耦合电路
互感耦合等效电路
互感耦合等效电路互感耦合是指在电路中两个电感元件之间存在相互影响的现象。
互感耦合的等效电路是一种简化的电路模型，用于描述互感耦合对电路的影响。
本文将介绍互感耦合等效电路的基本概念、特性以及在电路设计中的应用。
一、互感耦合的基本概念互感耦合是指两个电感元件之间通过磁场相互影响，从而导致电路中的电流和电压发生变化。
当两个电感元件之间存在互感耦合时，它们的磁场会相互耦合，使得其中一个电感元件中的电流变化会导致另一个电感元件中的电流发生变化。
二、互感耦合等效电路的特性互感耦合等效电路可以将互感耦合的影响用一个等效电路来描述。
在互感耦合等效电路中，两个电感元件之间的耦合作用可以用一个互感系数k来表示。
互感系数k的取值范围为0到1，其中0表示完全无耦合，1表示完全耦合。
互感耦合等效电路的特性有以下几点：1. 电感元件之间的耦合作用可以通过一个互感元件来表示，该互感元件的电感值为互感系数k乘以两个电感元件的电感值的乘积。
2. 互感耦合等效电路中的电感元件之间存在互感耦合，因此它们的电流和电压之间存在相互影响。
3. 互感耦合等效电路中的电感元件之间的耦合作用可以增大或减小电路中的电流和电压，从而改变电路的性能。
三、互感耦合等效电路的应用互感耦合等效电路在电路设计中有着广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景：1. 互感耦合等效电路在无线通信系统中的应用。
无线通信系统中常常使用天线与射频电路之间的互感耦合来传输信号。
2. 互感耦合等效电路在功率变换器中的应用。
功率变换器中常常使用互感耦合来实现电能的传输和转换。
3. 互感耦合等效电路在变压器中的应用。
变压器是一种利用互感耦合实现电能传输和电压变换的设备。
四、总结互感耦合等效电路是一种用于描述互感耦合对电路的影响的简化电路模型。
它能够准确地描述互感耦合的特性，并在电路设计中有着广泛的应用。
通过了解互感耦合等效电路的基本概念、特性以及应用场景，我们可以更好地理解互感耦合现象，并在电路设计中灵活应用。
互感耦合电路
第7章 互感耦合电路
7.1.3 耦合系数 当两个线圈存在磁耦合时， 通常一个电流产生的 磁通只有一部分和另一个线圈交链。 如图7.1中， Φ21 即为Φ11的一部分， 而彼此不交链的那部分磁通称为漏 磁通。 漏磁通越少， 说明两个线圈耦合的程度越紧密。 为了描述两线圈的磁耦合程度， 可用耦合系数来表示， 即
0 L2
& U L2
& U 21
M R1 L1 R2
& U R2
2
& U 20
0
图7.15 例7.4图
第7章 互感耦合电路
M a L1 b d (a) L2 c a L1
M b c (b) L2 d
图 7.16 题2图
第7章 互感耦合电路
M 13 M 12 L1 a L2 M 23 L3 b
图 7.17 题3图
K=
M L1 L2
(7-5)
第7章 互感耦合电路
7.1.4 互感电压 根据电磁感应定律， 当互感电压与互感电动势的 参考方向一致时， 即互感电压与产生它的磁通也满足 右手螺旋关系时， 有
u21 = −e21 = u12 = −e12 =
dψ 21 di1 =M dt dt dψ 12 di2 =M dt dt
1
3
＋
V
S 左左左 V
一文讲解RC电路耦合、相移、滤波、微分、积分
一文讲解RC电路耦合、相移、滤波、微分、积分所谓RC电路，就是电阻R和电容C组成的一种分压电路。
如下图1所示：输入电压加于RC串联电路两端，输出电压取自于电阻R 或电容 C。
由于电容的特殊性质，对下图 (a)和 (b)不同的输出电压取法，呈现出不同的频率特性。
由此 RC电路在电子电路中作为信号的一种传输电路，根据需要的不同，在电路中实现了耦合、相移、滤波等功能，并且在阶跃电压作用下，还能实现波形的转换、产生等功能。
所以，看起来非常简单的 RC电路，在电子电路中随处可见，有必要对它的基本应用加以讨论。
图1 基本RC电路1、RC耦合电路RC耦合电路即阻容耦合电路, 是多级放大器级间耦合方式的基本形式. 如下图 2所示为两级放大器, 第一级的输出电压就是通过如下图 3所示的 RC阻容耦合电路加到第二级上的，其中C = C2, R 为 R5 与 rbe2 + ( 1+β) R6 的并联, Ui就是第一级的空载输出电压, Uo就是第二级的输入电压. 实际上整个放大器的输入耦合电路、输出耦合电路都是一个输出电压取自于电阻的如图3所示的 RC耦合电路. 对这种耦合电路输出电压可表示为:当传输信号的频率很高时,即:f＞fL时:Uo=Ui,即第二级得到的输入电压等于第一级的输出电压,耦合电容相当于通路.即这种情况下,RC耦合电路将被传输的信号无衰减地、且无相移地由上级耦合到下级.当被传输信号的频率降低到f=fL时:输出电压的大小等于输入电压大小的1/且相位超前45度.由通频带的概念,这就是下界频率.由上可见,RC电路作为耦合电路,能否将被传送的信号顺利地耦合下去,完全由被传送信号频率和RC电路的参数比较后决定的.一般来说,RC电路的时间τ=RC远大于被传送信号的周期T,即被传输信号的频率远大于由电路参数决定的下界频率时,这种RC耦合电路中的电容相当于通路.图2 两级放大电路图3 RC耦合电路2、RC相移电路RC电路作为二端传输网络,若输出电压取自于电阻,则输出电压的相位超前;若输出电压取自于电容,则输出电压的相位落后.这种超前或落后最大可达90度,但此时输出电压的幅值也趋近于0.一般在电路中,使之信号通过RC电路,既有一定的相移,又有一定的电压幅值,这样RC电路就成了一个相移电路.在电路中,根据需要的不同,将若干节RC电路串联去实现对某一频率的信号进行一定角度的相位移动.图4是一个RC相移式正弦波振荡器电路.三节RC相移电路在振荡电路中既是正反馈网络,又是选频网络,合理选其电路参数,对某一频率的信号通过RC相移电路,使之每一节的平均相移为60度,总相移为180度,从而满足振荡平衡条件,对这一频率的信号发生振荡.3、滤波电路滤波电路是一种能使有用频率信号顺利通过,而对无用频率信号起抑制和衰减作用的电子电路.由于电容阻低频通高频的基本性质,滤波电路的基本组成部分仍是一个RC电路,当输出电压取自于电阻时,它就是一个高通滤波器;当输出电压取自于电容时,它就是一个低通滤波器.为了隔断负载对RC电路的影响,常将RC电路和集成运放组合起来组成有源滤波器,如图5所示为一阶有源低通滤波器电路.将图中的R和C 的位置互换,即得到一阶有源高通滤波器.为了使被抑制的频率成分在截止频率以外衰减更快,可以将几节 RC电路串联使用,而得到高阶有源滤波器,也可将不同性质的RC电路相互串并联使用,得到所谓带通滤波器和带阻滤波器等.图4 RC相移振荡电路图5 一阶低通滤器4、微分电路和积分电路前面三个问题讨论的是不同频率的正弦信号通过RC电路时,电路所反映出的性质.当电路中信号电压发生阶跃变化时,由于电容的充放电的性质,使之被传输的信号发生另一种变化,这就微分电路和积分电路.4.1 微分电路所谓微分电路仍是一节RC电路,输出电压取之于电阻R.当输入电压为阶跃变化的矩形脉冲时,且RC电路的充放电时间常数τ=RC＜TK(脉冲宽度)时,能将输入的矩形脉冲变成宽度为τ的尖脉冲.如图6所示,由于时间常数远小于脉冲宽度,脉冲上升沿来到时,电容通过电阻R充电,很快充满,电路中的电流变为零,输出电压变为零,由此在R 上得到一个与上升沿相对应的正的尖脉冲.当脉冲下降沿来到时,电容通过电阻R反向放电,同理放电过程很快,在电阻R上得到一个与下降沿对应的负的尖脉冲.由于通过电容的电流为：图6 微分电路将矩形脉冲变成尖脉冲即输出电压近似与输入电压的微分成正比,微分电路由此得名.为使输出电压不受负载的影响,RC电路跟运放组合接成如图7所示的形式,由于运放反向端虚地,输出电压取之于反馈电阻R.微分电路的本质仍是RC电路,运放在此起隔离和缓冲作用.图7 由运放组成的微分电路4.2 积分电路与微分电路相反,积分电路中输出电压取之与电容.如图8所示,当RC电路的时常数τ=RC＞TK(脉冲宽度)时,能将输入的矩形脉冲变成幅度随时间线性变化的锯齿波.由于RC电路的充放电时间常数τ远大于脉冲宽度TK,脉冲上升沿来到时,电容通过电阻R充电,远没有充满,即刚经过充电曲线的起始部分,脉冲下降沿来到,电容又开始放电,远没有放完,又在上升沿作用下充电,由此在电容上得到随时间近似成线性变化的锯齿波电压.图8 积分电路将矩形脉冲变为锯齿波因为τ＞TK在输入矩形脉冲的持续时间内,电容上的电压上升不多,即:Uo＜UR,则：由此得到：即输出电压与输入电压的积分成正比,由此得名积分电路.同理,为使RC积分电路不受负载的影响,同样跟运放组合接成如图9形式的电路.运放反向端虚地,输出电压取之于电容.可见积分电路的本质仍是RC 电路,运放在此起隔离和缓冲作用.由上讨论可知:微分电路和积分电路从本质来说都是一节RC电路,微分电路中输出电压取之于电阻,其时间常数远小于脉冲宽度.积分电路中输出电压取之于电容,其时间常数远大于脉冲宽度.图9 由运放组成的积分电路除了上述的四种情况以外,还有一种重要的应用,即根据电容充放电时其两端电压的变化情况,在电路中起延时开关作用,在波形产生电路中和定时电路中有着广泛的应用.5、结论RC电路的本质就是一个分压电路，电路中的传输信号、电路状态发生变化时的跃信号都可作为RC 电路的输入电压，根据需要的不同从电阻R或电容C取出输出电压，并根据电容C的充放电性质，巧妙地选取电路参数和电路结构，使RC电路成为电路中信号传输的桥梁，波形变换的转换器，选取有用信号的滤波器或选频网络。
交叉耦合电路
交叉耦合电路交叉耦合电路是一种线性电路，利用电磁感应耦合两路电路，从而实现信号的传输和处理。
交叉耦合电路应用于许多领域，如音频放大器、收音机、电视接收机、雷达等。
在这篇文章中，我们将讨论交叉耦合电路的基本原理、种类和应用。
一、基本原理交叉耦合电路是通过电磁感应耦合两个电路中的信号传输的。
它通常由两个线圈组成，第一个线圈称为传输线圈，第二个线圈称为接收线圈。
当通过传输线圈中的电流变化时，它会产生一个变化的磁场。
这个磁场会穿透接收线圈并在其中产生一个感应电流。
因此，交叉耦合电路可以将一个电路的信号转移到另一个电路中，同时保持电路的隔离。
二、种类交叉耦合电路可以分为两类：串联和并联。
串联交叉耦合是指将传输线圈和接收线圈串联在一起的电路。
它们被称为“两个板”耦合电路。
串联交叉耦合的优点是它可以提供高阻抗，因此它可以用于低噪声放大器和高频滤波器等电路中。
并联交叉耦合是将传输线圈和接收线圈并联在一起的电路。
它们被称为“一个板”耦合电路。
并联交叉耦合的优点是它可以提供低阻抗，因此它可以用于功率放大器和低频滤波器等电路中。
三、应用交叉耦合电路广泛应用于各种电路中，包括放大器、滤波器、卫星通信，雷达等。
其中，交叉耦合功率放大器是最常见的应用之一。
交叉耦合功率放大器有许多优点，如高效率、高线性性能、抗干扰能力强等。
交叉耦合功率放大器通常用于高频电路中，例如无线电通信、卫星通信等。
交叉耦合电路还可以用于天线设计中。
天线是通过将电能转换为电磁波来传输信号的装置。
通过将天线与交叉耦合电路相结合，可以实现高效率、高增益和低功率损耗的天线。
交叉耦合电路还可以应用于雷达和其他敏感系统中。
这些系统需要高效的信号传输和强大的抗干扰能力，并且需要防止电磁波的泄漏和干扰其他电路。
总之，交叉耦合电路是一个重要的线性电路，它可以实现高效的信号传输和强大的抗干扰能力。
无论是在放大器、滤波器、天线还是雷达等领域中，我们可以看到交叉耦合电路的广泛应用。
含有耦合电路分析经典篇
• 耦合电路的基本概念 • 耦合电路的分析方法 • 耦合电路的经典案例 • 耦合电路的优化设计 • 耦合电路的未来发展
01
耦合电路的基本概念
耦合电路的定义
01
耦合电路是指由两个或多个电路 之间存在相互作用的电路，这种 相互作用是通过元件之间的耦合 实现的。
02
耦合电路中的元件可以是电阻、 电容、电感等，这些元件之间通 过耦合关系相互影响，从而形成 一个整体的系统。
频率响应分析方法
通过频率域分析方法，将时域的耦合电路转换为 频域表示，进行频谱分析和滤波器设计。
3
频率响应的应用
用于分析信号在耦合电路中的传输特性，以及设 计具有特定频率响应的滤波器和振荡器等电子器 件。
03
耦合电路的经典案例
变压器耦合电路
变压器耦合电路是一种常见的耦 合电路，通过变压器实现信号的
电感器耦合电路的特点是能够 实现信号的无损耗传递，同时 具有滤波作用，能够抑制高频
噪声干扰。
电容器耦合电路
01
电容器耦合电路是一种利用电 容器实现信号传递的耦合电路 。
02
电容器耦合电路常用于高频信 号传输，如无线通信、雷达等 。
03
电容器耦合电路的特点是能够 实现信号的隔直流传递，同时 具有选频作用，能够选择特定 频率的信号进行传输。
等效电路的构建
将耦合电感用等效的电感和电阻替代，形成一个等效的RC或RL 电路。
等效电路的应用
用于简化电路分析，将复杂的耦合电路转换为简单的单端口网络， 便于计算和性能分析。
等效电路的局限性
等效电路的精度受限于耦合系数的计算精度和电路近似程度。
耦合电路的频率响应分析
1 2
第2章 耦合回路
21:21
2.4.5 全谐振和最佳全谐振全谐振 【两个回路同时谐振】
最佳全谐振 初、次级回路同时谐振，而且同时满足最大功率传输条件。 我们希望的电路工作状态：
21:21
2.4.6 频率特性
求
I
的振幅
2
21:21
已知：
21:21
设： 令：
称为耦合因数， 说明回路间耦合
的松紧.
21:21
（1）频率特性曲线
第2章 选频网络
2.1-2.2 串联、并联谐振电路 2.1-2.2 信号源内阻和负载电阻的影响 2.3 串并联阻抗的等效互换 2.3 回路抽头的阻抗变换 2.4 耦合回路
21:21
2.4 耦合谐振回路
由两个或两个以上的单谐振回路组成，它们之 间按一定的方式互相耦合，称为耦合回路。
2.4.1 电路形式
1
α=
2η
a. 时（弱耦合）：
(1+η2 )2 +2(1- η2 )ξ 2 +ξ 4
分母各项均为正值，则在 处，
为最大值；
当 ，则分母也增大
，所以， 为单峰状。
21:21
（1）频率特性曲线
1
α=
2η
(1+η2 )2 +2(1- η2 )ξ 2 +ξ 4
b. 时（临界耦合）
（最大） 所以
为单峰状.
21:21
《互感耦合电路》课件
阻抗与导纳的关系
阻抗的定义
阻抗是衡量电路对交流电阻碍作用的 量，由电阻、电感和电容共同决定。 在互感耦合电路中，阻抗的大小和性 质对于分析电路的工作状态和性能具 有重要意义。
导纳的定义
导纳是衡量电路导通能力的量，由电 导和电纳共同决定。导纳与阻抗互为 倒数关系，对于理解电路的交流特性 具有重要意义。
应用
在电力系统中，变压器用 于升高或降低电压；在电 子设备中，变压器用于信 号传输和匹配阻抗等。
传输线
定义
传输线是用于传输电信号的媒介，由芯线和绝缘 材料组成。
工作原理
传输线中的信号通过电磁场进行传播，受到线路 参数和外部环境的影响。
应用
在通信、测量和电子设备中，传输线用于信号传 输和匹配网络等。
《互感耦合电路》 PPT课件
目录
• 互感耦合电路概述 • 互感耦合电路的基本元件 • 互感耦合电路的分析方法 • 互感耦合电路的特性分析 • 互感耦合电路的设计与优化 • 互感耦合电路的应用实例
01
互感耦合电路概述
定义与工作原理
定义
互感耦合电路是指通过磁场相互耦合的电路。
工作原理
当一个电路中的电流发生变化时，会在周围产生 磁场，这个磁场会对其他电路产生感应电动势， 从而影响其他电路中的电流。
04
互感耦合电路的特性分析
电压与电流的关系
电压与电流的相位差
在互感耦合电路中，电压和电流的相位差是重要的特性之一。这个相位差的大小和方向可以通过测量或计算得出 ，对于理解电路的工作原理和性能至关重要。
电压与电流的幅度关系
在理想情况下，电压和电流的幅度是成正比的，即当电压增加时，电流也增加，反之亦然。然而，在实际的互感 耦合电路中，由于各种因素的影响，这种比例关系可能会发生变化。
电力载波耦合电路
电力载波耦合电路电力载波耦合电路是一种利用电力线路传输信息的技术。
它通过将高频信号耦合到电力线上，实现在电力线路上进行通信的目的。
在电力系统中，电力载波通信被广泛应用于电能质量监测、远程抄表、故障检测等方面。
电力载波耦合电路由耦合器、滤波器和解耦器等组成。
耦合器将高频信号耦合到电力线上，滤波器用于滤除其他频率干扰信号，解耦器将电力线上的高频信号解耦到接收端。
其中，耦合器是实现电力载波通信的关键部件之一。
耦合器的作用是将发送端的高频信号耦合到电力线上，使其能够在电力线路上进行传输。
常见的耦合器有电容耦合器和变压器耦合器两种。
电容耦合器采用电容连接电力线和发送端，实现信号的耦合；变压器耦合器则通过变压器将发送端的信号传输到电力线上。
两种耦合器各有优劣，选择时需要根据具体需求进行考虑。
在电力载波耦合电路中，滤波器起到滤除其他频率干扰信号的作用。
电力线上存在各种干扰信号，如电力系统本身的谐波、电力电子设备的开关干扰等。
滤波器通过选择合适的频率带宽，滤除这些干扰信号，保证传输信号的质量。
解耦器是电力载波耦合电路中的重要组成部分，它将电力线上的高频信号解耦到接收端。
解耦器常采用变压器解耦或电容解耦的方式。
变压器解耦通过变压器将电力线上的信号转换为接收端可以处理的低电平信号；电容解耦则通过电容将电力线上的信号解耦到接收端。
解耦器的设计和性能直接影响着接收端对信号的解调和处理能力。
电力载波耦合电路的设计需要考虑多方面因素。
首先要考虑信号的传输距离和传输质量要求，确定合适的耦合器和解耦器。
其次要考虑电力线上的干扰情况，选择合适的滤波器进行滤波处理。
还要考虑系统的稳定性和安全性，采取必要的保护措施，避免对电力系统造成干扰。
电力载波耦合电路是一种利用电力线路进行通信的技术。
它通过耦合器将高频信号耦合到电力线上，通过滤波器滤除干扰信号，再通过解耦器将信号解耦到接收端。
电力载波耦合电路在电力系统中有着广泛的应用，为实现电力线上的信息传输提供了一种有效的解决方案。
耦合电路知识点总结
耦合电路知识点总结一、耦合电路的种类耦合电路根据传输信号的方式和形式，可分为磁耦合电路、电容耦合电路和电感耦合电路三种类型。
1. 磁耦合电路磁耦合电路是利用磁场的传输作用实现信号的耦合。
其基本结构为两个线圈（一对）相互靠近，通过磁感应线圈之间产生的磁场，实现信号传输。
磁耦合电路常见于变压器和互感器中，能够实现信号传输的隔离和变换。
2. 电容耦合电路电容耦合电路使用电容器来实现信号的耦合。
当两个电路之间通过电容器连接时，可以实现交流信号的传输。
电容耦合电路常用于放大器中，能够实现对交流信号的放大。
3. 电感耦合电路电感耦合电路是利用电感的传感和传输作用实现信号的耦合。
在电感耦合电路中，通过电感的互感作用，可以实现信号的传输和变换。
电感耦合电路常用于无线电收发器中，能够实现对无线信号的接收和放大。
以上三种耦合电路各有其特点和应用领域，掌握耦合电路的不同种类对于电子电路的设计和应用都是非常重要的。
二、耦合电路的工作原理耦合电路的工作原理主要是通过两个电路之间的相互影响，实现信号的传输和耦合。
具体来说，磁耦合电路是通过磁场的传输实现信号的耦合；电容耦合电路是通过电容器的传输实现信号的耦合；电感耦合电路是通过电感的传感实现信号的耦合。
在耦合电路中，通过合适的设计和连接方式，可以实现不同种类和形式的信号传输和耦合，从而实现电子设备的各项功能。
三、耦合电路的性能参数耦合电路的性能参数包括传输特性、频率响应、带宽、增益、失真度等指标。
1. 传输特性传输特性是指耦合电路在不同工作状态下对输入信号和输出信号的传输效果。
一般来说，传输特性包括传输系数、相位差、功率损耗等指标，它们可以反映出耦合电路在信号传输过程中的衰减和失真情况。
2. 频率响应频率响应是指耦合电路对不同频率信号的响应情况。
在实际应用中，耦合电路需要能够有效地传输和处理各种频率的信号，因此频率响应是耦合电路的重要性能参数。
3. 带宽带宽是指耦合电路能够传输的频率范围。
多级电路的耦合方式
多级电路的耦合方式
多级电路的耦合方式是指将多个电路连接在一起并共享信号的过程。
电路中包含了传感器、放大器、滤波器、调制器等等，这些电路之间需要进行信号的传递与共享。
因此，耦合方式就显得尤为重要。
本文将介绍多级电路的三种常见耦合方式：直接耦合、变压器耦合和电容耦合。
一、直接耦合
直接耦合是指将多个电路的输出与另一个电路的输入直接相连，形成一串电路，如图1所示。
直接耦合简单明了，但却存在缺陷：信号的幅值会被下一个电路影响，导致下一个电路的输出不稳定。
因此，直接耦合只适用于信号幅值高且较小的电路之间的连接。
二、变压器耦合
变压器耦合是指通过变压器的电磁感应功效耦合多个电路，如图2所示。
变压器具有隔离的功能，能够隔绝直流信号和高频信号的干扰，同时还能够进行电压的升降。
因此，变压器耦合可以实现不同电路之间的隔离，并能够帮助不同电路之间进行电压与电流的匹配。
三、电容耦合
电容耦合是指通过电容将多个电路的信号耦合在一起，如图3所示。
电容在传输高频信号时可以发挥出良好的性能，因为电容对交流电阻很小。
同时，电容还能够隔离直流信号，从而减少不同电路之间的相互干扰。
因此，电容耦合适用于高频电路之间的连接。
综上所述，在多级电路的连接中，正确的耦合方式会影响整个电路的性能，正常的连接方式可避免信号的重叠和误差增加。
因此，现代电子电路设计工程师应根据实际情况和需要进行选择和配置。
直接耦合是一个简单而常用的连接方式，变压器耦合和电容耦合则更适合需要高保真度和长距离传输的情况，而根据不同的场合进行选择可以在很大程度上提高电子电路的运行效果和稳定性。
几种耦合电路
耦合电路为实现能量和信号的传输，连接各个功能电路的方法即为耦合电路。
一般的，耦合电路通常具有滤波、蓄能、隔离、阻抗变换等一种或几种功能耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
耦合电路就是指参与耦合过程的电路。
耦合电路示意图从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。
如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是耦合。
2几种耦合电路一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。
级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。
多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。
直接耦合直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。
有零点漂移现象。
优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。
阻容耦合方式阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。
直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。
交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。
因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。
缺点：首先，不适合传送缓慢变化的信号，当缓慢变化的信号通过电容时，将严重被衰减，由于电容有“隔直”作用，因此直流成分的变化不能通过电容。
更重要的是，由于集成电路工艺很难制造大容量的电容，因此，阻容耦合方式在集成放大电路中无法采用。
§4-2互感耦合电路
§4-2 互感耦合电路由电磁感应定律可知，只要穿过线圈的磁力线（磁通）发生变化，则在线圈中就会感应出电动势。
一个线圈由于其自身电流变化会引起交链线圈的磁通变化，从而在线圈中感应出自感电动势。
如果电路中有两个非常靠近的线圈，当一个线圈中通过电流，此电流产生的磁力线不但穿过该线圈本身，同时也会有部分磁力线穿过邻近的另一个线圈。
这样，当电流变化时，邻近线圈中的磁力线也随之发生变化，从而在线圈中产生感应电动势。
这种由于一个线圈的电流变化，通过磁通耦合在另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象。
互感现象在工程实践中是非常广泛的。
由4-2-1示出了两个位置靠近的线圈1和线圈2，它们的匝数分别为N 1和N 2。
当线圈1通以电流i 1时，在线圈1中产生磁通11Φ，其方向符合右手螺旋定则。
线圈1的自感为11111111N L i i Φψ== 11ψ称为自感磁链。
由i 1产生的部分磁通21Φ同时也穿越线圈2，称为线圈1对线圈2的互感磁通，此时线圈2中的互感磁链为21221N ψΦ=。
类似于自感磁链的情况，互感磁链21ψ与产生它的电流i 1之间存在着对应关系。
如果两个线圈附近不存在铁磁介质时，互感磁链与电流之间基本成正比关系。
这种对应关系可用一个互感系数来描述，即有21211M i ψ= （4-2-1）互感系数21M 简称为互感，其单位为亨利（H ）。
由i 1产生的另一部分磁通只穿过线圈1而不穿越线圈2，此部分磁通称为漏磁通，用1σΦ来表示，据此定义线圈1的漏感系数为1111N L i σσΦ=各部分磁通之间有 11211σΦΦΦ=+同样当线圈2通过电流i 2而线圈1无电流时，线圈2产生磁通22Φ，线圈2的自感为22222222N L i i Φψ== 此时有部分互感磁通12Φ穿越线圈1，线圈2对线圈1的互感为图4-2-1121121222N M i i ψΦ== （4-2-2） 线圈2中存在部分漏磁通2σΦ，线圈2的漏感系数为2222N L i σσΦ=。
耦合电感电路的等效6种模型
耦合电感电路的等效6种模型
耦合电感电路的等效模型有以下6种：
1. 互感耦合模型：将耦合电感电路分解为两个互感元件（互感电感），通过互感系数来描述电感之间的耦合程度。
2. 理想变压器模型：将耦合电感电路看作是一个理想变压器，将互感耦合转化为变压器变比。
3. T模型：将耦合电感电路通过一根传输线分为两段，在传输线的中心位置连接一个串联电感，表示耦合电感。
4. π模型：将耦合电感电路通过一根传输线分为两段，在传输线的中心位置连接一个并联电感，表示耦合电感。
5. 串联模型：将耦合电感电路看作是一个串联电感，将多个电感元件串联连接。
6. 并联模型：将耦合电感电路看作是一个并联电感，将多个电感元件并联连接。
以上是耦合电感电路的常见等效模型，根据具体情况选择适合的模型进行分析和计算。
记得具体情况具体分析，如果需要更详细的解答，可以提供具体的电路图等信息。
放大电路的耦合
带宽受限
阻容耦合电路的带宽相对较窄 ，对高频信号的放大效果较差 。
元件参数影响较大
阻容元件的精度和稳定性对电 路性能影响较大，需要选择合
适的元件。
变压器耦合的特点
信号传递与隔离
变压器耦合放大电路利用磁耦合原理传递信 号，同时实现各级放大器之间的隔离。
适用于宽频信号
变压器具有宽频响应特性，因此变压器耦合 放大电路适用于宽频信号的放大。
信号频率较高
使用变压器耦合。变压器能实现信号的变压和隔离，适用于高频信号传递，能 减小信号损失和干扰。
根据电路的稳定性选择耦合方式
电路稳定性要求高
使用直接耦合或变压器耦合。这两种 耦合方式都能实现信号的隔离和传递 ，同时能减小外界干扰对电路稳定性 的影响。
电路稳定性要求不高
使用阻容耦合。阻容耦合的隔离效果 较差，易受到外界干扰，但电路设计 简单，适用于对稳定性要求不高的场 合。
放大电路的耦合
目 录
• 耦合方式介绍 • 耦合方式的特点 • 耦合方式的选择 • 耦合方式的优缺点 • 耦合方式的应用场景
01
耦合方式介绍
直接耦合
01
02
03
直接耦合
直接将前级放大电路的输 出端与后级放大电路的输 入端连接在一起，实现信 号的传递。
优点
结构简单，易于实现，能 够传递直流信号。
缺点
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
非线性失真
变压器存在非线性特性，可能导致信号失真 问题。
成本较高
变压器耦合电路需要使用到磁性元件，相对 成本较高。
03
耦合方式的选择
根据信号频率选择耦合方式
信号频率较低
使用直接耦合或阻容耦合。直接耦合能传递所有频率信号，但电路设计复杂； 阻容耦合适用于低频信号，通过电容隔直通交，将交流信号传递至下一级。
耦合电路详解
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
四、光电耦合方 式 光电三极管，受光 照射可产生电流iC (把 1、光电耦合的 光能转化为电能 )，作 特点
为输出回路。
本页完 继续
光电耦合方式
1、光电耦合的特点 2、光电耦合器的传输特 性
光电耦合器的传输特性 曲线与三极管的传输特性 曲线相似，输入电流iD相 当于三极管的基极电流iB， 只要uCE足够大，i C只随iD 按正比例变化，即 i C = CTR ·iD 其中CTR是常数，称为传输 比，相当于三极管中的，但比 小很多，一般CTR=0.1 ~ 1.5 。 iD
-
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
uD
+
iC /mA
2、光电耦合器 ID3 的传输特性 ID2
ID1 uCE/V O 本页完 光电耦合器的传输特性 继续Leabharlann ID4直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点 2、直接耦合方式的改进
①在第二级加入电阻Re ②用二极管正向连接代替Re ③用稳压二极管代替Re 以上几个电路的输出有一 个共同的特点，就是静态时 各三极管集电极的电位随着 级数的增加会越来越高(因为 为了保证三极管正常工作在 放大区，集电极电压一定要 比基极电压高)。
若T1 需要较大的UCEQ1 ， 可以把Re改为一个稳压二 极管，利用稳压二极管反 向击穿时的压降VZ较高， 提高UCEQ1 ，其击穿后的 动态电阻也很小。
直接耦合方式
+VCC Rb Rc1 R Rc2 T1
Rb
1
2
+ +
- +
T2
+
-
三种耦合电路及其特点
三种耦合电路及其特点
1.串联耦合电路：这种电路将多个元件通过串联连接在一起，电流依次流过每个元件。
特点是输入和输出信号相同，但信号传输损耗大，且元件故障容易影响整个电路。
2. 并联耦合电路：这种电路将多个元件通过并联连接在一起，电压相同但电流分流。
特点是信号传输损耗小，但输入和输出信号不同，且元件故障只影响单个元件而不影响整个电路。
3. 反馈耦合电路：这种电路通过将一部分输出信号反馈到输入端，使得输出信号稳定且具有增益。
特点是输出信号稳定，但对输入信号的影响较大，且容易产生自激振荡。
- 1 -。
电路的耦合
电路的耦合
在电学中，耦合是指两个或多个电路之间的相互作用。
电路的耦合可以分为电容耦合、电感耦合和变压器耦合等几种形式。
电容耦合是指通过电容将两个电路连接起来，使得它们之间可以传递电信号。
电容耦合广泛应用于放大器等电子设备中，因为它可以避免信号的被地线吸收，从而提高放大器的增益。
电感耦合则是通过电感将两个电路连接起来，使得它们之间可以共享电磁场。
电感耦合常用于无线电通信和变频器等设备中，因为它可以实现电路的隔离和抑制电磁干扰。
变压器耦合则是通过变压器将两个电路连接起来，使得它们之间可以传递电能。
变压器耦合常用于电力系统中，因为它可以实现电压的升降和输电距离的延长。
在实际应用中，电路的耦合会影响电路的性能和稳定性，因此需要合理设计和调整电路的耦合方式。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱuo
O
图 4 零点漂移现象
t
Thank you！
耦合电路
变压器耦合：将放大电路前级的输 出端通过变压器接到后级的输入端 或负载电阻上，称为变压器耦合。 如右图所示为变压器耦合共射放大 电路。 电路缺点：变压器耦合电路的前后 级靠磁路耦合，它的各级放大电路 的静态工作点相互独立。它的低频 特性差，不能放大变化缓慢的信号， 且非常笨重，不能集成化。 电路优点是可以实现阻抗变换，因 而在分立元件功率放大电路中得到 广泛应用。
耦合电路
如下图所示，设原边电流有效值 为I1，副边电流有效值为I2，将 负载折合到原边的等效电阻为
变压器原边线圈匝数N1，副边线 匝数N2，
根据所需的电压放大倍数，可选 择合适的匝数比，使负载电阻上 获得足够大的电压当匹配得当时， 负载可获得足够大的功率
耦合电路
光电耦合器：是实现光电耦合的基本器件，它 将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电 三极管）相互绝缘地组合在一起，如图所示 工作原理：发光元件为输入回路，它将电能转 换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再 转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离， 从而可有效地抑制电干扰 传输比CTR：在c-e之间电压一定的情况下，iC 的变化量与iD的变化量之比称为传输比CTR， 即
如果在放大器的输入端不加输入信 号，输出端仍有一定的幅值和频率 的输出信号，这种现象叫做自激振 荡。
名词解释
谐振的现象是电流增大和电压减小，越接近谐振中心，电流表电压表功率表转动变化 快，但是和短路得区别是不会出现零序量。 在物理学里，有一个概念叫共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系 统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路 的激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上， 共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同 的叫法而已。
＋UCC
＋ ＋ －
ui V2 uo
＋ －
ui
＋
uo
－
－
图 3直接耦合放大电路 直接耦合放大电路
耦合电路
1） 级间的匹配问题 在图3（a）中，V1管的集电极电位被V2管的基极限制在0.7 V左右，使V1管的Q 点接近于饱和区，因而不能正常放大。 为此，可以在V2管的发射极加发射极电阻Re2， 如图3（b）所示。由于Re2的接入，提高了第二级基极电位UB2，从而保证了V1管的集 电极得到较高的静态电位，使V1管不致工作在饱和区。 然而，Re2接入后，使后一级 的电压放大倍数大大下降，从而影响整个电路的放大能力。 为了解决上述问题，在图3 （c）所示电路中用一只稳压管VDZ取代电阻Re2，对于直流量，稳压管相当于一个稳 压电源，限流电阻R的作用是保证稳压管工作在稳压状态；对于交流量， 稳压管等效 成一个动态电阻。由于稳压管的动态电阻很小，一般为十几至几十欧姆，因此几乎不 会影响到第二级的放大倍数。 为了使各级三极管都工作在放大区，必然要求V2的集电极电位高于基极电位，也 就是高于V1管的集电极电位，这样，当放大电路的级数增加时，势必使基极和集电极 电位逐级上升，最终接近电源电压，这样会使后级的静态工作点不合适。改进的方法 是将NPN管和PNP管组合，构成直接耦合放大电路，如图3（d）所示。由于后级采用 了PNP管，其集电极电位比基极电位低， 即使耦合级数较多，也可以使各级获得合适 的静态工作点。
多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻， 即
(3-1)
Ri=Ri1
(3-2)
耦合电路
多级放大电路的输出电阻就是最后一级的输出电阻， 即
Ro=Ron
(3-3)
需要注意，当共集电极电路作为多级放大电路的输入级时， 多级放大电路的输入电阻与其 负载，即后一级的输入电阻有关； 当共集电极电路作为输出级时，多级放大电路的输出电阻与 其信号源内阻， 即其前一级的输出电阻有关。 分贝表示的放大倍数－－ 分贝表示的放大倍数－－增益： 简单地说，分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位是 “倍”，如10倍放大器，100倍放大器。当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这 是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为：
耦合电路
阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过 电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。 直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大， 因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不 相通，各级的静态工作点相互独立。 交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容 容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地 传递到后级的输入端。 阻容耦合电路的缺点：低频特性差，不能放大 直流及缓慢变化的信号,只能传递具有一定频率 的交流信号。 阻容耦合电路具有体积小、重量轻的优点，分 立元件电路中应用较多。但在集成电路中，不 易制作大容量的电容，因此阻容耦合放大电路 不便于做成集成电路。
ɺ AV(I)(dB) = 20lg[Vo/Vi(Io/Ii)] = 20lgAu
去耦电容，旁路电容
旁路（bypass）电容是把输入信号中的 高频噪声作为滤除对象，把前级携带的 高频杂波滤除， 去耦（decoupling）电容也称退耦电容， 是把输出信号的干扰作为滤除对象。 去耦电容用在放大电路中不需要交流的 地方，用来消除自激，使放大器稳定工 作。从电路来说，总是存在驱动的源和 被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电，才能完 成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时 候，电流比较大，这样驱动的电流就会 吸收很大的电源电流，由于电路中的电 感，电阻（特别是芯片管脚上的电感， 会产生反弹），这种电流相对于正常情 况来说实际上就是一种噪声，会影响前 级的正常工作。
图2 直接耦合放大电路。
耦合电路
＋UCC
R b1 R c1 V1 Rb2 R c2 Rb1 R c1 V1 Re2 第一级 (b) 第二级 R c2
＋UCC ＋ ＋ －
ui V2 uo
＋ ＋ －
ui 第一级 (a) 第二级 V2 uo
－
－
＋UCC
R b1 R c1 V1 VDZ 第一级 (c) 第二级 R Rc2 Rb1 Rc1 V1 R c2 第一级 (d) 第二级 R e2 V2
去耦电容，旁路电容
去耦和旁路都可以看作滤波。去耦电容相当于电 池，避免由于电流的突变而使电压下降，相当于滤纹 波(ripple) 。具体容值可以根据电流的大小、期望的 纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都 很大，对更高频率的噪声，基本无效。旁路电容就是 针对高频来的，也就是利用了电容的频率阻抗特性。 电容一般都可以看成一个RLC串联模型。在某个频率， 会发生谐振，此时电容的阻抗就等于其ESR(有效串 联电阻 )。如果看电容的频率阻抗曲线图，就会发现 一般都是一个V形的曲线。具体曲线与电容的介质有 关，所以选择旁路电容还要考虑电容的介质，一个比 较保险的方法就是多并几个电容。 去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用： 一方面是集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器 件的高频噪声。
电解电容的频率阻抗曲线图
名词解释
晶体三极管静态工作点的设置 静态工作点是 指放大电路在没有信号输人的情况下，在直 流电源Vcc作用下，三极管处于直流工作状态。 其各极电压和电流都处于一个恒定值，即处 于相对“静止”的状态，故称为“静态”。 而各极对应的一组电流、电压值（用 IB,IC,UBE和UCE表示）代表在输人和输出特 性曲线上的一个点，所以称为“静态工作 点”，如图所示。
名词解释
零点漂移问题 人们在实验中发现，在直接耦合放大电路中， 若将输入端短路，用灵敏的直流表测量输出端， 有一个相当可观的、随时间缓慢变化的不规则信 号输出， 即输出电压在静态值上下随机偏离， 如图4所示。这种输入电压为零，输出电压不为 零且缓慢变化的现象称为零点漂移 零点漂移，简称零漂。 零点漂移 在放大电路中，任何参数的变化，如电源电压的 波动、元件的老化、器件参数随温度的变化等， 都会产生零点漂移。在阻容耦合的放大电路中， 这种缓慢变化的漂移电压被耦合电容阻隔， 不 会传送到下一级放大电路进一步放大。但是，在 直接耦合放大电路中，这种缓慢变化的漂移电压 会被毫无阻隔地传输到下一级， 并且被逐级放 大，以致于有时在输出端很难分辨出哪个是有用 信号，哪个是漂移电压。换句话说，有用信号被 漂移电压“淹没”了，放大电路不能正常工作。 一般来说，直接耦合放大电路的零点漂移主 要取决于第一级，而且级数越多，放大倍数越 大，零点漂移越严重。通常， 零点漂移的大 小不能以输出端漂移电压的绝对大小来衡量。 因为输出端的漂移电压与放大倍数成正比，所 以零漂一般都用输出的漂移电压折合到输入端 后来衡量。 对于电源电压的波动、元件的老化所引 起的零漂可采用高质量的稳压电源或经过老化 实验的元件来减小，因此温度变化所引起的半 导体器件参数的变化是产生零点漂移的主要原 因，故也将零点漂移称为温度漂移，简称温漂 温漂， 温漂 定义为温度每变化1℃所产生的折合到输入端 的等效零漂电压
耦合电路
多级放大电路的动态分析 多级放大电路的动态分析 在多级放大电路中，各级之间是相互串行连接的，前一级的输出信号就是后一级的输入信 号，后一级的输入电阻就是前一级的负载，因此多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放 大倍数的乘积，即
ɺ ɺ ɺ U o1 U o 2 Uo ɺ ɺ ɺ ɺ Au = ⋅ ⋅⋯ ⋅ = Au1 ⋅ Au 2 ⋅ ⋯ ⋅ Aun ɺ ɺ ɺ U i1 U i 2 U in
CTR的数值只有0.1~1.5 如下图所示为光电耦合放大电路当动态信号为 零时，输入回路有静态电流IDQ，输出回路有 静态电流ICQ，从而确定出静态管压降UCEQ当 有动态信号时，随着iD的变化，iC将产生线性 变化，电阻Rc将电流的变化转换成电压的变化 由于传输比的数值较小，所以一般情况下，输 出电压还需进一步放大实际上，目前已有集成 光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。