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大纲/内容
4.5自动控制原理10
大纲
理解下列术语：开环、闭环、反馈、随动、校正。2<br>开环控制技术：开环控制系统组成、工作原理和优缺点。1<br>典型输入和系统响应。2<br>
闭环控制技术：<br>P-控制器、I-控制器、D-控制器、PI-控制器、<br>PD-控制器、PID-控制器，闭环控制系统的类型及其特点5
基础
经常使用<b>方框图</b>的形式表示控制系统的基本结构
自动控制是指在没有人干预的条件下，利用物理装置自动调整<b><font color="#c41230">被控制的物理量 </font></b><br>
<b><font color="#c41230">校正</font></b>
通过给系统附加装置，用以改善系统的性能
<b><font color="#c41230">随动</font></b>
系统输出随输入变化
<b><font color="#c41230">反馈</font></b>
输出量引到输入端，和输入量一起作用于系统
开环控制
原理
开环系统中，输出变量仅随开环输入变量的变化而变化，输出量不反馈到输入端
<b><font color="#c41230">组成</font></b>
控制器， 执行机构，控制对象
优缺点
控制精度低，只用在要求不高的场合，中央供热系统，灯光照明系统，各种顺序控制系统
闭环控制
原理
输出量反馈到系统的输入端，使输出端对控制作用产生直接影响
<b><font color="#c41230">组成</font></b>
控制器， 执行机构，控制对象，反馈
误差信号
<b><font color="#c41230">输入量和反馈量</font></b>的差值
误差信号加到控制器上
优缺点
采用了反馈，系统响应不受外界扰动的影响，具有高精度的特点
结构复杂，容易产生振荡，在设计控制器是需要着重考虑
组成
给定装置
检测及反馈环节
<b><font color="#c41230">控制器</font></b>
执行机构
<b><font color="#c41230">控制对象</font></b>
<b><font color="#c41230">环节</font></b>
比例环节
输出随输入成比例变化，又叫放大环节。
惯性环节
输出量不能立即反应输入量的变化，输出量按照指数规律上升，快慢由时间常数决定
<b><font color="#c41230">积分</font></b>环节
<b><font color="#c41230">输出是输入的积分，幅值上升快慢由时间常数决定</font></b>
<b><font color="#c41230">微分环节</font></b>
<b><font color="#c41230">输出与输入的微分成正比</font></b>
输出与输入的变化率有关和输入量无关
振荡环节
<b>过阻尼时，阻尼比＞1</b>；无阻尼=0；临界阻尼=1；0＜欠阻尼＜1
<b><i><font color="#c41230">环节总结</font></i></b>
<i><font color="#c41230" style="font-weight: bold;">比例</font><font color="#000000" style="">是正比</font><font color="#c41230" style="font-weight: bold;">，惯性</font>输出指数快慢有常、<font color="#c41230"><b>积分</b></font>出是入积分快慢有常、<b><font color="#c41230">微分</font></b>是变化率、<b><font color="#c41230">振荡</font></b>欠中过1无0临=1</i>
典型输入
阶跃函数
斜坡函数
脉冲函数
<b><font color="#c41230">性能<br>指标</font></b><br>
动态
当改变系统的参数时，系统由原<b><font color="#c41230">来的平衡状态恢复或改变到一个新平衡</font></b>状态的过程
上升时间是从0值上升到稳态值的所需时间
峰值时间时输出响应超过稳态值到达第一个峰值的时间
超调量是系统最<b><font color="#c41230">大响应值与稳态值之差的百分比</font></b>
振荡次数是输出量在稳态值上下波动的次数
<b><font color="#c41230">上升时间和峰值时间表征系统的快速性</font></b>
超<b><font color="#c41230">调量和振荡次数表现系统稳定性</font></b>
稳态误差（系统响应的期望值与实际值之差）反应系统的抗干扰能力和控制精度
理想控制系统有<b><font color="#c41230">快的响应速度，小的超调量、高的稳态精度</font></b>
控制器
基础
是自动控制的关键，对误差信号放大或运算，<b><font color="#c41230">使控制误差减小，输出更接近于给定值</font></b>
<b><font color="#c41230">在满足系统的要求下，控制器越简单越好</font></b>
<b><font color="#c41230">控制误差</font></b>
系统给定值和反馈值得差值
比例控制器<br>
P-控制器
肯定会<b><font color="#c41230">产生剩余误差</font></b>
<b><font color="#c41230">控制量与误差成比例，比例系数越大，控制精度越高，作用越快</font></b>
积分控制器<br>
I-控制器
消除剩余误差，但控制作用缓慢
控制器的<b><font color="#c41230">输出变化率</font></b>决定于控制误差的大小
比例积分控制器<br>
PI-控制器
没有剩余误差，调整误差速度快
输出是比例和积分控制器的<b><font color="#c41230">叠加</font></b>
微分控制器<br>
D-控制器
根据误差变化率<b><font color="#c41230">加速系统的误差消除</font></b>
误差<b><font color="#c41230">变化太大时</font></b>，控制器将<b>失去</b>对系统的控制作用，故不能单独使用
PD-控制器
比例控制器和微分控制器
系统响应快，误差调整速度快
PID控制器
比例控制器、积分控制器和微分控制器
调整最快，无剩余误差
<i><b><font color="#c41230">总结；P比例I积分D微分，P响应快，I慢消误差，D快消误差、PI慢消无、PD快消无、PID快快无</font></b></i>
4.6伺服机构7
大纲
理解下列术语：伺服机构、模拟、传感器、零点、阻滞、死区。1<br> 伺服电机：步进电机、自整角机的结构和原理。 2<br>
下列同步系统和部件的特性、构成、工作原理和应用：<br>力矩同步器、差动同步器、控制变压器、解算器；<br>伺服机构的优缺点。 4
基础
伺服机构是电动机械设备，用于减少两个变量之间的误差，按照可变信号为某一物体定位
组成
输入控制器
作用--遥控负载的控制机构，使用电气设备
伺服系统中，多采用同步器和桥式电路
同步发生器TX
TX的转子在轴上，其他设备使其旋转，旋转偏离电气0位，引起电压变化
同步控制变压器CT
在ct上感应出电压，为<b>误差电压</b>，不够大，需要放大
输出控制器
作用--具有功率放大和能量转换功能的组件，功率<b><font color="#c41230">由电子放大器和磁放大器</font></b>放大<br>(<b><font color="#c41230">两个放大器联合使用)</font></b>，放大信号加到伺服电动机上
电子放大器
放大误差电压，控制磁放大器工作
磁放大器
放大功率，无论怎样，功率放大器输出加到伺服电动机的控制磁场
交流伺服<br>电动机
基础
只有当误差电压加到控制磁场时，电机才会旋转
作为执行元件
<b><font color="#c41230">是一台两相异步电动机</font></b>
组成
基础
两相对称电流是大小相等，频率相等，相位互差90度的两个单项正弦交流电
在定子的两相对称绕组上通两相对称电流将产生旋转磁场
定子铁芯中有两相对称绕组，两相绕组轴线在空间互差90度，分为<b><font color="#c41230">励磁绕组，控制绕组</font></b>
<b><font color="#c41230">定子<br>绕组</font></b>
励磁绕组
施加恒定<b><font color="#c41230">正弦交流电压</font></b>
<b><font color="#c41230">控制绕组</font></b>
<b><font color="#c41230">施加同频率的控制电压</font></b>，改变其大小和相位，转子就以不同转速和转向旋转
电流为0时，不能形成旋转磁场，电机也停止运转
<b><font color="#c41230">转子</font></b>
鼠笼型
非磁性杯型
控制
幅值控制
改变控制和励磁电压大小--旋转磁场磁通变大---转子转速变大
<b><font color="#c41230">相位控制</font></b>
控制和励磁的电压相位变化--旋转磁场磁通--转子转向和转速
<b><font color="#c41230">控制电压和励磁电压相位差越偏离90度，转速越低</font></b><br>（越偏离90度，旋转磁场磁通平均值越小没转速越低）
幅相控制
同时改变大小和相位差，
步进电动机
基础
将电脉冲信号转变为机械角位移（或直线位移）的机电元件
飞机发动机控制和飞行操纵系统中
一个脉冲信号，电机只运动一步，称步进；<b><font color="#c41230">输入信号为脉冲电流</font></b>，称脉冲电机
结构简单，精度高，停机准确
<b><font color="#c41230">分类</font></b>
<b><font color="#c41230">反应式和励磁式（永磁式）</font></b>
反应式
定子
三相单三拍，一绕组供电
有6个磁极，都装有控制绕组，六个绕组，
相对面的串联成三个独立绕组，
<br>独立绕组的组数称为步进电机的相数，为三相绕组
转子
有均匀分布的四个齿，为四极，是硅钢片或其他软磁材料制成<br><b><font color="#c41230">转子上无绕组</font></b>
运行<br>方式
基础
脉冲信号按照顺序轮流加到三相绕组上，
通电顺序不同，运行方式不同，单三拍，双三排
<b><font color="#c41230">单</font></b>是同时只有一个绕组供电，<b><font color="#c41230">双</font></b>是俩；
<b><font color="#c41230">拍</font></b>是定子绕组改变一次通电方式，三拍是通电三次完成一个循环，
三相<b>单</b><br>三拍
电流换接三次，磁场旋转一周，转子前进一个<b><font color="#c41230">齿距角90度</font></b>
供电顺序：A-B-C-A……，定子顺时针一步步顺时针旋转<b><font color="#c41230">步距角30度</font></b>
<b><font color="#c41230">三相六拍</font></b><br>
A相接通，保留A接B,每个循环接六次，为六拍
供电顺序：A-AB-B-BC-C-CA-A,定子一步旋转<b><font color="#c41230">步距角15度</font></b>
三相双<br>三拍
供电顺序：AB-BC-CA-AB<b><font color="#c41230">步距角30度</font></b>
<b><i><font color="#c41230">记忆</font></i></b>
<b><i><font color="#c41230">单三拍，字母全单个；双三拍，字母全双；六拍混合；</font></i></b>
<b><font color="#c41230">一循环都是九十度，三拍三步，一步30度，六拍小碎步15度</font></b>
步距角
z转子齿数 m运行拍数
同步器
基础
作用-利用电的联系，使两个在机械上互不相连的转轴同步偏转，即可以传输角度数据
是一种可旋转变压器
同步器不单独使用，必须两个及两个以上组合使用
一个为发送器，用于发送转角；一个是接收器或控制变压器，用于接受转角和或输出转角相关电信号
可以实现角度的远距离传送和指示
结构
基础-同步器的初次级耦合程度随着两个绕组相对位置变化
线圈动是转子，不动的线圈是是定子
转子
<b><font color="#c41230">凸极式转子</font></b>
形状类似于H，叠片结构
<b><font color="#c41230">隐极转子</font></b>
形状是有多缺口的铁心叠片
用于同步控制器和差动变压器
定子
绕在槽形叠片上的三个以星型连接的三相对称绕组
功能分类
分<b><font color="#c41230">为力矩式同步器和控制同步器</font></b>
力矩式<br>同步器
<b><font color="#c41230">功用</font></b>
传送转角，无放大作用，机械角度变为力矩输出
，用于驱动小功率负载和精度要求不高的<b>开环</b>伺服
<b><font color="#c41230">结构</font></b>
<b><font color="#c41230">转子是初级，定子是次级</font></b>
定子三相绕组是三相对称绕组；感应电压大小相同，相位不同
转子采用凸极绕组，通交流电后产生<b><font color="#c41230">脉振磁场</font></b>
定子绕组上产生的感应电压有效值与 <b><font color="#c41230">转子和定子两个绕组轴的夹角的余弦（cos</font></b>）成正比
力矩式同步系统
由发送器TX和接收器TR组成，两者通过<b><font color="#c41230">导线连接</font></b>
发送器和接收器的转子绕组<b><font color="#c41230">并接到交流电源上</font></b>
发送器转子的旋转角度为信号，<b><font color="#c41230">系统的部件相互协调时，定子线圈中没有电流流动 </font></b> <br>
差动<br>同步器
功用
可以同时接收两个角度位置数据，并把<b><font color="#c41230"> 两个数据相加或相减</font></b>，使其输出的数据正比于两个数据的和或差
结构
转子感应电压由<b><font color="#c41230">定子电流产生的磁场与转子位置的</font></b>相互作用来决定
激励信号来源于力矩式发送器
定子和转子都是三相对称绕组，星型连接；<b><font color="#c41230">定子是初级，转子是次级</font></b>
<b><i><font color="#c41230">差动三三</font></i></b>
力矩<b><font color="#c41230">差动</font></b><br>同步系统
组成
力矩发生器--力矩<b><font color="#c41230">差动</font></b>发生器---力矩接收器（TX-TDX-TR）
两个<b><font color="#c41230">力矩发生器和一个力矩差动接收器</font></b>（）
控制式<br>同步系统
<b><font color="#c41230">同步控制<br>变压器CT</font></b>
结构
转子线圈作用使产生感应电动势，大小与转子的位置或发送器与变压器转子之间的角度之差有关
<b><font color="#c41230">电气零位时，发送器和控制变压的转子垂直</font></b>（轴线90度，转子输出电势E2为0）
<i><b><font color="#c41230">零位&90度</font></b></i>
<b style="color: rgb(196, 18, 48);">定子是三相绕组，转子单向，</b><font color="#000000">转子是输出</font>
<b><font color="#c41230"><i>同空三定一转</i></font></b>
转子绕组不与交流电源连接，故定子线圈中无感应电压，定子电流仅由同步发送器的定子电压决定
功用
转<b><font color="#c41230">子绕组的输出电压是交流，不能直接驱动较大负载</font></b>
同步控制变压器用于角度和位置检测，将机械角度转换为电信号
和伺服电动机一起组成闭环伺服控制系统的同步器是同步控制变压器
<b><i><font color="#c41230">控制变压器CT作为同步器</font></i></b>
同步解算器
基础
<b><font color="#c41230">又称旋转变压器</font></b>
用途
<b><font color="#c41230">坐标变换、三角函数计算、数据传输，将旋转角度转换成信号电压</font></b>
<b><i><font color="#c41230">解算器最强函数计算坐标变换</font></i></b>
结构
<b><font color="#c41230">定子和转子铁芯上都有两个线圈，在轴线上互成90度，都可为初级，也可为次级线圈</font></b>
定子和转子绕组匝数相同，匝数比 1:1
-余弦绕组
输出电压与转子和定子绕组的轴线之间的夹角的cos值正正比
正弦绕组
该绕组上产生的感应电压与夹角的sin值成正比
计算<br>方法
矢量分解
定子输入一个电压时，问题问是正弦绕组是乘以sin30，余弦就乘cos30，就是输出
矢量合成
定子输入两个时，转角30度，先求定子合成电压（86.6V和50V合成电压时100V）
计算
定子与转子的相位角=0时，输出电压=输入电压
<b><font color="#c41230">转子转角30度时，输出电压=0.866U(输入电压)</font></b> cos30=0.688
<b><font color="#c41230">转子转角30度时，转子正弦绕组R-2端得到电压=0.5U</font></b>(输入电压）sin30=0.5
两个定子端86.6V和50V（反求合成是100V）两个定子端电压不同，进行矢量分解（s1端电压是余弦边，s2是正弦边，A=100是弦长，角度是30度），转子转角30度，求转子余弦绕组R-1端电压，R-1和s-1边相位差为0，输出等于合成输入,故转子余弦绕组R-1得到电压=100v
定子端电压等于转子端电压乘转子转角的余弦
子主题
转子转角90度时，线圈之间没有耦合，输出电压为0
4.7无线电基础20
大纲
传输频道的划分及应用；<br>均匀传输线和非均匀传输线；<br>均匀传输线上的行波、驻波、行驻波状态，驻波比，<br>各种状态的应用，阻抗匹配的概念。4
无线电波的传播，天线，天线的方向性，天线的种类；4<br> 调制与解调 4<br>发射机的功用和基本原理：振荡器，混频器，频率合成器，功率放大器。4<br> 接收机的功用和基本原理：RF放大器IF放大器检波器静噪电路音频放大器4<br>
基础
“无线电”就是从一点向另一点以“无线”的方式传送信号。无线电传输系统以自由空间为媒介传输信号，完成通信、导航任务。 <br>
无线电传输系统
声波或光波等信号经变换器变换成电信号，进行<b>调制后</b>由<b>发射天线辐射到空间</b>；接收天线从空间接收信息，<br>在接收机中进行<b>解调</b>，再经过变换器的变换还原成声波或光波信号
非正弦波分解
非正弦信号都可以分解为一系列幅度不同，频率不同和相位不同的正弦分量
基波
与方波频率相同的正弦波
谐波
高于基波频率的正弦波
频道
频谱
幅谱
各正弦分量的幅度按其<b><font color="#c41230">频率的高低依次排列</font></b>，就可以得到幅度频谱
通常<b><font color="#c41230">频谱是指的是幅谱</font></b>
频率从高到低<b><font color="#c41230">：X射线</font></b>＞紫外线＞<font color="#c41230">可见光</font>＞红外线<font color="#c41230">＞无线电波</font>
相谱
将各正弦分量的<b><font color="#c41230">初相位也按其频率的高低</font></b>依次排列，即为相位频谱
<b><font color="#c41230">频谱是频率和幅度的关系====幅谱+相谱（频率）</font></b>
波频
电磁波的波长越长，频率越低；波长越短，频率越高
c光速 3*10^8m/S
频段
超长和长波
VLF, LF频段
绕射能力很强，地面的吸收很小，所以地波传播距离远
的传播方式以表面波和天波为主。它们传播稳定，传播距离远
中波
MF频段
地波传播方式为主。
<b><font color="#c41230"><i>天短，地中，表面长，方式依波长选</i></font></b>
短波
HF频段
天波传播方式为主
超短波
VFIF频段
频率很高，只能以空间波方式传播。超短波受天线干扰较小
<b><font color="#c41230">带宽</font></b>
电信号中包含了<b>各种频率的信息</b>，就需要有一定<b>的频率范围</b>,即频带宽度
带宽越小,输出电压达到终值所需时间越长
是否具有足够带宽,从输出波形的响应就可以判断出来。
AM 电台的工作频率是6000khz，被1khz-2khz音频调制，该信号带宽<b>为4khz</b>
电话通讯带宽约3KHz，<b><font color="#c41230">高品质音乐的带宽更宽</font></b>
传输线
均匀无损耗
把传输线的<b><font color="#c41230">分布电感和分布电容</font></b>看成是均匀分布的,理想电感和电容是不消耗电能
在RF频率下传输线，由于<b>分布电感和分布电容的影响，不能看成两个简单的传输线</b>
有损耗
<b style=""><font color="#c41230" style="">损耗能量部分是分布电阻</font></b>
行波
传输线上<b><font color="#c41230">只有入射波</font></b>，而没有反射波。高频信号呈波浪式地向终端传播，并且<b><font color="#c41230">电能全部传输到负载上</font></b>，这种状态<br>
行波状态，传输线上<b><font color="#c41230">各点的电压和电流的相位相同</font></b>，想把信号源的高频电能全部传输到负载上，就应<b>终端负载RL的</b>值<br>调整到与传输线的特性阻抗Zc的值相等
传输信号源的能量必须采用行波状态
<b><i><font color="#c41230">RL=ZC ，驻波比=1，有入无反，高频信号全到负载</font></i></b> <br>
驻波
在终端短路或开路时，传输线上的电<b><font color="#c41230">压波和电流波不随时间的推移沿传输线向前“行进”</font></b>，<br>而是“驻留”在传输线上波动，这种现象称为“驻波”。 <br>
负载不吸收能量，反射波等于入射波
<b><i><font color="#c41230">RL=∞，RL=0 驻波比=∞，反=入，高频信号未传输到负载</font></i></b><br>
此状态下，终端短路时，λ/4短路线相当于并联谐振，阻抗无穷大，小于时时电感
此状态下，终端开路时，λ/4开路线相当于串联谐振，阻抗为0，小于时时电容
<b><i><font color="#c41230">短路连一块并，开路串</font></i></b>
行-驻波<br>复合波
当负载不是准确等于传输线的特性阻抗时(RL≠ZC)，<b>入射波的能量不能被负载全部吸收</b>，<br>而会有一部分被反射回来。这种情况下传输线上既有行波又有驻波，两者合成称行-驻波
<b><i><font color="#c41230">RL≠ ZC ，驻波比> 1，入＞反，新高部分到负载</font></i></b><br>
驻波比
驻波系数VSWR
衡量负载匹配的状况。
负载阻抗偏离传输线特性阻抗越多，线上的<b>驻波成分越多</b>，驻波系数就越大。越接近匹配状态， 系数越接近于1
传输线的负载阻抗和与传输线的特性阻抗不匹配时有（驻波）产生
种类
平行双线传输线
传输线的辐射损耗大
同轴传输线
由于<b><font color="#c41230">外导体的屏蔽作用，辐射损耗很低</font></b>
特性<b><font color="#c41230">阻抗</font></b>
高频条件下，传输线的特性阻抗相当于一个纯电阻<b><font color="#c41230">，与频率无关</font></b>
波导
当工作频率达到几千兆赫或更高时，传输低频信号用的平行双线和同轴线的损耗显著增大，是无法<b><font color="#c41230">正常传输电磁能量</font></b>的 <br>
<b>传输的高频率电磁波 </b><br>
波导具有损耗小、功率容量大、结构坚固、架设方便等优点。 <br>
波导能传输的<b><font color="#c41230">电磁波的波长小于波导宽边的两倍（</font></b>λ﹤2α<b><font color="#c41230">）</font></b>
电磁波
基础
<b><font color="#c41230">是高频信号，光速c传播</font></b>
电磁能沿传输线向前传播是通过传输线上的分布电感向分布电容充电的过程
传播
无线电波都<b><font color="#c41230">由在空间传播的电场和磁场组成，它们互成90∘角，并且与其传播方向也呈90∘</font></b>角。<br>
电磁波的传播方向可以形象地用右手螺旋定则来确定。
<b><font color="#c41230">极化方向是电磁波的电场</font></b>矢量按照一定规律变化，电场方向就是极化方向
方式
地波<br>表面波
低于HF频段（＜3MHz）的无线电波沿着地球表面(或海面)传播到接收点
<b><font color="#c41230">中长波主</font></b>要利用地波传播
<b><font color="#c41230">频率越高，波长越小，表面波吸收越大</font></b>
天波
传输工作于HF频段（3MHz～30MHz）的无线电波(<b><font color="#c41230">短波</font>)</b>
实现了无线电信号的长距离传播。 <br>
空间波
工作频率在30MHz以上(VHF ，UHF频段) 的电磁波（<b><font color="#c41230">超短波</font></b>）频率高，电波会穿透电离层，不发生反射现象
电视、卫星等通讯信号就采用这一传播方式 <br>
<b><i><font color="#c41230">地中长，天短，空超短</font></i></b>
天线
基础
定义--是辐射和接收无线电波的导体,可以等效成张开的的开路线
天线的长度一般为所接收和发射电磁波的波长λ的1/4-1/2 <br>
λ/4的开路线相当于串联谐振，其阻抗为零，它本身不消耗能量，最利于电磁波的辐射
原理
辐射电场在与其平行的天线导体感应出高频电流
<b><i><font color="#c41230">电平磁垂</font></i></b>
辐射磁场在与其垂直的天线导体感应出高频电流
发射天线和接受天线的摆放应该在同一极化方向，这样接受信号最强
天线接收电磁波，实质是辐射的逆过程，接收时完成的是电场和磁场向电压和电流的转化过程
种类
半波振子天线<br>
偶极天线
长度是发射电波波长一半，天线分两段使用；<b>水平安装</b>，向外辐射<b><font color="#c41230">水平极化波</font></b>
<b><font color="#c41230">无线电高度表、下滑接收器</font></b>使用此类
垂直天线
马可尼天线
长度是λ/4，垂直安装，是半波振子天线的变形
机<b>载</b><font color="#c41230">V<b>HF通讯设备、测距机、应答机</b></font><b>使用这种天线</b>。天线与飞机蒙皮呈一定的安装角度，称刀形天线
电波从各个方向入射时，<b><font color="#c41230">垂直天线感应电动势的相位都是相同的</font></b>
环形天线
具有对信号的聚集作用及方向性好等优点。环形天线有多种形状，如圆形、矩形或菱形等， <br>
机载<b><font color="#c41230">ADF接收机</font></b>利用垂直天线与环形天线的组合进行定向。 <br>
引向天线
常用的米波和分米波天线，它具有结构简单、方向性好、频带宽等特点
由有源半波振子天线再附加反射器和引向器构成。有源半波振子天线作为驱动单元 <br>
<b><font color="#c41230">方向性增强</font></b>
反射器将一半波瓣反转，使另一半辐射<b><font color="#c41230">波瓣宽度</font></b>增加
引向器加强驱动单元辐射方向上的强度<br>
<b><font color="#c41230">电视室外接收天线，跑道的航向/下滑天线和指点信标的地面台天线</font></b>
平板缝隙天线
缝隙波导天线
由多条波导管并列组成，外型一般为圆形平板。
<b><font color="#c41230">机载气象雷达天线</font></b>，具有良好的方向性。 <br>
参数
增益G
主要辐射方向上的有功功率PF与半波振子天线主要辐射方向上的有功功率PD之比的对数 <br>
波瓣张角α/<b><font color="#c41230">波瓣宽度</font></b>
<b><font color="#c41230">角度越小，天线方向性越强，辐射能量越集中</font></b>
前后比
发射机
基础
将要传递的信息通过无线电的方法发射出去，这一任务由无线电发射机完成
载<b><font color="#c41230">波产生器、调制器、功率放大器、话筒、低频放大器和发射天线</font></b>等组成
<b><font color="#c41230">振荡器、调制器、放大器组成调放发射机（有调有放）</font></b>
载波
无线电技术中，采用<b><font color="#c41230">高频信号作为音频信号的载体</font></b>
调制
用音频(低频)信号改变载波某个电量(参数）的方法在无线电技术中称为调制，音频信号称为调制信号
<b><font color="#c41230">幅度调制AM</font></b>
用低频信号控制<b><font color="#c41230">载波的振幅</font></b>，使载波<b><font color="#c41230">振幅随低频信号的瞬时值变化</font></b>
经过调幅的高频信号称为调幅信号 <br>
<b><font color="#c41230">单边带调幅</font></b>
SSB;只发射一单个边频
工作<b><font color="#c41230">在单边方式的HF是调幅信号</font><font color="#000000">（因为用的是单边方式）</font></b>
<b><font color="#c41230">乘积检波器</font></b>专门解调单边带调幅
提高了频带利用率，节省了功率（<b><font color="#c41230">单边带发射机优点是节省频率和功率</font></b>）
<b><font color="#c41230">高电平调幅</font></b>
通常在工作<font color="#c41230" style="">于<b>丙类的功率放大</b></font><b>级</b>中进行，所需要的<b><font color="#c41230">调制功率较大</font></b>。 <br>
有集电极调幅和基极调幅两种
低电平调幅
功率小
单一频率的正弦波对载波进行普通调幅后，调幅波中有<b><font color="#c41230">3个</font></b>正弦分量
AM比FM 传播距离远
频率调制FM
用低频信号控制（调制）<b><font color="#c41230">载波的频率</font></b>，使载波<b><font color="#c41230">频率随低频信号的瞬时值</font></b>变化
调频方式<b><font color="#c41230">抗干扰能力强于调幅</font></b>方式,但调频信号所占用的频带比较宽。
鉴频器来解调
高频功<br>率放大器
基础
采用LC振荡回路作负载，选频和阻抗变换功能，可使放大器得到最佳的匹配阻抗，从而获得大的功率增益
在丙类（或丁类）等非线性工作状态。，工作范围延伸到截止饱和区（非线性去）称为“非线性谐振放大器” <br>
组成
晶体管、谐振回路和直流供电电路组成 <br>
工作状态
由于高频功率放大器要求输出功率大、效率高，所以通常选择在<b><font color="#c41230">弱过压工作状态</font></b> <br>
<b><font color="#c41230">减少负载电阻</font></b>可以使高频功率放大器从过压状态下调到临界状态
倍频器
<b><font color="#c41230">倍频器是由非线性放大器和滤波器组成</font></b>
接收器
超外差
<b><font color="#c41230">超外差接收器</font></b>由输入电路、<b><font color="#c41230">高频放大器、混频器（及本机振荡器）、中频放大器、检波器和音频放大器</font></b>等组成
混频器早期接收器木有
统调
对接收机中选频电路和本振电路的频率进行统调
输入电路和高频放大器
从天线上接受到的各种频率信号中选择出所需要的高频信号，并放大，提<b><font color="#c41230">高信噪比</font></b>
中频放大器
中频信号频率较低且频率固定，<b><font color="#c41230">中频放大器可以做成窄带放大器</font></b>，提高接收机的灵敏度和选择性
<b><i><font color="#c41230">中窄带</font></i></b>
超外差接收机的<b><font color="#c41230">增益主要决定于中频放大器</font></b>，可以采用多级放大
<b><font color="#c41230">谐振曲线越接近矩形，选择性越好</font></b>
选频放大器<br><b><font color="#c41230">谐振放大器</font></b>
采用高频放大器，它们以<b><font color="#c41230">LC谐振回路作负载</font></b>，所以这类放大器又称为<b><font color="#c41230">谐振放大器</font></b>
谐振放大器在<b><font color="#c41230">接收机中的基本作用是放大信号、选择信号和抑制干扰</font></b>
音频放大器
收机中的扬声器（耳机）是音<b><font color="#c41230">频放大器的负载</font></b>
变频器
本地振荡器和混频器合在一起称为变频器。
<b><font color="#c41230">将调幅信号的载波频率变成中频</font></b>
变频后，中频信号的调制频率和调制系数均不变。 <br>
<b><font color="#c41230">混频器</font></b>
非线性元件与中频带通滤波器合在一起称为混频器
混频器输入信号的频<b><font color="#c41230">率增高一倍时</font></b>，输出中频信号频率不变
将高频放大器输出的信号与本地振荡器的输出相互混频，取其固定差频-<b><font color="#c41230">中频进行输出</font></b>，本地振荡器频率高于外来信号
<b><font color="#c41230">中频信号频率=本振信号频率-输入信号频率</font></b>
与混频前的高频相比中频信号的<b><font color="#c41230">调制系数</font></b>和调制频率不变
<b><font color="#c41230">镜像干扰频率FIF=FC-FS</font></b>
<b>FS接收机接收到的信号，fc是本振频率</b>
叠加型混频器
将信号电压和本振电压叠加，再作用于非线性器件的混频
<b><font color="#c41230">乘积型混频</font></b>
可以<b><font color="#c41230">从单边带（SSB）信号中获得调制信号</font></b>
<b><font color="#c41230">乘法器既可以用来调制。又可以用来解调</font></b>
二次变频
<b><font color="#c41230">第一中频频率较高</font></b>，配合选频放大器消除镜像干扰，然后再利用第二本振产生<b><font color="#c41230">较低的第二中频</font></b>，<br>以此来提高接收机对上述各种干扰的抑制能力和接收机的增益 <br>
解调
基础
<b><font color="#c41230">调幅信号的解调采用检波</font></b>的方法，由检波器完成；对<b><font color="#c41230">调频信号的解调采用鉴频</font></b>的方法，由鉴频器来完成。 <br>
解调定义:检波器将已调制的信号频率去除一般，并将高频载波滤除，得到音频信号
检波器
作用是从<b><font color="#c41230">调幅信号</font></b>中检出原调制信号，这一过程称为对调幅信号的解调，是一个恢复调制信号的过程
通过非线性元件（<b><font color="#c41230">通常采用二极管</font></b>）来完成变换的过程。 <br>
<b><font color="#c41230">检波砍一刀：输入是高频信号。输出是低频</font></b>
包络检波器
包络是对输出电压与输入已调波的包络成正比，<b><font color="#c41230">而普通调幅信号包</font></b>络与调制信号时线性关系
鉴频器
作用是从<b><font color="#c41230">调频</font></b>波中检出原调制信号。
将<b><font color="#c41230">等幅调频波变成调幅调频波</font></b>，再经幅度检波还原出原调制信号
等幅调频波是传输过来的信号，幅度一致，频率可反映信号内容
斜率鉴频器
利用谐振回路对不同频率呈现不同阻值而有不同输出电压特性，
相位鉴频器
利用回路的相位一频率特性来实现
比例鉴频器
可以消除输入调频信号寄生调幅的影响在相位鉴频器的基础上改进而成，输出是相位鉴频器的1/2。
锁相环路鉴频器
<b><font color="#000000">由</font><font color="#c41230">相位比较器</font><font color="#000000">（鉴相器）、</font><font color="#c41230">压控振荡器</font><font color="#000000">、分频器、30 Hz</font><font color="#c41230">环路滤波器</font></b>等组成
自动增益
根据接收机中频放大器输出电平的高低来自动调节高、中频电路的增益，
输入信号很强时使增益减小，而在输入信号较弱时使增益较大，从而保持接收机输出电平的稳定。 <br>
自动频率
使混频器输出的中频尽可能接近固定的中频值。也可用在发射机自动调整其输出信号频率，使其基本保持不变
4.1二极管12
大纲
二极管基础：<br>二极管的符号，二极管的特性与特性曲线，二极管串联与并联。2<br>详细描述下列器件的工作原理与特性：<br>整流二、变容、稳压、发光、光电、变阻二极管、晶闸管。4<br>二极管在下述电路中的作用及工作原理：<br>斩波电路、箝位电路、半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流电路 3<br>
半导体材料：硅、锗的原子结构及电子分布；<br>本征导电，温度、光对半导体导电的影响；<br>P型、N型半导体：杂质导电效应，多数载流子和少数载流子；<br>半导体的PN结：漂移与扩散运动。PN结电压，PN结的正、反向特性；<br>二极管的特性曲线及参数：反向峰值电压、<br>最大正向电流、温度、频率、漏电流、消耗功率。2<br>
基础
定义
导电能力介于导体和绝缘体之间的某些物质，<b><font color="#c41230">硅、锗、硒和砷化镓</font></b>等都是半导体材料。
导电特性
热敏性
温度升高时，导电能力增强，用于制作温度敏感元件，热敏电阻
<b><font color="#c41230">不具备恒温性</font></b>
光敏性
光照时，导电能力明显变化，用于做成各种光敏元件，光敏电阻/二极管/三极管
掺杂灵敏性
纯净半导体中掺入某些杂质，导电能力明显变化，用于做成不同用途的半导体器件，如二极管三极管晶闸管
分类
基础
用的最多半导体是<b><font color="#c41230">硅（14）和锗32)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。</font></b>会与其相邻原子形成共价键，构成稳定结构
共价键是相邻两个原子中作为共用电对而形成的相互作用力，共价键有很强的结合力，使原子规则排列形成晶体
单晶-
排列完全一致的晶体
本征半导体
定义-完全纯净，结构完整的半导体晶体，自由电子少，<b><font color="#c41230">无光照和未受热时不导电，类似于绝缘体</font></b>
本征激发
温度升高或光照后，共价键的价电子挣脱共价键束缚，成为自由电子
空穴
本征激发后留下的空穴。空穴和电子一样可以参与导电，是带正电荷的载流子，可以移动
本征激发中产生的两种载流子总是成对出现，在自由电子-空穴产生的过程还同时存在符合过程
杂质半导体
定义-本征半导体中掺入某些微量杂质，改变半导体导电性能，核心是载流子（电子和空穴）浓度增大
<b><font color="#c41230">多数载流子的数量取决于掺杂浓度；少数载流子取决于温度，温度越高，少数载流子越多</font></b>
N型
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，形成共价键后，多一个电子（几乎不受束缚）
多数载流子<b><font color="#c41230">为电子</font></b>，电子导电型半导体
相当于磷给一个电子
P型
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铝,铟）形成共价键后，产生一个空穴，空穴能吸引束缚电子来填补
多数载流<b><font color="#c41230">子是空穴，</font></b>空穴导电型半导体
<b><i><font color="#c41230">P硼空</font></i></b>
PN结
在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。 <br>
子主题
PN结形成空间电荷区<b>,内电场由N区指向P区</b>
硅PN结正向导通电压是0.6-0.7v
P-N扩散运动使空间电荷区逐渐变薄
<u style=""><i><b><font color="#c41230">正扩薄反漂厚，内反向阻扩</font></b></i></u>
N-P漂移运动使空间电荷区加宽，内电场越强漂移运动越强
漂移和扩散平衡后，两区域无电荷运动，空间电荷区厚度不变
半导体二极管
基础
<b><font color="#c41230">箭头所指方向是PN结 的正向电流方向，表示二极管的单向导电性</font></b>
核心部分是PN结，P区是正极，N为负极
二极管采用字母D表示
正向接法，P区加高电压，N低电压，会使内电场减弱，从而加强扩散，电荷区变薄，正向电流大
反向接法，内电场增强，使扩散停止，有少量漂移，反向电流很小
结构
点接触型
结面积小、结电容小、正向电流小。用于检波和变频等高频电路。 <br>
<i><b><font color="#c41230">点小小小高</font></b></i>
面接触型
结面积大、结电容大、正向电流大。用于低频大电流整流电路。 <br>
平面型
用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中
特性
伏安特性曲线
正向
不导通区
外加电压较小，正向电流几乎为零，电阻较大<br>曲线比较平坦，称作不导通区或者死区。<br>死区电压，一般硅二极管约0.5伏，锗二极管约0.2伏。 <br>
导通区
当正向电压大于死区电压时，正向电流急剧增大。<br>该段曲线陡直，电流随电压增长很快，称作导通区。<br>二<b><font color="#c41230">极管正向导通电压,硅二极管为0.6- 0.7伏，锗二极管为0.2-0.3伏</font></b>
反向
反向截至区
加反向电压时，内电场阻碍多子扩散,使二极管呈现很大的电阻<br>。少数载流子形成很小的反向饱和电流，它会随温度变化。<br>
反向击穿区
当反向电压增大到超过某一个值时，电流急剧加大，叫<b>反向击穿</b><br>。击穿后反向电压基本不变,不同的二极管，反向击穿电压不同<br><b>击穿后只要限制电流,二极管还可正常工作。例如稳压管</b><br>
参数
最大整流电流 IFM <br>
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 <br>
反向工作峰值电压URM <br>
保证二极管不被击穿而规定的反向工作电压，<br>一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之一。<br>二极管击穿后可能会损坏。
电流和电压越大,功率消耗越大。超过极限参数可能会损坏二极管。 <br>
识别
万用表
正向电阻小，反向电阻大，说明性能好
指针式万用表
红笔是电池负极，黑表笔是电池正极，数字式万用表刚好相反，数字式万用表不用电阻档测量
<b><font color="#c41230">红黑表笔交替测量硅三极管发射极和集电极之间电阻，两次测量都会很大</font></b>
<b><font color="#c41230">RX1档测量电流偏大，RX10k档电压过高</font></b>
应用
整流
基础
交流电变直流电的过程称为整流
整流电路
平均电流和反向峰值电压是选择整流管的主要依据
<b style="color: rgb(196, 18, 48);">整流电路加上滤波电路，直流输出电压会提高</b><font color="#000000">（使所有的直流成分加到负载）</font><b style="color: rgb(196, 18, 48);">，电流导通时间会变长</b>
<b>整流二极管</b><b style="color: rgb(196, 18, 48);">反向击穿后不能进行整流，故不会工作在反向击穿区（</b><font color="#000000">反向击穿后，二极管相当于导线，不会起到滤波作用）</font>
单相半波<br>整流电路
子主题
半波
二极管承受最高电压
平均电流
输出电压平均值
单相全波<br>整流电路
子主题
单相全波
二极管承受最高电压
平均电流
输出电压平均值
单相桥式<br>整流电路
正半周
负半周
输出是脉动的直流电压
输出（负载）上电压
电流平均值
最大反向电压
单相倍压<br>整流电路
二倍压
多倍压
<b>输出电压平均值</b>
二极管承受最高电压
总结
<b><font color="#c41230">单向桥式整流电路的变压器次级不与负载直接相连</font></b>，（因为有桥，所以不是直接连接）
倍压<b><font color="#c41230">整流电路适用于高压小电流</font></b>（倍压解决高压问题）
<b><font color="#c41230">倍高压小</font></b>
单向全波整流电路<b><font color="#c41230">需要带中心抽头的</font></b>变压器
全中
滤波
基础
交流电压-整流--脉动直流电压--滤波--直流电压
结构上，电容与负载RL并联
电感与负载RL串联
电容和电感具有使脉动直流电压和电流趋于平滑的作用
电容滤波
脉动直流加在充电电容两端时，电容被充电，两端电压逐渐上升，<br>脉动直流电压低于电容器两端充电电压时，电容开始放电，电阻上脉动直流电压在放电作用下趋于平滑
电容器对脉动直流中的交流成分相当于短路，所有直流成分都加到负载上
电感滤波
脉动直流通过电感时，电感内部建立磁场，电感中电流减少时，磁场也会减弱，因此在电感中产生感应电流，<br>其与脉动电流方向一致，负载上又得到感应电流的补偿，故趋于平滑
电感对脉动直流的交流成分有很大的感抗作用，对直流成分几乎没有阻碍，负载上获得全部是直流成分
Ⅱ型滤波器
LC
适用负载要求比较大的输出电流，电感不但对交流成分有很大滤波作用，也几乎不会降低输出电流
RC
适用负载电流小，负载电阻大的场合
串并联
串联
用于提高反向电压
均压电阻作用使防止反向电阻大的二极管先击穿
<b><font color="#c41230">两个二极管串联，反向电阻大的先被反向击穿</font></b>（电阻大，分压大先坏，后续都坏）
并联
用于提高正向电流
均压电阻的作用，防止正向电流小的二极管先烧坏
均压电阻阻值是二极管正向电阻的3-4倍
箝位电路
波形箝位
将信号的波形幅值限制在选定的电压范围之内，又称限幅电路
电位箝位
将电路中某点电位值箝制在选定数值上，使接于该处负载在一定范围内变动时，该点电位值保持不变
特殊二极管
稳压管
在电路中具有<b><font color="#c41230">稳定直流电压的功能</font></b>
符号
工作于特性曲线的<b><font color="#c41230">反向击穿区域，反向导通电阻越小，越容易击穿，性能越好</font></b>
稳压是击穿
<b><font color="#c41230">变容二极管</font></b>
<b><font color="#c41230">硅半导体材料制成，特点是结电容随电压的变化而变化</font></b>
符号
电容是由<b><font color="#c41230">耗尽层电荷</font></b>形成的（中间的耗尽层导电能力低，相当于介质，如同电容器，接反向电压会变宽）
结构和普通二极管相同,都有PN结，但是<b><font color="#c41230">普通二极管不能当做变容二极管</font></b>
工<b><font color="#c41230">作于反向截止状态，结电压随反向电压的增大而下降，反向电压增大，电容值减少</font></b>
反向电压增大时，耗尽层变宽，等同于电容器两个极板加宽，结电容变小；反之变窄电容增大
<b><i><font color="#c41230">压大层宽容小</font></i></b>
<b>应用于<font color="#c41230">可调频率LC</font></b>无线电收音机和电视机的谐振回路中，进行选台和频率自动调谐
反向电压减小，结电容增大，谐振频率才能减小
谐振频率
PIN二极管<br>变阻二极管
在PN两层半导体之间还有一层高<b><font color="#c41230">阻的I(本征)型半导体，是完全不掺杂的或极微量掺杂的N型半导体</font></b>。 <br>
<b><font color="#c41230">高频率时不具有单相导电性，如同一个双向可变电阻</font></b>，<b><font color="#c41230">阻值随电流的增大而减小</font></b>
应用于电视机和天线放大器中，用作开关实现几乎无失真的幅度调节
肖特基二极管
利用金属-半导体的接触来代替PN结
在N型半导体与金属的界面构成一个阻挡层
与PN结的区别
是依靠载流子工作的，消除了PN结存在少数载流子储存现象，因而适用于高频高速电路
省去了P型半导体，因而有很低的正向电阻
阻挡层薄，整箱导通电压和反向击穿电压均较PN结较低
光电二极管
基础-在光的照射下，某些半导体受激发产生电子空穴队，改变了半导体的导电能力
发光二极管
伏安特性与普通二极管相似，正向导通在1.35-2.5v，反向截止-3与-6伏之间，工作电流10ma
应用
用于光耦合器中的<b><font color="#c41230">光发射器</font></b>
<b><font color="#c41230">发光亮度随通过正向电流成正比增加</font></b>，正向电流过大时，亮度增加趋缓
光敏二极管
光能转化为电能
有个能受到光辐射的PN结
<b>工作在反向偏置状态，流过电流随照度增大而增大</b>
内部光电效应--光子进入PN结，将能量赋予电子，电子接受后挣脱原子束缚，便产生成对自由电子和空穴
光电耦合器
光发射器（红外线发光二极管）
光接收器（检测器，采用光敏二极管。光敏晶体管，光敏可控硅元件）封装在不透光的外壳内，防止外界干扰
晶闸管
可控硅整流器（<b><font color="#c41230">二极管</font></b>）
用于<b><font color="#c41230">电源整流，大功率交流电与直流电的相互转换和交流电路的开关控制与调压电路中</font></b><br>
基础
交变直是整流；直变交是逆变
是一个可控单向导电开关
优点
与其他电能转换或控制设备相比，设备体积小、重量轻、效率高、无噪声，使用寿命长
特点
与具有一个PN结的二极管相比，差别在于正向导通受控制极信号的控制
与具有两个PN结的晶体管相比，差别在于控制极信号对晶闸管的截止没有控制作用
结构
内部结构和外形图
<b><font color="#c41230">三个PN结的四层结构</font></b>
三个电极，阳极A,阴极K,控制极（门极）G
一端是螺栓，是阳极引出端,也用于固定散热片
一端是两根引出线，粗的是阴极引线，细是控制极引线
导通条件<br>俩同时具备
阳极加正向电压
控制极加适当的正向电压（实际工作中，控制极加正出发脉冲信号，导通后，控制极失去控制作用）
<b><font color="#c41230">关断条件<br>二者其一</font></b>
晶闸管阳极和阴极间接反向电压
阳极电流小于其维持电流时
单结晶体管
<b><font color="#c41230">双基极三极管</font></b>
发射极E,第一基极B1和第二基极B2.外形和普通二极管相似
4.2三极管22
大纲
三极管的符号，各极的命名及电流方向，三极管的特点和特性曲线4<br>PNP和NPN型三极管的结构及工作原理，基极、集电极和发射极的管脚排列方式。2<br> 三极管的测量。1 场效应管及其应用。1 <br>
晶体三级管的应用：甲类、乙类、甲乙类、丙类放大器。4<br>具有偏置、去耦、反馈和温度稳定电路的单级放大器。6<br>多级放大器的工作原理和耦合方法：阻容耦合、变压器耦合、直接耦合。4<br>
基础
半导体三极管又称晶体管，是非线性器件
大多数结晶管多采用硅管
三极管主要特性就是放大特性
分类
结构分类
面结晶型晶体管，点结晶型晶体管
导电类型
NPN型，PNP型
注意箭头指向，<b><font color="#c41230">是发射极画法不同</font></b>
记忆-B基极，C集电极，E发射极
<font color="#c41230">箭头是P---N</font>
<b>NPN是箭头B指向E,常用</b>
<b><font color="#c41230">NPN型正常工作，IB,IC流入，ie流出</font></b>
<font color="#c41230">工作模式</font>
工作在<font color="#c41230">放大模式</font>时，对信号的电流、电压具有放大作用，从而构<b>成放大器</b>
工作在<font color="#c41230">饱和模式和截止模式</font>时，相当于一个受控开关，从而构成无触点<b>开关电路</b>
结构
在一块极薄的硅或锗基片上<b>制作两个PN结</b>就构成了三层半导体，各接出一根阴线为三个电极分别叫<b>发射极E、基极B、集电极C</b>，<br>对应的每层半导体分别称为发射区、基区、集电区；发射区与基区交界处的PN结叫发射结，集电区与基区交界处的PN结叫集电结。
<b><font color="#c41230">NPN 注意掺杂浓度，基区很薄，结面积</font></b>
工作原理
IB <font color="#c41230">基极电流</font>。进入P区的电子少部分与基区的空穴结合形成的
IE <b><font color="#c41230">发射极电流</font></b>。发射区电子向基区扩散形成的
IC <font color="#c41230">集电极电流</font>。基区扩散出的电子进入集电区被收集<br>
<b>电流关系</b><br>
<b><font color="#c41230"><i>E大发，C比E</i></font></b>
电流关系
静态电流放大倍数HFE
集电极电流IC比基极电流IB大很多
ICEO=<b><font color="#c41230">101UA</font></b>
动态电流放大倍数
子主题
电压关系
电压放大倍数Au=Uo/Ui <b><font color="#c41230"> Au=-1v/20mA=-50倍</font></b>
电流传输过程
<b><font color="#c41230">PNP型，发射极发射空穴，集电区收集空穴</font></b>
正常放大特性，<b><font color="#c41230">三极管集电结耗能最大</font></b>，应为其电流最大
<b><font color="#c41230">三极管发射极电流最大，</font></b>IE,注意区分，极 与 结
<font color="#c41230"><b>放大作用条件</b>；发射极正偏，集电极反偏</font>
放大效果，IB小变化，IC将发生大变化
管脚排列
等腰三角形
红线为顶点
顶点是基极（B）
顶B,左E,右C
一字型
<b><font color="#c41230">集电极与外壳相连</font></b>
<b><font color="#c41230">大功率三极管壳体是集电极</font></b>
中间是B基极
短腿是C集电极
或用集电极与其它电极距离最远来区别。
看图
现在使用的三极管引脚
特性曲线
共发射极放大电路
输出曲线图2
输入IB
基极电路==输入电路
当<b><font color="#c41230">UCE为常数时，IB与UBE之间的关系曲线IB＝f（UBE</font></b>）。
IB 与UBE的（<b><font color="#c41230">输入</font></b>）曲线<font color="#c41230">同二极管类似</font>。UCE增加时曲线将向右移动
<b><font color="#f15a23">NPN型硅管的发射结电压UBE=0.6-0.7V，</font><strike style=""><font color="#000000">UB=0.6V</font></strike><br><font color="#f15a23">PNP型銖管的Ube=0.2-0.3v</font></b>
输入特性有一段死区。<b><font color="#c41230">硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V</font></b>
输出IC
横轴 UCE (反向电压)，<b><font color="#c41230">集电极电路==输出电路</font></b>
IB 为常数时，IC与UCE之间的关系曲线IC＝f（UCE）
是一个曲线族。当IB一定时，IC基本不随UCE变化，具有恒流特性。 <br>
<font color="#c41230">线性放大区</font>E结<font color="#f15a23">正</font>偏，C结<font color="#c41230">反</font>偏，且IC=βIB , IC = βIB <br>
<font color="#c41230">饱和区</font><b>E结和C结正偏</b> ，即<b><font color="#c41230">UCE<UBE </font></b>，<b><font color="#c41230"> βIB>IC</font></b>，UCES≈0.3V <br>
<b><font color="#c41230">题===IE=1mA,IC=IB=0.5mA时，UCE<UBE,工作在饱和区</font></b>
<font color="#c41230">截止区</font><b><font color="#c41230">E结和C结反偏</font></b>(<font color="#c41230">UBE< 死区电压</font>)， IB ≈0 ， IC=ICEO ≈0
<b><font color="#c41230">击穿区</font></b>UCE很大时, IC剧增,本<font color="#c41230">质上是PN结击穿</font> <br>
总结
<b><font color="#c41230">输入曲线：UCE、UBE、IB； 输出曲线：IB、IC、UCE</font></b>
<b><i>输入时，入电压UBE变化，出电压UCE为常，IB是入电流</i></b>
<i><b>输出时，入电流IB不变,出电流IC变，出压UCE变</b></i>
检测
管脚极性
基极B
用万用表<b>R×100或R×1K</b>档分别测量各管脚间电阻，必<b>有一只脚对其它两脚电阻值相似</b>，那么这只脚是B
<font color="#c41230"><b>似B</b></font>
集电极C
找到基极后，分别测<b>基极对其余两极的正向电阻</b>，其中阻值较小的集电极
<b><font color="#c41230">小C</font></b>
发射极E
大的是发射极
是因为集电结较大，正偏 导通时电流也较大，所以电阻稍小一点
<b><font color="#c41230">大E</font></b>
<b><font color="#c41230">PNP管</font></b>
指针式红表笔接基极B，测得与其它两脚电阻都小， 是PNP
<font color="#c41230"><b>B大两小PNP</b></font><br>
NPN管
测得的电阻都大，是NPN
<b><font color="#c41230">两大NPN</font></b>
<b>数字式万用表，红基极，黑接发射极，电阻值很小</b>
PNP+NPN管
用万用表红、黑表笔交替测量硅三极管的发射极和集电极之间电阻，两次测量电阻值都很大
好坏
好
根据晶体管PN结的单向导电性，可以检查各极间PN结的正反向电阻，相差较大是好的
<b><font color="#c41230">差大好</font></b>
内部短路/性能不好
正反向电阻都较大
<font color="#c41230">都大不好</font>
极间短路/击穿
正反向电阻都小
<b><font color="#c41230">都小短传</font></b>
放大器
基础
放大电路设<b><font color="#c41230">置偏置电路（交流负反馈）是为了减少非线性失真</font></b>
放<b><font color="#c41230">大器三极管的偏置电流若很小，容易产生截止失真</font></b>
晶体管放大信号后，必要要有<b><font color="#f15a23">电源</font></b>
<b><font color="#c41230">工作在反向偏置，放大时集电结耗能</font></b>
分类
电压放大器
输入信号的电压放大，输出电压大于输入
功率放大器
一般功率放大器作为<b><font color="#c41230">输出级放大器，</font></b>能控制和驱动输出设备（扬声器。显示器或天线）
OCL功率放大器是<b><font color="#c41230">采用双电源供电的</font></b>
O<b><font color="#c41230">TL互补对称功率放大电路只有电流放大</font></b>没有电压放大
不采用甲类使用时因为<b><font color="#c41230">功耗太大了</font></b>
类型
失真越小，偏置电流越大
<b><font color="#c41230">甲正偏，乙0偏，丙负偏</font></b>
甲类
对输入的信号波形全部放大，小信号放大器属于甲类
<b><font color="#c41230">甲等全放大，高保真低效率</font></b>
<b>保真度高</b>（输入和输出波形相同、频率相同）。功耗大，<b>效率低</b>（<b>最大50%</b>）
<font color="#c41230">单管基本放大器属于甲类</font>
乙类
对输入50%放大，<b><font color="#c41230">对发射结加一定的正向偏置电压来克服交越失真</font></b>
<b><font color="#c41230">乙等半放大，严失真效率高甲等</font></b>
效率（78.5%）高于甲等，输出信号严重失真，用于<b><font color="#c41230">低频功率放大器，又叫推挽功率放大器，只</font></b>是输出半周且放大
OTL和OCL乙类功率放大器的<b><font color="#c41230">电压放大倍数近似于1</font></b>，因为没有电压放大
OCL互补对称型功率放大器，<b><font color="#c41230">采用双电源供电，有电流放大，无电压放大</font></b>
甲乙类
半个周期以上放大，输入输出波形不同
<b><font color="#c41230">甲乙等半以上，变波形，中效率，中保真</font></b>
效率高于甲等低于乙等，保真比甲差比乙类好
实际的功率放大器都工作与甲乙等，因为可以<b><font color="#c41230">消除信号的交越失真</font></b>
丙类
<b><font color="#c41230">少一半部分进行放大，导通时间短，</font></b>效率（80%）最高，对已调拨信号放大
<b><font color="#c41230">丙少半高效率大失真</font></b>
<b><font color="#c41230">发射结静态时处于反向偏置</font></b>
<b><font color="#c41230">高频功率放大器</font></b>工作在丙类
工作状态
<b><font color="#c41230">临界状态的输出功率最大</font></b>
低频小信<br>号放大器<br>(共射放大器)
基础
三极管放大电路有三种形式 ；<b><font color="#c41230">共发射极放大电路</font></b>，共基极放大电路。共集电极放大电路<br>
<b><font color="#c41230">共发射极放大电路</font></b>
三极管的<b><font color="#c41230">发射极是输入和输出回路</font></b>的公共地端，所以叫共发射极
<b><font color="#c41230">输入端基极</font></b>
<b><i><font color="#c41230">基极入，集电地出，发射时公共</font></i></b>
<b><font color="#c41230">输出信号加在集电极和地之间</font></b>
<b>耦合电容c1是保障输入信号通畅，断开后就无电压信号输出</b>
（基极偏置电阻确定）固定偏置放大电路的<b><font color="#c41230">缺点是稳定性差</font></b>
调节<b><font color="#c41230">RB变大会出现截止失真，调小RB 会出现饱和失真</font></b>
RC过大时，大信号时容易引起三极管饱和（RC集电极电阻，变大后，分压变大，UCE降低）
<b><font color="#c41230">静态工作点Q</font></b>
基极电压UBE、集电极电流IC、集电极电压UCE在静态时也都是不变的直流电量。<br>这些直流电量对应着三极管输入特性曲线和输出特性曲线上的某一个点
组成
子主题
单电源供电
单电源时 ，电流流向
等效通路
直流时，电容开路<br>RB偏置电阻，IB偏置电流<br>
交流时，直流电源和大电容短路
分压射极偏置电路
<b><strike><font color="#c41230">分压式偏置电路反馈的大小与RE有关</font></strike></b>（排除法，RB1和RB2是分压电阻，RC是集电极电阻，电流转电压的作用）
分压偏置电路，温度升高后三极管<b><font color="#c41230">β增加，IB减小（</font></b>温度升高IC增大，为保持静态工作点减小IB，故β增加）
放大条件
晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。
正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。
输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号
多级放大器
基础
组成：输入级、中间级、推动级、输出级
输出级采用<b><font color="#c41230">射极输出器</font></b>
<b><font color="#f15a23">多级放大器的总输入阻抗就是第一级放大电路（输入级）的输入阻抗</font></b><br>多级放大器的<b><font color="#c41230">输出电阻就是最后一级（输出级）放大电路的输出电阻。</font></b>
<b><font color="#c41230">耦合：级与级之间的信号传输的过程是耦合</font></b>
耦合<br>方式
阻容耦合RC
放大器中各级间，放大器与信号源，放大器与负载<b><font color="#c41230">采用电阻和电容的连接来传送信号</font></b>。
当<b><font color="#c41230">耦合电容值为0时，等同于直接耦合放大器</font></b>
<b style="color: rgb(196, 18, 48);">与变压器耦合相比，频率特性好（</b><font color="#000000">电压降小，低频信号损耗小</font><b style="color: rgb(196, 18, 48);">）</b>
优点：由于电容具有隔直作用，因此各级电路的直流通路互不相通，<br>即<b><font color="#c41230">每一级的静态工作点彼此独立。结构简单、成本低、体积小</font></b><br>
<b>缺点</b>：不能放大直流或缓慢变化的信号 <br>
<b><font color="#c41230">是一种低频交流放大器</font></b>
变压器耦合
前后级放大电路之间用<b><font color="#c41230">变压器连接起来</font></b>
用于功率放大器输入和输出
阻抗匹配
适当选择变压器的匝数比，使折合到<b><font color="#c41230">变压器初级的负载</font>等效电阻<br></b>与<b>三极管输出电阻</b>相等或尽可能接近
与RC相比，<b style="color: rgb(196, 18, 48);">优点能够阻抗变换（</b><font color="#000000">调整匝数比，使负载电阻与三极管输出电阻接近</font><b style="color: rgb(196, 18, 48);">）</b>
<b><font color="#c41230">用于功率放大</font></b>
缺点：成本高、体积大、效率低、会有非线性失真，<b><font color="#c41230">也不能放大直流或缓慢变化的信号 </font></b><br>
直接耦合
将前级的输出端直接接到后一级的输入端
<b><font color="#c41230"><i>直接耦合和阻容、变压器相反</i></font></b>
<b><font color="#c41230">用于直流和低频放大</font></b>
<b><font color="#c41230">电阻代替导线，</font><font color="#000000">耦合器之间电阻变大</font><font color="#c41230">可以改变输出电频，增益有所衰减</font></b>
<b><font color="#c41230">缺点1.各级静态工作点互相影响；2、零点漂移严重 </font></b><br>
计算
电压放大倍数
多级放大电路的电压放大倍数Au等于<b><font color="#c41230">各级电路的电压放大倍数的乘积</font></b>
<b><font color="#c41230">场效应管</font></b>
单极型晶体三极管
场效应管与晶体管不同，是<b>电压(场)控制元件<font color="#c41230">.输入电阻大阻抗高，</font></b>温度稳定性好,抗干扰性强
栅极控制电压是<b><font color="#c41230">反向电压</font></b>
通过<b><font color="#c41230">输入电压控制输出电流实现工作</font></b>
通过<b><font color="#c41230">改变输入电场</font></b>控制输出电流
分为N沟道和P沟道两种类型
固态继电器
优点：切换速度快，电磁干扰小
4.3集成电路8
大纲
线性运算放大电路的描述及工作原理。2<br> 集成稳压电路。2<br>
绍下列运放组成电路的工作原理及功用：加法器、减法器、<br>积分器、微分器、电压跟随器、比较器、振荡器 5
集成运算<br>放大器
<b><font color="#c41230">基础</font></b>
线性运算<br>放大电路
在运放的线性应用中，运放<b><font color="#c41230">的输出与输入之间加负反馈</font></b>，使运放工作于线性状态。 <br>
集成运算放大器内部采用直接耦合方法
内部有很多晶体管
两个输入一个输出
组成：差动输入级（差动放大器），中间放大极，射极输出器
<b><font color="#c41230">集成运算放大器属于多级直流放大器</font></b>
特点
输入电阻高，输出电阻低，
理想是，输入无穷大，输出为0，开环电压放大倍数无穷大
<b><font color="#c41230">有放大作用，可以代替三极管工作</font></b>
<b><font color="#c41230">理想集成运算放大器</font></b>
开环电压放大倍数无穷大
输入电阻RJ无穷大
<b><font color="#c41230">输出电阻为零</font></b>
分析依据
虚短：输入端电位数值相近，电位差极小，近似于短路
<b>虚断：输入电流很小，可视为</b>0，类似断路，但未真断路
差动放大电路
基础
只有两个输入端信号有差别时，放大器才会有输出，若极性相同幅值相等，就没有电压输出
优点
<b style="color: rgb(196, 18, 48);">克服温度漂移--（</b><font color="#000000">集成运算放大器采用差动放大器的原因</font><b style="color: rgb(196, 18, 48);">）</b>
加法器
<b><font color="#c41230">有信号放大作用，至少两个输入端，是负反馈电路</font></b>
三端输入，不用的一段悬空
反相求和运算电路
从运算放大器的反相输入端输入，可以对多个输入信号实现求和(代数相加)的运算
减法器
原理
两个输入信号分别加到运算放大器的<b>反相输入端，同相输入端</b>，适当选择电路参数，<br>可以使输出信号正比于两个输入信号的差
<b>两个输入信号极性相反，减法器变加法器</b>
<b><font color="#c41230">有信号放大作用，功能近似于差动放大器，</font></b>
<b><font color="#c41230">多输入，单输出</font></b>
减法器的<b><font color="#c41230">输入接地后，减法器就变成了放大器</font></b>
作用为U0=U2-U1，<b><font color="#c41230">U2信号同相端输入，u1反相端输入</font></b>
<b><font color="#c41230">R1=R2=10Ko R3=R4=20KO U1=12V U2=18V 求u0</font></b>
积分器
常常用于波形变换，<b><font color="#c41230">只有一个输入端</font></b>
输入方波---输出三角波；
将反<b>相比例运算电路</b>的<b><font color="#c41230">反馈电阻R F用一个电容C</font></b> 更换就是反相积分<br>
微分器
常用于产生触发脉冲，<b><font color="#c41230">只有一个输入端</font></b>
输出端U出现<b><font color="#c41230">尖脉冲的前提是R.C数值必须小</font></b>
<b><font color="#c41230">微分输入正弦波------输出正弦波</font></b>
微分输入方波-----输出尖脉冲
微分是积分的逆运算，把<b><font color="#c41230">积分运算电路的电阻和电容互换位置</font></b>，就是微分运算电路
电压跟随器
属于<b><font color="#c41230">同相比例放大器的特例，电压放大倍数等于1，输入电压=输出</font></b>
只用<b><font color="#c41230">集成运算放大器和导线，不使用</font></b>其他元件，就可以组成电压跟随器
电压比较器
用于<b><font color="#c41230">判断输入信号的相对大小</font></b>
迟滞比较器
（回差电压提高了电路抗干扰能力）<b><font color="#c41230">回差电压的大小体现输入电压的抗干扰能力</font></b>
引入正反馈后，能加速输出电压的翻转过程，改善输出波形在跃变时的陡度
和<b><font color="#c41230">单限电压比较器相比，多了正反馈电路</font></b>
<font color="#c41230">振荡器</font>
<b><font color="#c41230">无输入，有输出的电路</font></b>
分为<b><font color="#c41230">反馈型和负阻型</font></b>，
组成：放大器和带选频网络正反馈电路
反馈线圈同名端接反时，会停止振荡
采用正反馈，其中放大电路是使用的负反馈（<b><font color="#c41230">放大电路其直流负反馈用于稳定工作点</font></b>）
<b style=""><font color="#000000">三端式振荡器中，与</font><font color="#c41230">三极管发射极</font><font color="#000000">相连的两个电抗元件必须是同性质</font></b>
集成稳压电路
具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。<br>
输入电压应该<b><font color="#c41230">稍高于输出电压</font></b>
最简单的集成稳压电源只有<b><font color="#c41230">输入，输出和公共引出端</font></b>，故称之为三端集成稳压器。
固定式
目前常用的W7800系列三端集成稳压器，其内部也<b><font color="#c41230">是串联型晶体管稳压电路</font></b>
负稳压W79XX
W79XX和W78XX两者<b><font color="#c41230">输出电压极性不同</font></b>
<b><font color="#16884a">正</font></b>稳压W78XX
型号后X<b><font color="#c41230">X两位数字代表输出电压值</font></b> ，小于输出电压值时，不能正常输出稳定电压<br>
应用电路
输出为正负电压同时输出的电路、提高输出电压的电路、扩大输出电流的电路
可调式
<b><font color="#c41230">W317</font></b>系列三端可调稳压器 <br>
输出电压在1.2～37V范围内连续可调，能提供1.5A以上的输出电流<br>，应用<b><font color="#c41230">时只需外接两个电阻，就可调整到所要求的输出电压值</font></b>
4.4印刷电路板1
大纲
印刷电路板的描述和应用。1
基础
印刷电路板（PCB）是采用<b><font color="#c41230">蚀刻法</font></b>
敷铜板 <br>
由<b>绝缘基板</b>和粘<b>敷在其上的铜箔</b>构成的板
印刷电路 <br>
将铜箔导电图案敷于绝缘基板上，构成电子器件的导电通路，
基板材料
由<b>树脂粘合剂、纸制或玻璃布增强材料等制成的绝缘材料</b>，用做印刷电路和电子器件的支撑
分<b>类</b>
<b><font color="#c41230">硬质板</font></b>
单面板
仅一面上有导电图形的印刷电路板，用于简单电路，可靠性高
双面板
两面都有导电图形的印刷电路板，它用于比较<b>复杂的电路</b>
多层板
由三层或三层以上的导电图形和绝缘基板层压合成的印刷电路，小空间复杂电路，可靠性低
柔性板
导体被软压在绝缘层中间，仅在接线点处留有焊点。
<b><font color="#c41230">柔质板</font></b>
结构
焊盘
用于将元件焊接在电路板上，它的形态通常为<b>圆形</b>
导电条
用<b><font color="#c41230">于焊盘之间的连接</font></b>,通常为直线或曲线。<b><font color="#c41230">导电条的宽度</font></b>要根据<b><font color="#c41230">流过电流的大小和元件的疏密决定</font></b>。
设计
线路观点法
根据<b>原理图</b>摆放电子元件的位置
中心观点法
以原理图中<b>一个主要的元件为中心</b>
周边观点法
当该印刷电路板上的<b>元件不多</b>，并且它<b>要固定于机座或正面板上时</b>，就可以 采用这种方法 <br>
制作<b><font color="#c41230">原则</font></b>
无论采用哪种方法，都应该采用<b>标准印刷电路图形</b>。
对于<b><font color="#c41230">高频印刷电路</font></b>的设计，应该<b><font color="#c41230">遵循“一点接地”和抑制电磁干扰的原则</font></b>。
必须考虑元件的密度和主要元件的<b><font color="#c41230">散热</font></b>问题，必要时应对原布局进行调整 。 <br>
设计步骤
<b><font color="#c41230">首先确定电路元件</font></b>，再去确定<b><font color="#000000">印刷电路板轮廓尺寸</font></b>
在坐标纸上画出设计草图 <br>
按照设计的印刷电路，用标准印刷电路图形粘贴在透明胶片上，以备制做印刷电路板用 <br>
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