模拟电路（Analog Circuits）是电子工程、电气工程、通信工程等相关专业的核心课程之一。主要研究如何利用电子元件（如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等）构建和分析电路，以实现信号的放大、滤波、调制和其他功能。在英国本科的电气工程课程中，模拟电路课程通常被安排在第二学年或第三学年，是奠定学生电路设计与分析能力的重要基础。下面，我们将为大家梳理英国本科模拟电路课程的知识要点，希望能帮助你更好地学习这门课。
一、模拟电路课程的核心内容
1. 模拟信号与电路基础
• 模拟信号：连续变化的电信号，通常用于代表物理世界中的参数，如温度、压力和声音等。
• 电路元件：
- 电阻：主要用于电流限制和电压分配，遵循欧姆定律V=IR。
- 电容：储存和释放电能，阻止直流通过但允许交流通过。
- 电感：储存磁能，阻止交流通过但允许直流通过。
• 电路定律：
- 基尔霍夫电压定律（KVL）：在一个闭合回路中，各电压之和为零。
- 基尔霍夫电流定律（KCL）：在一个节点处，各电流之和为零。
2. 半导体器件
• 二极管：单向导电元件，主要应用于整流电路、钳位电路和限幅电路。
• 晶体管：
- 双极性晶体管：主要用于信号放大和开关控制。
- 场效应管：包括MOSFET和JFET，主要用于放大和开关电路，具有高输入阻抗和低功耗特点。
3. 放大器
• 理想运算放大器假设：
- 输入阻抗无限大（没有输入电流）。
- 输出阻抗为零（可驱动任何负载）。
- 开环增益无限大。
• 常见运放电路：
- 反相放大器：输入信号与输出信号相位相反。
- 同相放大器：输入信号与输出信号同相。
- 积分器和微分器：用于模拟信号的数学处理。
4. 滤波器
• 滤波器分类：
- 低通滤波器：允许低频信号通过，阻止高频信号。
- 高通滤波器：允许高频信号通过，阻止低频信号。
- 带通滤波器：只允许某一频段内的信号通过。
- 带阻滤波器：阻止某一频段内的信号通过。
• 滤波器设计：
- 无源滤波器：仅使用电阻、电容和电感。
- 有源滤波器：引入运算放大器，提高增益和响应特性。
5. 振荡器与波形发生器
• 振荡器：用于产生周期性信号，如正弦波、方波和三角波。
- RC振荡器：适合低频信号。
- LC振荡器：适合高频信号。
- 晶体振荡器：提供高度稳定的频率。
• 多谐振荡器：用于产生非正弦波，如脉冲和方波。
6. 反馈与稳定性分析
• 反馈类型：
- 正反馈：用于振荡器，增强输入信号。
- 负反馈：用于放大器，降低增益但提高稳定性。
• 波德图：分析频率响应，确定系统的增益和相位裕度，评估稳定性。
二、常见模拟电路类型
1. 整流电路
- 半波整流电路：仅允许一个半周期的电流通过。
- 全波整流电路：允许两个半周期的电流通过，常使用桥式整流器。
2. 调制与解调电路
- 调制器：将低频信号转换为高频信号以便于传输，如AM调幅和FM调频。
- 解调器：恢复原始信号，如二极管检波器用于AM信号解调。
3. 稳压电路
- 线性稳压器：使用Zener二极管或三端稳压器（如LM7805）提供稳定电压输出。
- 开关稳压器：效率更高，常用于DC-DC转换器。
4. 功率放大器
- A类放大器：高保真度但效率低。
- B类放大器：效率较高但存在交越失真。
- AB类放大器：结合A类和B类的优点，常用于音频放大。
三、模拟电路分析方法
1. 节点电压法：通过基尔霍夫电流定律（KCL）计算各节点的电压，适合分析复杂电路。
2. 回路电流法：基于基尔霍夫电压定律（KVL），计算各回路的电流，简化电路分析。
3. 交流小信号分析：适用于放大器等非线性电路的小信号模型，忽略直流偏置以简化分析。
4. 拉普拉斯变换：用于时域与频域的转换，特别适合于分析电路的瞬态响应和稳态响应。
以上就是对英国本科模拟电路课程知识要点的梳理。如果你在学习这门课程的过程中遇到问题，留求艺可以为你提供一对一英国本科课程辅导。通过有针对性的辅导，你将及时解决课业问题，巩固课程知识，提升专业技能，从而获得更好的学业成绩。
