻可以外加一个测试电压Vi得到测试电流Ii测得频率失真分为2种一种是幅度失真一种是相位失真幅度失真是放大电路对不同频率信号幅值的放大倍数不同相位失真是放大电路对不同频率信号的时延不同两种都属于信号的线性失真信号的非线性失真指的是电压传输特性曲线不是线性的即放大电路对不同幅值的输入电压的放大倍数不一致导致模电第二章运算放大器下面是运算放大器的简化电路图P是同相输入端N是反相输入端。理想运算放大器以下为理想运放的电路模型此模型有几条条件1.理想运放工作在限幅区2.Avo为无穷大因为Vo输出为有限值所以虚短即VP-VN03.理想运放的输入电阻Ri无穷大因此虚断即I04.输出电阻0VoAvo(Vp-Vn)同相放大电路实际上并没有理想放大器这个器件即Avo不是无穷大的那么由此推导的虚断和虚短也是不存在的实际上真实链路用同相放大器去逼近理想运放的逻辑即实际上的Avo并不是无穷大那么Vp-Vn0这个等式即虚断这个概念不存在由此后面推导的虚短I0概念也不存在而同相放大器是通过反馈实现此功能。具体过程如以下由于实际运放Avo本身就很大因此如果没有反馈的话只要VP比VN大一些会把Vo直接冲到限幅区有了同相反馈后当VP大于VN时VO会变大由于理想运算的输入电阻很大Ip和In趋近于0那么经过R1的电流就是和经过R2的电流趋于相同所以VnVo*R1/(R1R2)Vo变大Vn也会同步变大从而把VP-VN调成趋向0因此接近理想运放从而保证工作在线性区。由于负反馈的作用使得最终电压稳定保持在如图2.3.1的图b所示因此可以保证VO是Vi的线性放大。Vo跟随VnVp相位相同同相电路技术指标闭环电压增益AvVo/ViR2/R11 1需要调节具体的增益系数只需要调节反馈电阻值就可以反相放大电路反相放大电路如下图所示同样有深度反馈情况Vp-Vn变大即Vn变小那么Vo变大这么相当于I2变大通过R2去拉高Vn的电压这样Vp-Vn又趋向于0调节Vp接地VnVpVn是相当于虚拟地Vi/R1-Vo/R2 Vo-Vi*R2/R1, Av-R2/R1.Vo和输入电压相位相反称之为反相电路和同相电路的区别在于Vi接到N端P端接GND其他基本一样同相放大电路和反相放大电路的应用1.差分放大电路用虚短和虚断可以推导出此电路只适用于同相输入端信号源内阻低的情况如果内阻高的话那么I2电流会使得电压分压损失在信号源内阻上而反相输入端就没有这个烦恼了因为反相输入端的Vn的电压是固定的所以当RS大的时候电流变小那么VoVn-I4*R4Vo会主动抬高以保持Vn不变2.仪用放大器如下图所示A1,A2都是同相放大器后接A3求差放大这样可保证A3的PN输入端阻抗匹配减少共模干扰即从V1,V2输入端共模电压同时被放大一样的幅度且被后面A3求差电路相减掉。实际上就是一个差分放大电路适用于高信号源内阻的情况且完全阻抗匹配共模抑制比好。3.求和电路实际就是利用虚短虚断的规则I3I1I2从而VO是等于Vi1Vi2的相关情况4.积分电路电容的公式为IC*dV/dT即Vo是和电容两端电压相等因此是个积分5.微分电路Vo是和电容两端电流相等因此是个微分模电第三章二极管