模拟电路分析的一般方法

赵明骅

[摘要]绝大部分学生在对整体电路进行分析时,感到束手无策,很茫然。本文就多年的教学经验,简述分析电路的方法、定性分析与定量分析的联系。

[关键词]整体分析 部分分析 元件分析 定性分析 定量分析

一、引言

无论是模拟电路,还是其它的电路,都是由具有特定功能的元件组成具有特定功能部分电路,再由具有特定功能的部分电路构成具有特定功能的电子系统。所以,根据电路的本质,我们可以从电路系统的功能来推出各部分电路的功能及作用,从部分电路的功能及作用进而得出各元件的功能和作用;通过各独立器件的功能可推出各部分电路的功能和作用,再将各部分的功能和作用进行综合就可以得出该电路系统的功能和作用。

由以上的原理,可以得出電路分析的一般原则:先整体,后部分,再元件;或者先部分,后整体,再元件。

二、分析

下面就整体分析、部分分析和元件分析分别作简述。

1.整体分析

如果面对的是实际的电路,首先应该找到其电路模型。如果已经清楚该电路的功能和作用,整体分析也就到此为止,进入下一步阶段的分析,通过下一阶段的部分分析来验证整体电路的功能和作用。若不知电路的功能和作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系、相位问题(是同相还是反相);然后观察电路的组成形式,是放大电路、振动电路,还是其他的什么电路,通过整体分析,对电路的整体结构有一个比较系统的了解。

2.部分分析

通过电路的电路模型,可以首先找出自己比较熟悉的模块。如:我们所学过的功率放大电路、运算放大电路、反馈电路、滤波电路、电源电路等,如果我们能够将每一块电路都与我们所熟悉的电路对应,将其功能和作用综合起来,不就是我们整体电路系统的功能和作用了吗?如:方波振动电路与积分电路相结合,不就构成了一个三角波或锯齿波的产生电路了吗?当然,我们所遇到的电路常常会和我们所学的电路不完全一样,是改进型的(为了配合整个电路系统功能的需要),但是,基本的框架是不会改变的,所以在遇到这样的问题时,我们首先应相信自己的判断,得出它的主要功能,下一步再具体分析不同之处的独特作用,在这一分析过程中,应紧紧地结合整个电路系统的功能来分析。部分分析在电路分析中起着承上启下的作用,通过它,可反推整个系统的功能,又可为接下来的元件分析做铺垫,为其提供分析依据。

3.元件分析

在得知了各部分电路的功能和作用之后,我们就可以根据每一个元件自身的特点来确定该元件独特的功能和作用。如:在甲乙类互补对称功率放大电路中,通常在两管的基极间有两个串联的二极管,或者有一个三极管所组成的电路,因乙类功率放大电路有交越失真的缺点以及二极管导通时电压一般为0.7V(对硅管),由此可知,其作用是为了克服交越失真;又如:在OTL电路中,通常在RL旁有一个大电容,由双电源电路及大电容的特性可知该电容起电源的作用等。

4.小结

以上的方法均是从整体上对电路和元件的功能和作用作出分析,在分析中,也可由元件推部分电路,再推向系统,但以分析的简便及简单来说,一般先整体,再部分,最后元件(或先部分,再整体,最后元件)。

三、定性分析与定量分析的联系

对电路作定性的分析,若涉及计算,进行定量分析时,我们就将在定性分析的基础上,再采用具体的分析方法。

在定性分析之后,作定量分析时,首先应画出直流等效电路,分析电路的直流参数,弄清各元件的静态工作点和偏置性质、极间耦合方式等。分析有关器件在电路中所处的状态。例如,三极管处于什么状态,二极管处于导通还是截止等。在获得了以上的信息之后,我们才可以做定量的计算。然后做出交流等效电路图(因为很多时候交流的计算将在直流的基础上进行),再分析电路的交流状态,即电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化,是放大、振荡,还是限幅等等。然后再根据特殊的方法分析,如:小信号模型,π参数模型或是图解法等进行定量分析。通过得出的数据可反应各元件的功能和性能,从而验证定性分析。

所以,在分析电路中,应遵循这样的原则:先定性的分析,再定量的分析,定性分子中应先整体,再部分,最后元件(或先部分,再整体,最后元件),定量分析中应先直流通路,再交流通路,分析中用相应的具体方法的原则来分析。定性分析与定量分析相互检验。