电路分析的定性与定量方法

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图5-2 用图解法确定放大电路的静态工作点4.定量分析法在定性分析的基础上，对电路和元器件的参数进行量化分析，如电路的电压、电流、电阻，元器件的参数、选取型号等。定量分析是一种具体量化的分析方法。

1.图解分析法

在直角坐标系中，用图解的方法求取纵横坐标的交点值的方法，这在数学和非线性元器件电路中经常用到的一种方法。在模拟电路中，用图解法求取晶体管的伏安特性、输入特性和输出特性，比较直观明了。

静态值也可以用图解法来确定，并能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路工作的影响。

晶体管是一种非线性器件，即其集电极电流I_C与集—射极电压U_CE之间不是线性关系，在它的输出特性曲线上，因为是由直流通路得出的，且与集电极负载电阻有关，故称为直流负载线。负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点Q称为放大电路的静态工作点，由它确定放大电路的电压和电流的静态值。

例如图5-2为晶体管的输出特性曲线，基极电流I_B的大小不同，静态工作点在负载线上的位置也就不同。根据对晶体管工作状态的要求不同，要有一个合适的工作点，这可改变I_B的大小来获得。因此，I_B是确定晶体管的工作状态的重要参数，通常称它为偏置电流，简称偏流。通常是改变偏置电阻来调整偏流I_B的大小。

从工作点Q对应的纵、横坐标交点就可以得到I_C和U_CE的数值。

2.等效电路分析法

等效电路就是把几部分用一个整体来代替，如电路中串联电阻R₁、R₂，可用R=R₁+R₂来代替；它们之间是等值等效的；另一种微变等效电路，就是把非线性电路线性化，在放大电路中，把晶体管器件线性化，等效为一个线性器件。这样，就可以像处理线性电路那样处理晶体管放大电路。这将在第五节中讨论微变等效电路问题。

3.定性分析法

定性分析就是粗略地分析电路的工作原理、特性和功能，不涉及电路和元器件的具体参数、规格型号等。

图5-2 用图解法确定放大电路的静态工作点

4.定量分析法

在定性分析的基础上，对电路和元器件的参数进行量化分析，如电路的电压、电流、电阻，元器件的参数、选取型号等。定量分析是一种具体量化的分析方法。

5.实验分析法

当在电路分析时，未能知道外在和内在因素的影响，如各种干扰源、温度湿度的影响等，则通过实验的参数测量、波形分析等找出问题的根源，然后调整元器件参数、改变电源电压、调整信号的幅值和频率、采取补偿办法，以求得电路合理性、正确性，这也是分析电路的有效方法。

6.对比分析法

当对分析的电路感到陌生时，可以寻找类似的电路进行比较，从中借鉴找到分析方法，找到它们的异同点。这种方法也是一种行之有效的分析方法。

7.分解、组合分析法

功能分解、组合是电子电路分析的方法之一。在电路分析中，经常将电子线路在功能级划分为若干个子模块，各子模块参照各种具体电路进行分析，然后组合成系统进行整体分析。在由功能电路组合成大系统时，由于子模块之间存在负载效应的影响，引起子模块电路之间的参数失配使电子产品整体性能下降。这在模拟电路中尤为突出。如频率迁移，阻抗失配等，甚至使电路不能正常工作。因此，在由大系统分解为子系统时，不仅要注意功能分解，而且还要合理分配性能指标。如在多级放大器设计中，前级应具有低噪声的特点，放大倍数也不能太高，而后级则应有较大的放大倍数。

在数字系统中，要注意各子模块之间的时钟同步和协调。保证电路满足一定的时序要求，禁止竞争冒险和过渡干扰脉冲出现，以免发生控制失误。控制器一般采用扭环型计数器实现，或用微程序控制器实现。

8.静态分析法

静态分析法也叫直流分析法，在直流电源的作用下，输入信号为零，对于放大电路来说，在输入信号u_i=0时的工作状态称为静态。这时在直流电源的作用下，晶体管各极间电压和各极电流都是直流量，其值称为静态值。静态分析的任务就是求出工作点的电压与电流值，如I_B、I_C、U_CE看放大电路是否工作在放大区，是否取得合适的静态工作点。把各个有关点的参数进行调整，分析和测量各个有关点的参数，然后分析这些结果的可信性，使电路处于最佳的工作状态。

9.动态分析法

根据负载的要求，加入一定的输入信号，观测电路的工作状态，测量电路的电压放大倍数、电流和功率等参数，研究电路的各种特性，这是在设计和试验中经常用到的方法。

10.综合分析法

坚持“定性分析，定量估算，试验调整”的12字方针，是从事电气类专业在电路设计、分析和计算的基本方针，利用它去分析电路的原理、特性和功能，估算电路的各个环节的参数，然后通过实验调整的办法使得电路更加完善。

总之，综合分析就是把各部分相互间的作用关系和信号流向组合在一起，形成对电路整体的认识。只要养成认真分析、综合问题的习惯。才能对电路的分析、认识逐步深化，做到灵活运用、熟能生巧。

电路分析的定性与定量方法

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