模拟电路

模拟电路（精选十篇）

模拟电路 篇1

关键词：电路定理,模拟电子电路,基尔霍夫定理,叠加原理,戴维宁定理

对于基本线形电路的原理和分析方法,大多数人都很熟悉,而对于在模拟电子电路中涉及的非线性元件以及由这些元件组成的非线性电路,很多人就感觉到比较抽象难以理解,而实际上非线形电路分析的基本思路就是非线性电路的线性化,所以我们线性化后可以利用线性电路的分析方法和基本定理来分析非线性电路。

1基尔霍夫定律的应用

1.1基尔霍夫定律

基尔霍夫定律是电路的一个最基本的定律,它贯穿了电路分析的整个过程,应用十分广泛。其基本内容是:在任一瞬时,流入某一结点的电流与流出该节点的电流之代数和为零;在任一瞬时,沿任一回路循环一周,在循环方向上电压降的代数和为零。

1.2基尔霍夫定律在放大电路分析中的应用

在对基本放大电路的静态分析中,我们可以应用基尔霍夫电压定律在它的直流通路中分析相应的变量。

如图1所示电路为一共射极放大电路,基本放大电路静态分析的方法是画出电路的直流通路,然后在直流通路中求出相应的变量。我们可以先画出其电路的直流通路,如图2所示为其直流通路,在此电路中,根据基尔霍夫电压定律可以列出以下几个KVL方程:

UCC=IB*RB+UBE,所以IB=(UCC-UBE)/RB

UCC=IC*RC+UCE,所以UCE=UCC-IC*RC

这样就可以在直流通路中求出放大电路的静态值IB,IC,UCE,找出相应的静态工作点。

基尔霍夫定律不但可以应用在直流电路的分析中,还可以将其推广到交流电路的分析中去。例如,在运算放大电路的分析中,我们可以应用基尔霍夫定律列出相应的变量方程求解。

如图3所示的运算放大电路中,分析输入与输出之间的关系,根据基尔霍夫电流定律,其中变量之间有如下的关系:i1=if+in,又根据理想状态的运算放大电路的分析依据in=ip=0,所以有:i1=if。i1=(ui-un)/R1,又因为理想状态的运算放大电路中un=up,up=0,所以un=0。所以i1=ui/R1。而if=(un-uo)/Rf所以if=-uo/Rf。所以i1=ui/R1=if=-uo/Rf,所以有:uo=-Rf*ui/R1。

这样就分析出了输入与输出之间为比例关系。这是一个基本比例关系得运算电路,那么在以后更复杂的运算放大电路中也可以利用基尔霍夫定律来确定电流之间的关系。

2叠加原理的应用

2.1叠加原理

叠加原理的基本内容是:对于线性电路,多个电源共同作用在一条支路上产生的响应(电压或电流),可以看作是各个电源分别作用在该支路上产生的响应之和。

2.2叠加原理在基本运算电路分析中的应用

我们知道,叠加原理应用的前提是线性电路,对线性电路的分析是非常简单的,而运算放大器是非线性电路,怎么能应用叠加原理呢?其实,理想状态下,运算放大电路输入和输出之间的运算关系实际上和运算放大器本身无关,它的运算关系只与输入和反馈电路有关,而输入和输出电路一般由线性电阻元件构成,这样,我们就可以利用叠加原理来分析其输入与输出之间的运算关系了。

例如图4所示的电路,电路为差分输入,即其输入分别加在同相端与反相端。

当ui1作用时,ui2=0,构成反比运算,uo1=-Rf/R1*ui1

当ui2作用时,ui1=0,构成同比运算,uo2=(1+Rf/R1)ui2

所以,uo=uo1+uo2=(1+Rf/R1)ui2-Rf/R1*ui1

对如图5所示加法运算,也可以利用叠加原理分析。

当ui1作用时,ui2=0,构成反比运算,uo1=-Rf/R11ui1

当ui2作用时,ui1=0,构成反比运算,uo2=-Rf/R12ui2

所以,uo=uo1+uo2=-Rf/R11ui1-Rf/R12ui2

如图6所示的电路,利用叠加原理分析:

当ui1,ui2作用,ui3=ui4=0,构成反相加法运算:Uo1=-(Rf/R1ui1+Rf/R2ui2)

当ui3,ui4作用,ui1=ui2=0,构成同相加法运算:Uo2=(1+Rf/R1)[R3/(R3+R4)ui4+R4/(R3+R4)ui3]

所以,uo=uo1+uo2=-(Rf/R1ui1+Rf/R2ui2)+(1+Rf/R1)[R3/(R3+R4)ui4+R4/(R3+R4)ui3]

所以,当运算放大电路微多路输入时,采用叠加原理进行分析会很方便。

3代维南定理的应用

3.1戴维南定理

任何一个有源二端线性网络(这里强调有源指交流信号源、必须是二端线性网络),都可以用一个理想电压源和内阻串联来等效代替,理想电压源的电动势就是有源二端网络的开路电压,等效电源的内阻等于有源二端网络中所有理想电源均除去后所得到的无源网络两端之间的等效电阻。

3.2戴维南定理求解输出电阻的应用

我们知道,对放大电路输出电阻的计算方法是:将信号源短路(Us=0,但要保留信号源内阻),将RL断开,在输出端加一交流电压Uo,必然产生电流Io,则放大电路的输出电阻为:Ro=Uo/Io。这个方法很难理解,但如果发现这是代维南定理在放大电路中的应用,就很容易理解了。基本放大电路经微变等效后已线性化,可以看作有源(交流信号源)二端(输出端)线性网络。代维南定理指出:任何一个有源二端网络,对外电路来说,都可等效成一个电压源。而实际放大电路的输出端对负载而言,可用代维南定理等效,前级放大电路可等效为一个电压源.电源的内阻就是放大电路的输出电阻Ro。所以输出电阻的计算就可转换为电源内阻的计算,因此放大电路输出电阻的计算就可采用下面的方法计算,如图7所示:

开路电压:Uo=IcRc

短路电流:Is=βIb

所以,Ro=Uo/Is=IcRc/βIb=Rc

对于输出电阻的求解,共集电极电路最难理解。共集电极放大电路经微变等效后已线性化,可以看作有源(交流信号源)二端(输出端)线性网络。利用戴维宁定理求解输出电阻时,可将理想电压源短路(保留受控电流源),如图8所示,此时为无源二端线性网络,可以通过外加激励方法求解其集电路的输出电阻。

Io=Ib+βIb+Ie=(1+β)Ib+Ie=(1+β)Uo/(rbe+Rs//Rb)+Uo/Re

Ro=Uo/Io=Uo/[(1+β)Ib+Ie=(1+β)Uo/(Rbe+Rs//Rb)+Uo/Re]

Ro=Re//(Rb+rbe)/(1+β)

4结束语

模拟电子电路经微变等效线性化后,可以结合电路的基本定理和线性电路的方法分析,这样,分析模拟电路就很容易了。

参考文献

[1]秦曾煌.电工学(上、下册)[M].北京:高等教育出版社,1999.

[2]康光华.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2005.

模拟电路 篇2

对于模拟电路大家都觉得比较难，确实模拟电路数字电路在计算机专业中的学分比重比较大，内容比较多，理解起来比较困难，但是我们却不能对他放松警惕，我们不要再模拟数字的文章中搞运，要将它们把握在手心中玩弄。做到这点就要在学习中学会翻身。

先让我来说说我的学习方法吧！我这个学期报了模拟数字电路的辅导班，这样大家可能觉得我学习起来会比较轻松，其实不然，我没有好好学，其中有一些傲气在里面，总觉得中专的时候学过（3年前），自己就了不起了，而且我是一个爱睡懒觉的人，早上6点起床，做一个小时的公交车去上学，我真受不了，除了打瞌睡根本就没有学到知识。所以上到一半我就放弃了。

我觉得要是学好它，至少懂一些的话，最好是先把书看1到3遍，并且做过课后习题。但不是说没有看过3遍就不能过这门课程，现在就由我来带领大家复习一下，告诉你模拟数字考试不难。

我就对模拟电路考试的80分题做一下概括性的总结。因为模拟电和数字电路的图和公式比较多，限于时间的紧迫我只说明书中的位置，所以这里要求大家能够独自找到书中的内容，并做进一步的了解。

大题总结：

模拟部分

一、非单一参数的交流电路（5分，一道选择，一道大题）

通过上面2个图我就总结出，非单一参数电路的基本特性，如果个组件串联，那么他们的电流就是相同的，而电压呢？因为根据单一参数的交流通路可知，电感的电压超前点流90度，电容的电压邂逅点流90度，因此如图a的坐标轴可以知道各个元件之间的关系，然后根据这个公式，就可以求出每个点流、点压、电阻、阻抗得值来（有些条件是给定的）。对于并联电路同理可知。

提出几个注意的地方：

1、并联电路电压固定，串联电路电流固定

2、当Xl>Xc时，成感性；Xl

3、有功功率的求法。

二、戴维南定理的应用（8分）

对于这个是第二章的重点，具体的内容请大家自己看书吧！做几道题就全明白了。掌握的内容是：

1、负载开路后的两端电压（选择会有一个求电位的题：1分）

2、等效电阻的求法，电流源开了，电压源短路（选择会有一道求等效电阻的`题：1分）

3、会画等效电路

三、单管放大电路

这里提出3个重点：（具体内容看第5章）

1、共发射极交流放大电路，p91页；

2、分压式偏置共射极放大电路，p102页；

3、共集电极放大电路（设计输出器），p104页。

对于这三个放大电路的静态工作点，和Au、ro和ri的求法一定要会。不要混淆，主要是掌握各个的微变等效电路和支流通路的画法，然后进行总结，看看你对他有什么见解，提示：最好搞明白他们的关系是怎么出来的，这样记忆会比较容易。

四、集成运放（12分，两道题）

对于这12芬我觉得是最容易的了，这是第7章的内容，见意大家把书上各个电路的放大公式记下来，然后就没问题了。

基本的就4个：

1、反相输入比例运算；

2、同相输入比例运算；

3、积分运算电路；

4、电压比较器（知道什么是参考电压）。

这是我认为最基本的4个，其它的可以是他们的结合，还有加入稳压管和二极管的电路需要大家进行分析。

五、用卡诺图化检逻辑函数（4分）

没什么可说的，不会就不要考了。提出一点注意，就是四个角有1的直可以画成一个大圈。

六、对于放大电路的分析（4分）

这个基本上都比较容易，有这样的可能：

1、没有偏置电阻，也就是说Ib=0，没有电流。

2、没有输出电压，可能被电容短路掉。

数字部分

七、组合逻辑电路的分析（4-8分）

这是第三章的内容，主要是知道分析电路的步骤，会设计简单的逻辑电路，不要忘记对逻辑表达式进行画简，要求会写出电路的真值表，基本就没什么问题了。

八、写出ROM阵列逻辑和PLA阵列逻辑的函数表达式（4分）

这个容易，知道概念就成了，没问题的，书上p308和310页。

九、分析时序电路（8分）

这可是数字电路的重头戏，其实也没什么可说的，就是要把那4中基本触发器记下来，特征方程不要忘记（选择题有一道，填空一道，2分），然后知道分析的步骤，一步一步来，就ok了。

对于各个小题的补充：

有几个选择题我已在上边的内容中提到了，就不再重复了。还有几个一定会考的我说一下：

1、555定时器；

2、OCL互补对称电路；

好了基本就这些吧，总共80分的题，要是把握住了，模拟电路数字电路你说难么?

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模拟电路的融合智能故障诊断 篇3

关键词：故障诊断；模拟电路；神经网络；专家系统

传统的人工电路诊断技术已经无法满足现代电子电路的发展状况，如何运用模拟电路有限的可及点对于模拟电路内部的故障进行有效、快速的诊断是亟待解决的问题，本文涉及的模拟电路智能故障诊断系统的特点主要表现在诊断的精度高、灵活的诊断形式以及诊断的应用适应性强的特点。在实际操作中，不断总结经验，最后，将各个子系统融合优势发挥到最大，实现智能故障诊断的高精度、高适应性以及高灵活性。

1.模拟电路诊断技术的现状

目前，在模拟电路发生故障后，需要对所发生的故障进行及时诊断，这样做的目的是为了更加高效地进行检修、调试以及替换，可以大大提高工作效率。不同设备的模拟电路要求不一样，对于某些用于重要设备的模拟电路，需要进行故障的预测，也就是在电路进行正常工作的过程中，需要对正常工作进行持续不断的检测，这样可以有效确定出一些部分的元件将要失效，这样可以在设备发生故障之前，将将要失效的元件替换掉，可以有效避免故障的发生。然而，以上所述的内容，在人工诊断技术的层面无法满足设备的需求，所以，目前亟待解决的一个重要问题就是需要对模拟电路故障的自动智能诊断问题。

2.模拟电路智能融合诊断模型

BP网络具有极强的泛化能力，可以解决和判断断路状态属于那种类型的故障，因此会选取BP网络进行初级诊断。但是BP网络算法却是按照梯度下降搜索算法，其对于初始权向量异常敏感，而且非常容易陷入局部困境之中。BP网络算法与传统的搜索算法进行比较，遗传算法更具有鲁棒性，而且会受到函数可微与连续的限制。可以通过传统的遗传算法来对BP网络进行优化，从而得到初始化权值和网络分布，这样便可以比较好的克服BP网络存在的问题，并且可以有效提高神经网络的泛化性。我们采用BP网络初次诊断时，需要对不同的电路故障进行分类，然后再进行深层次的故障诊断检测，通过遗传的BP网络诊断选取训练样本，其主要是将选取的样本与网络的输入不同，而且在不同故障进行观测的时候，需要有针对性的进行识别，仔细辨别不同的网络故障之间的重要信息系统差异。

3.模拟电路智能融合故障诊断方法

3.1诊断训练样本选取

如果在BP网络中的某一个元件出现了软故障，直接会导致该故障元件应故测量值与电路中的测量值存在较大的差异，就算是根据应故障特征训练出的网络，其也无法做到对软故障诊断。电路中如果某一元件的所有参数都符合相应的正态分布，那么根据随机分量线性组合理论，我们可以知道该元件是正态分布中的随机变量。如果电路中出现硬故障，当对容差电路进行测量时，得到的测量特征值都是标称值特征向量中心子空间。电路中元件每个状态都可以应用样本中心进行训练，然后利用神经网络的容错性，可以在分类时将样本中心训练点一定范围集中起来，并统一的归纳为训练样本集。模拟电路中的特征参量容易受到容差和软故障的影响，从而使得神经网络出现较大的矢量干扰，如果故障元件相同或者容差环境相同，那么特征参量的规模越大，那么产生的容差干扰就越小。

3.2智能诊断方法的融合

首先，通过优选激励和测试节点以及增加测试信息等方法提高模拟电路可靠性。如果是理想的拓扑结构只需要少量的测试点就可进行故障诊断，但实际情况往往是拓扑结构不理想，使得无论怎样选择节点仍有大量的支路故障不可测。通过优选机理对测试节点进行弥补，如为频域分析则主要选择具有特征的频率反映电路故障。如为时域分析则选择噪声信号以激励被测电路。增加测试信息也是提高电路可测行的有效手段。可以有效的避免误诊断，获取大量的故障特征而对电路故障做出准确判断。其次，当确定了测试方案后将各类的测试数据进行优化处理得到不同类型的输入特征参量。然后将这些输入特征参量输入一个独立的精神网络，用此方法可对电路进行初级故障诊断。BP网络具有良好泛化能力，广泛的用于电路故障类型分类。通过遗传BP网络的初级诊断后，可以得到电路故障状态的可能性。然而，由于各个遗传BP网络训练样本与网络输入的不同，且不同的故障在不同的测试信息上体现程度的强弱也有差异，因而每一遗传BP网络故障分类器对不同故障的识别正确程度也有较大的差异。可通过遗传算法优化BP网络，遗传算法具有全局性搜索的特点，可较好的寻找适合的网络连接权和网络结构。完成电路故障的初级诊断后用模糊积分的方法在精神网络所输出的重要信息程度基础上进行决策融合。使得融合效率与诊断方法更加适应，准确定位故障。模糊积分方法是利用模糊集合知识综合考虑客观证据与主观评价的一种决策层融合方法。此方法适用于处理不确定性信息。使用模糊几分对多分类器记性融合时，不同的模糊测度对应不同的融合函数。如模糊测度值选择适当，融合后的分类性能比最优的单个分类器性能好。构造模糊测度，需先获取模糊密度。模糊密度是信息源对系统最终决策的重要程度，对于诊断系统，模糊密度值可认为是各遗传神经网络对故障诊断的重要性评价。通过将训练好的遗传神经网络分类器，分别独立进行在不同故障下的样本识别检验，利用每个遗传神经网络对各个故障的正确识别率作为该网络对各故障的分类信息的重要程度。

4.结束语

对于模拟电路的故障问题研究日益深入，尤其是当前模糊理论、BP网络以及遗传算法等在模拟电路中的广泛使用，使得这些对于模拟电路的故障诊断存在着较强的鲁棒性，如此便可以提高故障定位的准确率。尤其是对于这种大规模和超大规模的模拟诊断电路来说，其更加显得优越性。本文主要针对模拟电力的故障诊断模型、智能融合诊断的方法进行介绍，希望能够获取对模拟电力故障诊断更加优越的对策。

参考文献：

[1]杨士元.模拟系统的故障诊断与可靠性设计[J].科技与企业，2014

模拟电路与数字电路课程改革探讨 篇4

一、项目引领任务驱动的教学方法

项目引领任务驱动的教学模式是指把教学内容划分为若干项目, 一个项目就是一个电路成品。项目又分解为若干任务, 学生根据教师所给出的项目任务及具体要求, 通过自己的学习讨论研究进行设计和解答, 整个过程, 学生自发的学习理论知识同时思考理论知识在实践中的应用。教师作为引导者, 引导学生学习理论并帮助解决学生在学习过程中遇到的问题。通过完成任务学习教学内容, 从而培养学生分析问题、解决问题的能力。这种教学模式颠覆了以往的教师讲授为主的传统教学, 而是以学生为主体, 教师为引导者, 根据学生的学习情况辅助学生学习, 引导学生在实践中学习知识。所以这种教学模式对教学内容的安排和实施过程要求较高。

二、实施步骤

(一) 设计项目

如何设计项目是教师思考的重要内容。需要打乱教材的教学内容顺序并进行重组, 把它们划分成若干个项目。设计的项目要包括若干知识点, 最好可以形成一个成品电路, 让学生在实践中学习理论知识, 知道学习了这些内容可以做什么, 提高学习兴趣。

(二) 分解任务

学生拿到项目可能不知道如何做、从哪里入手, 所以把项目分解为若干任务并给出具体要求, 让学生带着任务学习内容, 任务完成了, 项目成果也就知道怎么做了。而在让学生做之前要先做一些准备工作。我们先把学生分成若干小组, 每组五人左右。在上课前一周把项目任务和学习资料发给学生, 内容包括教材课件、相关视频资料, 让学生自己先自主学习和小组讨论, 给出一个初步的项目实施方案。

(三) 完成项目

项目引领任务驱动的教学方法在实施过程中遇到许多问题, 比如:如何分配课上、课外内容?如何让学生课前学习、课中交流讨论、课后实践?如何有效的监控每个学生都在做?项目完成后是否每个学生都理解?针对这些问题我们做了以下工作:在课上教师先举应用实例引入课题, 并针对学生集中的理解重难点进行讲解, 然后引导学生对遇到的问题进行讨论, 引导学生自主解决问题。由于课上时间的限制, 我们课后时间开通网上交流, 学生可以跟教师线上交流讨论。为了增加实践, 开放实验室并在特定时间对学生进行指导, 让学生有更多地时间根据自己小组设计的电路做出实物。由于学生刚接触元器件, 不知道如何选择元器件, 所以教师可以先讲清楚为什么选择这个元件, 然后直接让学生应用。许多学生对于理论学习是感到很枯燥的, 喜欢动手来做。在实践中遇到问题, 可以理论分析解决, 再回到实践中检验。这个过程加深了学生对理论的理解。

(四) 项目成果展示

设置项目成果展示环节。由教师随意抽取项目组任一成员来讲解项目过程, 内容包括开始如何准备, 过程中遇到哪些问题?如何解决这些问题?如何完成项目?在做项目过程中运用到哪些知识点解决问题?项目完成情况如何?并展示小组做出的电路实物, 如果没有做出电路实物, 要讲出为什么?如果电路做出, 对电路参数进行测试。

(五) 小结

对项目完成情况进行总结。要完成一个实际电路可能遇到许多问题, 教师对学生遇到的问题进行讲解, 让学生在下次遇到同样问题时知道如何应对, 并对项目中运用到的知识点进行归纳总结。完成同一个项目可能有几种实施方案, 对其进行比较讲解。

三、结束语

《模拟电路与数字电路》这门课是学习硬件实践性强的课程。项目引领任务导向的教学模式把教师由教授者变为引导者, 引导学生学习讨论。学生由被动接受者变为主体, 自主学习。这种教学模式不仅有理论学习, 还有实践过程, 对喜欢动手连接电路的同学成绩的提高尤其明显。有些同学对理论推导接受能力较差, 可以先通过电路测试得到同样结论。比如基本放大电路中参数, 电压放大倍数、输入电阻、输出电阻可以通过测量实际电路的输出端和输入端得到, 也可以理论计算。在实践的同时来分析电路, 这样学生更容易接受。

摘要：本文根据专业培养要求对《模拟电路与数字电路》进行课程改革, 引入项目引领任务驱动的教学方法并详细介绍了其实施过程。

关键词：模拟电路与数字电路,项目引领,任务驱动

参考文献

[1]叶琼茹.任务驱动、项目导向法在《电工电子学》的应用[J].黎明职业大学学报, 2010, 12 (4) .

[2]张友能等.虚拟“工厂环境”下的高职“模拟电子技术”教改探索[J].通化师范学院学报.2014.8 (4) .

模拟电路教学心得 篇5

第一次课

电子本09（1）（2）

今天是第一节课，上课前算是做了充分准备，但难免有点紧张，背后直流汗，无奈！

上课后，马上就进行了课程的介绍，课后感觉太唐突了，听了王立娟老师的课，发现确实少了点课前讲述的东西，总结一下首先应该讲以下内容：

1、课程介绍：第四版，考研经典课程，提醒学生重视；

2、课堂纪律：包括上课吃饭、喝水、睡觉、讲话、听耳机等等，都不允许；

3、课前预习，课后复习。每节课讲完后提醒学生下节课要讲述的内容，让学生有目的的预习；

4、作业，避免原原本本的抄袭，最好是实事求是，这样能反映出学生的真实情况。要抄得会抄，一定要抄的明白，知道为什么要这样做；

5、习题课，争取挤时间上习题课，习题课根据学生作业情况进行，所以提醒学生更加重视作业，并且将作业情况作为考试成绩的一部分；

6、提醒课代表在课后及时反馈学生不明白的问题，以便做好答疑工作；

7、记笔记问题，一部分学生不拿书、不带笔的现象，至少要在课本上做好记录，避免考试复习时一头雾水，不知道重点难点。2010-09-09

第二次课

物理学本08（1）09（1）

在今天的课上，有学生问道一个问题：在P型半导体中掺入三价元素硼，空穴是多子且带正电，那为什么半导体整体还不带电呢？

解释：在做半导体掺杂时，掺入的是杂质原子（磷原子或硼原子），原子是不带电的。

妙用发散性思维，轻松学习模拟电路 篇6

关键词：模拟电路?发散性思维?三极管电路知识点发展思维

随着电子行业日新月异的发展，电子电路逐渐由模拟电路转变为数字电路的天下。在人们的日常生活中，数字电视、数码相机、闪存、微处理器等处处充斥在眼前。然而在数字技术稳步前进的今天，模拟技术仍有着不可替代的地位。这有两个主要原因，一是模拟电路是数字电路与人、自然世界的接口电路；二是数字电路中的时钟信号、供电电源离不开模拟电路。因此模拟电路的学习依然是电子技术学习的重中之重。

模拟电路是电子技术入门的必经之路，很多初学者都把它称为“魔鬼电路”，在学的过程中感叹电子技术的深奥难学，甚至产生了畏难心理。的确，对于初学电子技术者，要熟练掌握各种不同特性的电子元器件，透彻理解各种功能电路的工作原理，是有一定难度的。不过，学习模拟电路，掌握好学习方法是有捷径可走的。笔者在这里结合发散性思维，对模拟电路学习中的一些难点进行分析和总结，旨在抛砖引玉，希望学习者能多思考、琢磨，形成适合自己的有效的学习方法。

发散性思维是创造性思维的一种方式，又称辐射性思维或扩散性思维。它立足于某个基本知识点，将原有的知识、经验方法进行有效组合，寻找出更多新的知识点或方法。人们经常说的“举一反三”“触类旁通”也是指的这类方法。

一、由三极管内部的PN结结构出发，学习三极管的三脚电压关系和电流关系

以NPN型三极管为例，三极管是由两块PN结背靠背按相应的工艺要求制成。其中发射区掺杂浓度大，目的是为了提供大量的载流子（电子）；基区做得很薄，目的是有利于来自发射区的载流子穿过基区到达集电区；集电结做得比发射结面积大，目的是有利于接收来自发射极的载流子。如图1和图2所示。

发散性思维引出的知识点：一是三极管管脚名称和电压偏置方法。发射区：发射电子的位置，应该接电源负端；集电极区：收集电子的位置，集电结面积大，可以更好地收集扩散来的电子，根据异性相吸的原理（吸引电子），应该接电源正端；基区：电子依靠扩散作用由基区扩散至集电极区。这三区对应的引脚分别为发射极e、集电极c、基极b。根据载流子流动方向，三极管三脚电压关系为、三脚电流关系。二是三极管的三种工作状态。改变三脚电压偏置方式，三极管可以有三种工作状态——饱和、截止和导通放大。当发射极的电压Ve不是三脚的最低电压，发射电子的工作区不工作，三极管为截止状态；当集电极的电压Vc不是三脚的最高电压，接收电子的工作区不工作，此时基极电压Vb最高，大量电子涌入基区，造成基极电流Ib过大，三极管为饱和状态。只有当三极管三脚电压满足发射极电压最低，集电极电压最高，发射电子和接收电子的条件都正常满足，三极管正常放大。

经验总结：三极管的三脚电流关系、三脚电压关系一直是学生较难理解、难记忆的内容，我们通过PN结的结构特点，并引入“发射”“收集”这两个概念，学生就很容易掌握了。初学者往往容易忽略三极管的结构图，教师应该对这张图仔细分析并充分理解吸收。

二、从电阻的基本特性出发学习基本元器件和基本电路的工作原理

电阻的知识点是学习基本元器件的立足点。大多数的初学者在学习电路时遇见的第一个元件就是电阻。顾名思义，电阻的阻值是用来描述该元件对电流阻碍作用的大小。电阻对各种信号呈现出的阻碍特性相同，无论流经其两端为交流、直流；高频信号、低频信号；模拟信号、数字信号，均一视同仁。立足于电阻的基本特性，可以用发散性思维引出以下知识点。

1.电容元件和电感元件的阻抗作用

电容和电感在电路中同样应用广泛。特别是电容元件，使用量仅次于电阻。电容在电路中经常有这样几种作用：滤波、耦合、旁路。要学习这两种元件的特性是可以从“电阻”这个角度出发理解的。电容和电感对电流同样有阻碍作用，它们的阻碍作用被称为阻抗，电容的阻抗叫容抗，电感的阻抗叫感抗。它们和电阻不一样，阻抗的大小变化和频率有关。在分析电路时我们可以把电容和电感看成是由信号频率调节的可调电阻，分析过程见表1。

2.谐振电路的工作原理分析

谐振电路在电子电路中有着广泛的应用，高频放大电路、振荡电路等都有谐振电路。很多初学者在分析电路时都感到无从下手。谐振电路其实就是选频电路，对谐振电路的分析方法同样可以从可调电阻的特性开始学起。

串联谐振的特点：当流经电路的信号频率等于谐振频率，等效的可调电阻阻值最小；并联谐振的特点：当流经电路的信号频率等于谐振频率，等效的可调电阻阻值最大。谐振的等效电阻大小可以影响其两端的电压、流经元件电流的大小，进而可以分析出它对流经该电路信号的作用。

利用阻值可变的性质，谐振电路可以作为：①选频电路，在众多的信号频率中选出所需要的信号频率。如果用在放大电路，则构成选频放大器；②信号吸收电路和信号衰减电路。从众多信号频率中将某一频率的信号进行衰减或吸收。

3.滤波器电路

滤波器电路就是利用电阻对信号的阻碍作用实现了选频功能。电阻阻值大，信号衰减大；电阻阻值小，信号衰减小。如果借用可调电阻的概念来分析滤波器电路，就很容易理解了。分析过程可以参考谐振电路的思路。

4.由电流大小控制的可调电阻电路

三极管集电极c和发射极e之间的电阻Rce可以看成是一个由基极电流ib控制的可调电阻，改变三极管基极电流大小，从而可以改变三极管c、e脚之间的电阻。当ib增大到三极管进入饱和状态，rce趋于0，等效于ce两脚间为一个闭合的开关；当ib减小到三极管进入截止状态，rce趋于∞，等效于ce两脚间为一个断开的开关。从这个角度考虑，三极管可以视作是一种由电流大小控制的可调电阻，如图3所示。模拟电路课程中关于直流电源一章所讲授的串联调整型稳压电路的工作原理，用这种等效方法进行分析易于理解，如图4所示。

经验总结：电阻、电容、电感在入门学习时可以把它们视作电路元件三“兄弟”，均能阻碍电流，并具有不同的阻碍特性。由这三种元器件搭配组合成的谐振电路、滤波器等电路均可以从可调电阻对信号的阻碍作用这个角度进行考虑。三极管的三种工作状态对输入信号的影响同样也可以从可调电路的角度进行考虑。

模拟电路的内容覆盖面广，涉及的理论知识点也多，它是电子技术类的基础课，因此怎样在有限的学习时间内尽快入门、尽快提高，这需要学习者不断地多观察、善思考，选取适合自己行之有效的学习方法。发散性思维能帮助初学者及时总结学习内容，找出各知识点彼此间的内在联系，对学习模拟电路起到了良好帮助。

模拟电路 篇7

2) 那么什么是数字电路呢?数字电路是对数字信号进行传输或处理的电路、所谓数字信号, 是指在时间上和取值上都是离散的不连续的信号, 数字电路能够对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算。所谓逻辑运算, 就是按照人们设计好的规则, 进行逻辑推理和逻辑判断。所以, 数字电路不仅具有算术运算的能力, 而且还具备一定的“逻辑思维”能力。因此, 人们才能够制造出各种智能仪表, 数控装置和电子数字计算机等。利用数字电路罗辑功能, 可以设计出各式各样的数字控制装置, 用来实现对生产过程的自动控制。

3) 在实际工作中, 一块集成电路板, 往往即有模拟电路, 又有数字电路, 只有把两种电路结合在一起, 才能完成一个具体的工作任务, 例如, TC1153集成电路板就是由模拟和数字两部分电路组成的CMOS专用集成电路, 用于过载电路保护器上。

在电力供电系统, 过流或短路时对任何电气设备 (线路) 来说都是危险的, 轻则损坏开关, 重则波及变压器及电网、系统, 使控制单元完全毁坏。尽管传统保险管或继电器保护、电路可以避免或减轻损失, 但其毫秒级的动作速度, 对一些敏感的电子器件而言, 还是太慢, 电路往往损坏于跳闸的瞬间, 于是快速保险丝, 各种电子快速保护器应运而生。

以前, 各种断路保护器多为常规电路组合, 往往体积庞大, 线路复杂, 功率较少, 可靠性差。而TC1153它的静态电流仅为8.μA, 工作电压范围宽 (4.5—18) 用它构成的保护器具有以下特点: (1) 可预设延迟跳闸时间 (15μS到100ms以上) 预设跳闸电流 (1m A到20A以上) 和预置跳闸后自动恢复时间 (1ms到10s以上) ; (2) 外围电路十分简洁, 占用空间很小; (3) 故障状态的指示输出和外控输入, 适于电脑电源管理; (4) 具有带PTC限温器的过热保护功能; (5) 微功耗。

TC1153可以广泛用于电源总线电路断路器, 过热保护器, 电源 (电池) 短路保护器, 直流马达“失速”保护器以及各种敏感电路系统的电源中断装置等场合。

因TC1153由模拟和数字电路两部分组成, 具有MOS管栅极电荷泵及控制单元, 过流检测及自动复位电路, 故障状态指示和输入控制单元, 以及分别为模拟和数字电路部分提供隔离的稳压电源的稳压器等功能电路, 当串联在负载上的检测电阻Rsen两端电压高于100mv (即内部基准电压源的数字值) 时, 比较器输出信号, 最终通过引脚G端到外接N沟道MOSFET功率管, 切断负载与电源的通路, 达到保护负载的目的。检测电阻 (Rsen) 的数值, 根据断路器动作电流 (限流值用Ic表示) 确定, 即满足Rsen※Ic=100mv的条件。

以上所述是TC1153的过流检测的简单工作原理, 这是目前过流保护装置最常用的基本思路。具体而言, TC1153可以实现的功能还有:利用外控输入信号控制负载的通/断、高电平有效, 状态端子是一个漏极开路输出, 使用时应接一上拉接电阻, 不用时该脚浮空即可。自动复位定时电路作用是当外部负载过流故障排除后自动延时上电, 恢复正常。延迟时间由外接的定时电容确定, 值为0.033—3.3μF时, 自动复位的延迟时间为20ms—2S。当然, 如果过流故障不排除, 电路是不会复位的, 如不需此功能, 则应将该引脚接地。延迟跳闸功能是为一些有冲击电流的负载而设的, 例如大的滤波电路、灯泡、电机等会有瞬间的浪涌电流, 如果没有延迟功能, 系统在工作时就会频频出现跳闸现象。因此, 选择该延时数值很重要, 既要考虑不同负载的正常工作, 也要顾及准确及时判断过流而保护负载。需要指出的是:TC1153的各信号端子 (包括定时电容端) 均有防静电保护二极管, 以确保在各种应用环境下的正常稳定使用。

用于不同负载时, TC1153典型应用电路也不相同, 如用于感性负载电路, 接有继电器、电磁铁、步进马达等, 对延迟跳闸时间没有严格要求, IC内部已经10μS的延迟而不必外接阻容元件于Ds端。但电路要对MOS管进行反压保护, 如在GSD端并接稳压管, 在负载两端并接续流二极管。

如用于容性负载电路, 需要在GSD端外加阻容电路, 用来减小MOS管开启时的电压上升速率, 使负载电压缓慢上升。

用于过热保护器电路, 利用PTC元件的居里点温度/电阻特性来实现超过温度界限时保护负载的作用。TC1153应用电路种类很多, 不再举例。

结尾:必须说明数字电路的应用同样也有它的局限性, 因为在实现工业自动化过程中, 需要测量和控制的信号大部分是模拟信号, 这样就免不了要模—数转换, 所以模拟电路及数字电路有时是并存的, 但随着电子集成电路的进一步发展和完善, 数字电子技术的应用必将得到更快的发展和普及。

摘要：随着科学技术的发展, 电子电路的应用由最初的无线通信扩展到计算机科学, 自动控制及其它各个领域, 电子电路的功能在不断增强, 系统规模也在不断扩大, 科学技术已进入“微电子时代”。在测量仪表这个领域里, 也日益普遍地采用了数字电路, 一方面可以利用数字电路对测量结果进行分析处理, 同时又可以用十进制数码形式, 把这些结果及时地显示出来, 还有计算机、电脑都是在数字电子技术的基础上发展起来的, 是当代科学技术最杰出的成就之一, 它们不仅成了近代自动控制系统中不可缺少的一个组成部分, 而且几乎渗透到了国民经济和人民生活的一切领域之中, 并在许多方面引起了根本性的变革。电子电路分模拟电路和数字电路, 它们都是非常复杂的电路, 它可以由多块集成电路再配上一些分立元件构成。

模拟电路故障诊断研究 篇8

1 模拟电路故障特点

模拟电路故障诊断就是根据现有网络拓扑结构, 将信号输入后检测故障反应, 并据此确定出现故障的具体位置及相应参数。模拟电路信号不同于数字信号, 其受时间的影响较大, 并处于不断变化过程中, 具体而言, 模拟电路信号特点可以归结为以下几点:

(1) 构成模拟电路的元器件一大突出特点就是离散型, 也就是通常所说的容差, 从本质上讲, 就是许可范围内的小故障, 在实践中并不罕见, 其会对模拟电路故障明确性造成一定影响, 从而加大确定故障准确位置的难度; (2) 模拟电路输入及输出具有连续性, 由于故障模型复杂程度较高, 予以量化的难度较大; (3) 通常情况下, 模拟电路频率范围为至, 可见其频率范围较宽, 因此, 就算检测同一信号, 由于原理、具体方法以及相关设备等因素, 结果也会有所区别; (4) 由于现代电路可以用来进行检测的节点数量较少, 用于故障诊断的信息有限, 这就加大了故障定位的难度; (5) 由于非线性问题的存在, 差不多所有实用模拟电路都面临反馈回路和非线性问题, 这也使得测试及计算变得更加困难。

2 现代模拟电路故障诊断方法

2.1 神经网络—小波分析故障诊断法

小波分析故障诊断法基本思路为:借助小波母函数尺度上的伸缩及时域中的平移对信号进行分析, 确定最适宜的母函数, 从而确保扩展函数的局限性, 从这一层面而言, 小波分析故障诊断法属于时频分析法范畴。具体来说, 小波分析故障诊断机理主要包括以下内容:第一, 借助观测器信号奇异性进行诊断;第二, 以观测器信号频率结构变动为依据进行诊断。小波分析故障诊断法对系统性数学模型以及所输入的信号没有特殊要求, 并具有准确度高、运算量小、抑制噪声性能高等优势;然而, 在尺度较大时, 滤波器时域也相对较宽, 受此因素影响, 检测过程中存在时间延迟问题, 此外, 小波基也在一定程度上影响着故障诊断结果。

当前, 神经网络和小波分析结合方式主要有两种:一是嵌套式, 在神经网络中输入变换的小波运算, 从而得到神经网络—小波分析, 该方法将神经网络所具有的自学习性以及小波特征予以有机融合, 不但具有较强的容错性, 同时还具有良好的自适应分变性, 从一定意义上, 该方法对神经网络及小波分析法的应用范围予以了拓展, 并对深入分析和研究模拟电路故障诊断起到积极促进作用。

2.2 神经网络—专家系统故障诊断法

在人工智能应用研究方面, 活跃度及影响力较大的一大课题就是专家系统, 基本工作理念为:第一, 通过一定的规则描述专家知识及诊断经验, 从而得到模拟电路故障诊断专家系统知识库;第二, 以报警信息为主要依据进行推理分析, 并在此基础上明确导致模拟电路故障的主要原因。专家系统具有一定的智能性, 可以对人类专家进行决策的过程予以模拟, 并针对较为困难的问题提出解决建议。然而, 其在实践中也暴露出自身的不足:一是维护知识的难度较高;二是自适应性、学习型以及实时性等方面有待进一步提升。

人工神经网络对于信息采取分散式存储方式, 并且借助网络拓扑结构以及权值分布可以确保非线性映射的实现, 在依托于全局并行处理方式将输入变换至输出, 因此, 对于在模拟电路故障诊断过程中所遇到的复杂程度较高且难以用公式予以描述的非线性关系, 借助人工神经网络可以轻松予以解决。

2.2.1 捕获和显示嵌入式串行总线

随着低速串行总线在嵌入式系统中的使用越来越多, 由于串行总线涉及到相应的协议, 因此需要明确硬件工作是否正常、软件控制是否有漏洞, 同时系统噪声是否会影响到该总线的传输。

目前, 对于I2C、SPI串行总线, 示波器能够迅速捕获其协议, 帮助检测和调试设计。

2.2.2 捕获偶发毛刺

由于目前的嵌入式电路, 速度越来越快, 偶尔发生的异常事件 (例如毛刺) 可能会导致整个系统功能的错误, 目前示波器可以通过峰值检测功能, 直接捕获到窄毛刺, 协助硬件工程师进行电路板调试。

2.2.3 考察微小的信号

对于m V或u V范围的信号进行测试非常困难, 不仅其信号的幅值低, 而且噪声相对较高。可以采用示波器的10X无源探头, 以直到100u V/div的垂直分辨率进行采集。

2.2.4 检查信号的完整性

在硬件电路板测试过程中, 为了保证实际工作环境可靠, 需要对信号的频率和幅度变化、过冲、上升事件、地跳动、串扰等影响信号完整性问题进行详细的测试, 通过采用示波器的光标, 方便进行上述测试。

考虑到人工神经网络自身优势以及专家系统的先天不足, 将二者予以融合是今后研究的一大焦点课题。神经网络专家系统与之前的专家系统相比较而言, 前者属于底层数值模型, 后者则属于高层逻辑模型, 二者间存在较大区别, 对于系统当中所存在的知识表示、获取及推理等问题, 可以模拟专家推理过程, 今后要对针对大型模拟电路的神经专家故障诊断系统进行深入研究。

3 结语

综上所述, 模拟电路使用范围相当宽泛, 诸如自动控制、军工、家用电器等诸多领域均有所涉及, 并且受集成电路发展的影响, 模拟电路变得越来越复杂, 这也对其运行可靠性提出更高要求, 一旦出现问题, 及时确定故障准确位置及类型, 并迅速进行调试及检修, 对导致故障的原因进行深入分析, 从而总结出模拟电路故障特点, 并采取相应的诊断方法具有重要意义。随着科技的发展, 模拟电路故障诊断的力量研究将会更加深入, 相应的诊断方法也将会不断予以改进, 并在实践中得到充分应用。

摘要：模拟电路应用范围相当广泛, 并随着集成电路的发展, 其复杂性不断提升, 模拟电路故障诊断逐渐成为电路理论研究的一大热点问题。本文首先对模拟电路故障特点进行简单归纳, 在此基础上对现代模拟电路故障诊断方法进行了详细阐述。

关键词：模拟电路,故障,诊断方法

参考文献

[1]唐静远.模拟电路故障诊断的特征提取及支持向量机集成方法研究.电子科技大学, 发表时间:2009-12-18.

[2]孙永奎.基于支持向量机的模拟电路故障诊断方法研究.电子科技大学, 发表时间:2009-06-01.

[3]李浩.基于嵌入式系统的模拟电路故障诊断平台研究与实现.西安电子科技大学, 发表时间:2011-01-01.

世界通用模拟电路顺势上扬 篇9

Databeans市场调研公司最新报告指出, 世界通用模拟电路 (公司定义包括高性能器件诸如精密数据转换器、高级电源管理IC、集成电池充电器、脉宽调制输出等) 2009年与其他电路一起下降, 下降15% (130亿美元) 后, 预计今年在库存水平趋向正常和需求增长的推动下将反弹15%, 达到150亿美元。

2009年10大供应公司几乎家家运营失色, 唯Richtek一家公司营收增长了14%, 因此其排名也从第13位晋身前10。在一片下跌声中, 前5家公司中除TI的市场份额从18%略增到19%外, 其余4家无不丢城失地。

资料来源:Databeans, 2010年3月

模拟电路实验教学探讨 篇10

模拟电路课程是电工专业的专业基础课，也是非电工专业如计算机、机械等专业的非常重要的技术基础课程。模拟电路的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好电子电路技术的理论基础，并接受基本技能的训练。学生学好该课程无论是对后续专业课程的学习，还是毕业以后的工作或者对继续深造都起着重要的作用。

（二）模拟电路实验教学的现状

在模拟电路实验中，学生最终应达到两个目标，一是会将实际电路抽象成电路模型，并能分析其原理，当电路出现故障时会修复;二是会分析已经绘出的电路模型，达到实现电路设计的目的。教学目标的实现，需具备两个条件，一是教师的实践能力，二是实验设备与手段。现任的高校教师中，90%是从应试教育的模式中培养出来的，他们中的绝大多数人都是从学校出来后直接进入教育岗位的，本身就没有实践经验，所以在教学中只能有意无意地避开实践环节，这一现象导致了人才培养的恶性循环。因此，教师和学校都应从这一误区中尽快地走出来，教师是否了解学科技术的前沿，能否更多地将当前新工艺如现代新产品设计流程;新电子元件如目前广泛使用的新器件，新仪器产品如现代电子仪器的使用介绍等内容融入实验教学是至关重要的。很多院校的课程实验没有单独设课，也没有严格的实验考核措施，因此学生们往往不重视实验。实践证明：实验单独设课，提高实验教学和理论教学到同样的地位，才能使学生真正重视实验。应该让学生认识到实践性强的课程仅仅靠在课堂上学好理论知识是远不够的，必须加强实践性教学环节，通过实验既能加深对理论知识的理解，又能培养实践技能，达到学以致用的目的。实验教学过程中必须使学生充分地认识到每门课程实验教学的演变性、正确性、启发性、兴趣性和实用性。通过实验既了解了实验技术的演变过程、加深了对理论的正确性理解，又启发了学生开拓新的实验原理、方法和技术的思维，激发了学生研究实用性实验技术的兴趣。学校在专业基础课程中所安排的实验内容应该涉及理论教学的各个要点、难点、亮点，鼓励学生开展创新性实验研究，对不同层次的学生应提出不同的要求，因材施教，学生的积极性才能真正调动起来，学生才能真正重视实验，全身心投入实验教学过程，才能圆满地保证实验教学效果，达到实验教学的真正目的。

（三）模拟电路实验教学方法探讨

为提高学生的学习兴趣，可以开始先提出一个实际问题，再解决问题，在解决问题中根据课程基础知识衔接问题，在讲解基本原理的基础上一个一个攻克。在学生的头脑中始终有一个主线就是解决实际问题，课程的主要内容逐步展开，使学生清楚学习完某一个单元电路后，它可以解决什么问题，今后如何应用。例如：介绍检波方框时，先介绍二极管的构成、符号和特性，在介绍二极管的各种用途时，重点讲解二极管的检波特性，即如何将交流电变为直流电的过程，同时使学生对单元电路和整体之间的关系有深入了解。又如讲解中频放大器时，从三极管入手，可将模拟电路的主要内容引出;在LCD显示方框中，可引出数字电路中许多常用的单元电路部件。在教学中应尽量多地通过实例的引用，使课堂教学内容丰富，不断激发学生的学习兴趣。增加实验课时与改进实验手段仍是实现培养目标的关键。首先应明确实验课已不是传统意义上的电路物理量的测量与计算、验证定理。随着计算机的迅速发展，实验应提供给学生电子自动化设计工具，如EWB软件，能够模拟电路的性能，可以把它引入到教学与实验中，课堂上以实例中的某一模块为切入点，用计算机模拟电路性能并进行输入输出测量，使学生对实际电路的性能有较直观的了解，并借助该软件分析电路。模拟电路实验是一门综合性课程，除了不同特点、不同层次和不同训练目标的实践内容外，它还应包含仪器使用训练、实验基础知识、器件应用常识和工程实践常识等。因此，引入包括多媒体演示、电子教案、计算机仿真技术、局域网教学在内的多种教学手段，是激发学生学习兴趣及提高教学效率与质量的必要条件，这些现代化的教学手段都与计算机应用技术密不可分。实验教学及实验室管理是一项综合性工程，它将直接影响实验教学质量。要提高课程的教学质量，很大程度上就是要开出高质量的实验课，把实验教学作为培养和造就学生创新精神、提高实践能力的一个重要环节来抓。要分三个层次实现开放：一是计划内开放，所有学生要做完大纲规定的实验学时，时间上可以做到随到随做，1人1组，实验内容分必做和选做部分;二是计划外全面开放：学生可以随时来做感兴趣的任何实验，必要时实验室配有实践经验丰富的老师指导;三是计划外重点开放：通过自由申请和实验室培训考核，选择部分能力强的学生，专攻有指导老师指导的内容综合和难度较大的课题，培养深层次的人才，为参加各类竞赛服务。多层次的开放有利于激发学生的积极性和创造性;有利于因材施教，培育不同层次学生;有利于发现和培养具有实干精神的高素质人才。同时开辟第二课堂，通过走出去，请进来的办法，使学生牢固树立工程技术观念。带领学生到社会上学习实习;组织学生到社会上进行技术咨询和服务;请工厂企业的高级工程师、总工艺师到实验室讲解产品开发的实践经验和生产产品的工艺流程。通过这些形式多样、生动活泼的课外活动有助于提高学生的工程实践能力;有助于了解生产实际、技术应用和革新情况;有助于锻炼学生的组织管理能力和社会活动能力。

（四）结束语

教育是科学发展乃至国家和民族发达的根本与基础，高等教育中的专业基础课程的教学应是教育研究的重点和难点，实验教学改革和开放实验教学势在所趋。教育改革研究的目的和意义就是要彻底改变目前这种专业基础课程的教学不能和科技发展同步，理论与实践脱离，学而无用的教育现状。

参考文献

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社.

[2]李一敏.低频高频电路设计[M].科技出版社.