第10讲 多级放大电路的耦合方式及分析方法
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模拟电路 第10讲 多级放大电路
n：电路中共射电路的级数 共集、共基电路输入、输出同相位
哈尔滨工程大学
模拟电子技术
题3-2
哈尔滨工程大学
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
多根据每级所处的位置和作用的不同，多级放大电路大 致可分为三部分：输入级、中间级和输出级。 根据作用不同，有所增减。 若驱动音箱，则需要推动级， 而晶体管毫伏表，则不需要推动级。
模拟电子技术
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二、级间耦合方式
耦合方式： 在多级放大器中各级之间、放大电路与信号源之间、放 大电路与负载之间的连接方式。
主要原因：温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的 波动等
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（二）阻容耦合：各级通过电阻、电容连接
1、优点： （a）工作点彼此独立； （b）易实现； （c）成本低。 2、缺点： （耦合电容） （a）只传递交流； （b）不易集成； （c）低频响应不好。 （在分立元件的放大电路中获得了广泛应用）
1、输入阻抗高，向信号源索取电流很小 “CC”、场效应管放大电路等
2、能抑制噪声、干扰
差放
模拟电子技术
信号源 输入级
中间级
哈尔滨工程大学
推动级
输，提供足够大的电压放大，
又称之为电压放大级。
CE
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信号源 输入级
中间级
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推动级
输出级
（三）推动级（激励级或末前级）： 给输出级提供足够的激励
模拟电子技术
(二) 输入电阻、输出电阻:
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一般情况： ri → 输入级ri1 ro → 输出级ron
特殊情况:
输入级为“CC”， ri还和下一级有关
输出级为“CC”， ro还和前一级有关
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题3-2
哈尔滨工程大学
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多根据每级所处的位置和作用的不同，多级放大电路大 致可分为三部分：输入级、中间级和输出级。 根据作用不同，有所增减。 若驱动音箱，则需要推动级， 而晶体管毫伏表，则不需要推动级。
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二、级间耦合方式
耦合方式： 在多级放大器中各级之间、放大电路与信号源之间、放 大电路与负载之间的连接方式。
主要原因：温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的 波动等
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（二）阻容耦合：各级通过电阻、电容连接
1、优点： （a）工作点彼此独立； （b）易实现； （c）成本低。 2、缺点： （耦合电容） （a）只传递交流； （b）不易集成； （c）低频响应不好。 （在分立元件的放大电路中获得了广泛应用）
1、输入阻抗高，向信号源索取电流很小 “CC”、场效应管放大电路等
2、能抑制噪声、干扰
差放
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信号源 输入级
中间级
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推动级
输，提供足够大的电压放大，
又称之为电压放大级。
CE
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信号源 输入级
中间级
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推动级
输出级
（三）推动级（激励级或末前级）： 给输出级提供足够的激励
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(二) 输入电阻、输出电阻:
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一般情况： ri → 输入级ri1 ro → 输出级ron
特殊情况:
输入级为“CC”， ri还和下一级有关
输出级为“CC”， ro还和前一级有关
多级放大电路的耦合方式
学习要点
01.
掌握阻容耦合
04.
本 节 学 习 要 点 和 要 求
02.
了解变压器耦合原理
05.
多级放大电路的耦合方式
03.
了解光电耦合原理
06.
目录
CONTENTS
多级放大电路耦合方式主页
01.
结束
04.
直接耦合
02.
变压器耦合
05.
阻容耦合
03.
吐鲁蕃班公寺
06.
多级放大电路的耦合方式主页
CONTENTS
直接耦合方式
④NPN与PNP型混合耦合方式
1、直接耦合方式的特点
继续
PNP 型管正常工作时，电压的极性与NPN刚好相反，集电极比基极电位要低，两种类型的管混用，可以把输出端升高了的直流电位降下来。
+VCC
T1
T2
Rb1
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
③用稳压二极管代替Re
②用二极管正向连接代替Re
+VCC
T1
T2
Rb2
+
-
uI
Rc1
Rb1
Rb2
uO
+
Re2
Re1
RL
Ce
C3
C1
将前一级的输出端通过电容器连接到后一级的输入端，称为阻容耦合。
C2
第一级的输出经电容器与第二级的输入相连，信号的传递必须经过电容器。这是阻容耦合的特点。
C2
Rb2
rbe2
(1+2)(Re2 //RL )
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
01.
掌握阻容耦合
04.
本 节 学 习 要 点 和 要 求
02.
了解变压器耦合原理
05.
多级放大电路的耦合方式
03.
了解光电耦合原理
06.
目录
CONTENTS
多级放大电路耦合方式主页
01.
结束
04.
直接耦合
02.
变压器耦合
05.
阻容耦合
03.
吐鲁蕃班公寺
06.
多级放大电路的耦合方式主页
CONTENTS
直接耦合方式
④NPN与PNP型混合耦合方式
1、直接耦合方式的特点
继续
PNP 型管正常工作时，电压的极性与NPN刚好相反，集电极比基极电位要低，两种类型的管混用，可以把输出端升高了的直流电位降下来。
+VCC
T1
T2
Rb1
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
③用稳压二极管代替Re
②用二极管正向连接代替Re
+VCC
T1
T2
Rb2
+
-
uI
Rc1
Rb1
Rb2
uO
+
Re2
Re1
RL
Ce
C3
C1
将前一级的输出端通过电容器连接到后一级的输入端，称为阻容耦合。
C2
第一级的输出经电容器与第二级的输入相连，信号的传递必须经过电容器。这是阻容耦合的特点。
C2
Rb2
rbe2
(1+2)(Re2 //RL )
Rc1
Rb2
Re2
+
2、直接耦合方式的改进
多级放大电路的耦合方式及分析方法
3. 集成运放的符号和电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区： uO＝Aod(uP－uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。 (uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是 ＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。
小功率管多为5mA
由最大功耗得出
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用
问题的提出： 在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi ＞ UCQ(i-1）（i=1～N）， 以致于后级集电极电位 接近电源电压，Q点不合 适。
三、多级放大电路的频率响应：分析举例
一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相 互影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
6dB 3dB
≈0.643fH1
fL fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
2. 集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个组成部分的作用
偏置电路：为各 级放大电路设置 合适的静态工作 点。采用电流源 电路。 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad 大， Ac小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够 的放大能力。 输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最 大不失真输出电压尽可能大。
6.16.26.3多级放大电路的耦合方式及分析方法(国脉)
①共射、共射；②共源、共射； 共射、共射； 共源、共射； 共集、共射； 共源、共集。 ③共集、共射；④共源、共集。
多级放大电路的频率响应： 三、多级放大电路的频率响应：分析举例
一个两级放大电路每一级（ 一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相 互影响）的幅频特性均如图所示。 互影响）的幅频特性均如图所示。
差模信号作用时的动态分析
∆uOd ∆uId
差模放大倍数
Ad =
∆uod ∆uod 1 − ∆uod 2 Ad = = ∆u Id ∆u I 1 − ∆u I 2
因为： ∆u I 1 = − ∆u I 2
∆uod 1 = −∆uod 2
2∆uod 1 Ad = = Ad 1 2∆u I 1
共模抑制比K 共模抑制比 CMR：综合考察差分放大电路放大差模信号 的能力和抑制共模信号的能力。 的能力和抑制共模信号的能力。
1. 双端输入单端输出： 双端输入单端输出：
1 β ( Rc ∥ RL ) Ad = − ⋅ 2 Rb + rbe
K CMR Rb + rbe + 2(1 + β ) Re = Rb + rbe
Ri = 2( Rb + rbe )，Ro = Rc
四种接法的比较：电路参数理想对称条件下 四种接法的比较：电路参数理想对称条件下 参数
二、基本差分放大电路的组成 特点: 特点
典型 电路
信号特 点？
在理想对称的情况下： 在理想对称的情况下： 1. 克服零点漂移； 克服零点漂移； 2. 零输入零输出。 零输入零输出。
三、差分放大电路的分析
1. 静点 分析：令uI1= uI2=0 静点Q分析 分析：
I BQ1 = I BQ 2 = I BQ I CQ1 = I CQ 2 = I CQ
多级放大电路的耦合方式
常用于CPU与传感器的隔离 CPU与执行机构的隔离
发光元件
光敏元件
图3.1.5光电耦合器及其传输特性
8
（信号耦合的时候，可以不共地）
第9页/共13页
二、集成光耦
作业： 请上网下载EL816 的英文资料，打印出前两页。
了解其特性及应用电路
9
第10页/共13页
二、光电耦合放大电路
图3.1.6光电耦合放大电路
2
第3页/共13页
一、 直接耦合放大电路静态工作点的设置
改进电路—(b)
电路中接入 Re2， Rb1 保证第一级集电极有
较高的静态电位，但 第二级放大倍数严重
U+
i
下降。
Rc1
Rc2 +VCC
+
T1
T2 U O
Re2
(b)
改进电路—(c1)
稳压管动态电阻
Rb1
Rc1
R
Rc2 +VCC
很小，可以使第二级
3.1 多级放大电路的耦合方式
因为1级放大器的放大能力不够，所以 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为 一级，级与级之间的连接称为级间耦合。
四种常见的耦合方式：
① 直接耦合（一般用在集成电路里面） ② 阻容耦合（在分立元件的放大电路中常见） ③ 变压器耦合（现在很少用） ④ 光电耦合（自动控制系统中常用于隔离）
（80年代的收音机、扩音机广泛使用）
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出 功率。
第 二 级VT2 、 VT3 组 成 推 挽 式放大电路， 信号正负半周 VT2 、 VT3 轮 流导电。
变压器耦合放大电路 （现在已经被集成电路取代）
发光元件
光敏元件
图3.1.5光电耦合器及其传输特性
8
（信号耦合的时候，可以不共地）
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二、集成光耦
作业： 请上网下载EL816 的英文资料，打印出前两页。
了解其特性及应用电路
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二、光电耦合放大电路
图3.1.6光电耦合放大电路
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一、 直接耦合放大电路静态工作点的设置
改进电路—(b)
电路中接入 Re2， Rb1 保证第一级集电极有
较高的静态电位，但 第二级放大倍数严重
U+
i
下降。
Rc1
Rc2 +VCC
+
T1
T2 U O
Re2
(b)
改进电路—(c1)
稳压管动态电阻
Rb1
Rc1
R
Rc2 +VCC
很小，可以使第二级
3.1 多级放大电路的耦合方式
因为1级放大器的放大能力不够，所以 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路
组成多级放大电路的每一个基本电路称为 一级，级与级之间的连接称为级间耦合。
四种常见的耦合方式：
① 直接耦合（一般用在集成电路里面） ② 阻容耦合（在分立元件的放大电路中常见） ③ 变压器耦合（现在很少用） ④ 光电耦合（自动控制系统中常用于隔离）
（80年代的收音机、扩音机广泛使用）
选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出 功率。
第 二 级VT2 、 VT3 组 成 推 挽 式放大电路， 信号正负半周 VT2 、 VT3 轮 流导电。
变压器耦合放大电路 （现在已经被集成电路取代）
多级放大电路的耦合方式22页PPT
多级放大电路的耦合方式
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
多级放大电路的耦合方式及分析方法
目的与意义
研究目的
研究多级放大电路的不同耦合方式及 其对电路性能的影响。
意义
通过深入了解耦合方式，有助于优化 多级放大电路的设计，提高电路性能 和稳定性，为实际应用提供理论支持 。
02
多级放大电路的耦合方式
电容耦合
总结词
利用电容器传递交流信号，隔断直流信号，通常用于级间隔 离。
详细描述
电容耦合通过电容器将前级输出信号传递到下一级输入端， 同时阻止直流成分通过，实现各级间的隔离。这种耦合方式 适用于不同频率信号的处理和级间信号的传递。
03
$GBW = A_{v} times f_{3dB}$，其中$f_{3dB}$为通频带截止
频率。
05
多级放大电路的应用
音频信号处理
音频信号放大
多级放大电路能够将微弱的音频信号进行多级放大，满足音频设备对信号强度的需求。
音质改善
通过多级放大电路，可以对音频信号的频率、动态范围和信噪比进行优化，提升音质效 果。
瞬态分析法
总结词
通过分析电路在输入信号瞬间的响应来研究 多级放大电路的性能。
详细描述
瞬态分析法是一种通过分析电路在输入信号 瞬间的响应来研究多级放大电路性能的分析 方法。这种方法通过求解电路的微分方程或 差分方程来计算电路在各个时刻的电压和电 流值，从而全面了解电路的性能表现。瞬态 分析法适用于分析多级放大电路的频率响应
通过多级放大电路，可以将微弱的信号放大，实现数据的 远距离传输。
THANKS
感谢观看
输入电阻
指放大电路对输入信号源的等 效阻抗，反映了放大电路对信
号源的影响程度。
输入电阻计算公式
$R_{in} = frac{V_{i}}{I_{i}}$，其 中$V_{i}$为输入电压，$I_{i}$为 输入电流。
多级放大电路的耦合方式及其分析方法
多级放大电路的耦合方式及其分析方法一、直耦合：直耦合是指通过直接连接放大器的输入和输出端来传递信号。
直耦合的特点是简单、频带宽和增益都很大，但是容易出现直流漂移的问题。
直耦合电路的分析方法：1.根据每个级别的输入和输出特性，可以得到输入和输出的分压分流关系。
2.通过级与级之间的直接相连，可以得到整个电路的传递函数。
3.分析每个级别的频率响应，得到整个电路的频率响应。
二、电容耦合：电容耦合是通过电容器进行耦合，将一些级的输出信号通过电容器耦合到下一个级的输入端。
电容耦合的特点是可以消除直流漂移，但是频带宽和增益受限于电容器。
电容耦合电路的分析方法：1.根据每个级别的输入和输出特性，可以得到输入和输出的分压分流关系。
2.分析电容的阻抗特性，得到电容耦合电路的传递函数。
3.分析每个级别的频率响应，得到整个电路的频率响应。
三、变压器耦合：变压器耦合是通过变压器进行耦合，将一些级的输出信号通过变压器耦合到下一个级的输入端。
变压器耦合的特点是可以提供隔离和匹配阻抗的功能，但是成本较高。
变压器耦合电路的分析方法：1.根据每个级别的输入和输出特性，可以得到输入和输出的分压分流关系。
2.分析变压器的阻抗变化特性，得到变压器耦合电路的传递函数。
3.分析每个级别的频率响应，得到整个电路的频率响应。
综上所述，多级放大电路的耦合方式有直耦合、电容耦合和变压器耦合三种。
根据每个级别的输入输出特性、元件的阻抗特性和传递函数，可以分析每个级别的频率响应，并得到整个电路的传递函数和频率响应。
根据需求选择适合的耦合方式可以使得多级放大电路达到所需的性能。
第10讲多级放大电路的耦合方式及分析方法
第10讲多级放大电路的耦合方式及分析方法第十讲多级放大电路的耦合方式及分析方法第十讲多级放大电路的耦合方式及分析方法一、耦合方式1.直接耦合如何设置合适的静态工作点？如何设置合适的静态工作点？NPN型管和PNP型管混合使用2.阻容耦合3.变压器耦合二、多级放大电路的动态分析分析举例讨论一失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路讨论二放大电路的选用按下列要求组成两级放大电路：①Ri ＝1～2kΩ，Au的数值≥3000；②Ri≥10MΩ，Au的数值≥300；③Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150；④Ri≥10MΩ，Au的数值≥10，Ro≤100Ω。
一、多级放大电路的耦合方式二、多级放大电路的动态分析当单级放大电路不能满足多方面的性能要求（如Au＝104、Ri=2MΩ、Ro=100Ω）时，应考虑采用多级放大电路。
组成多级放大电路时首先应考虑如何“连接”几个单级放大电路，耦合方式即连接方式。
常见耦合方式有：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合等。
既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，Q点相互影响，存在零点漂移现象。
当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。
输入为零，输出产生变化的现象称为零点漂移第二级第一级Q1合适吗？对哪些动态参数产生影响？用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第二级放大倍数不至于下降太大？若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多个二极管吗？二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ReUCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大，则改用DZ。
稳压管伏安特性小功率管多为5mA由最大功耗得出必要性？rz＝Δu/Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。
问题的提出：在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于UCQi＞UBQi，所以UCQi＞UCQ(i-1）（i=1～N），以致于后级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
多级放大电路耦合方式与动态分析
直接耦合
总结词
直接将前级电路的输出端与后级电路的输入 端相连。
详细描述
直接耦合通过直接连接前级输出端与后级输 入端，实现信号的传递。这种方式避免了使 用电容或变压器等元件，降低了电路复杂度， 但需要注意前后级电路直流偏置的影响。
变压器耦合
总结词
利用变压器实现前后级电路的信号传递。
详细描述
变压器耦合利用变压器磁耦合原理，将前级 电路的输出信号通过变压器传递至后级电路 的输入端，同时通过变压器初、次级的匝数
谐波失真
由于放大电路的非线性，输入信号的 各次谐波分量在输出端的表现形式。
互调失真
当两个不同频率的信号同时输入到放 大电路时，由于非线性作用，会在输
出端产生各次互调产物。
04 电路性能优化
噪声抑制
01 02
噪声抑制
在多级放大电路中，噪声抑制是一个重要的性能指标。通过合理选择耦 合方式和元件参数，可以有效降低电路内部的热噪声和散射噪声，提高 信号的信噪比。
带宽扩展方法
可以采用减小反馈电阻、增加源极电阻等方式来实现带宽的扩展，同时也可以通过改变 耦合电容和旁路电容的值来调整带宽。
带宽扩展效果
通过优化电路结构和元件参数，可以实现多级放大电路带宽的有效扩展，提高电路的响 应速度和信号质量。
05 应用与发展趋势
模拟信号处理
模拟信号处理
多级放大电路在模拟信号处理中有着广泛的应用，如音 频信号、传感器信号等。通过多级放大，可以将微弱的 模拟信号放大到足够驱动后续电路的程度，实现信号的 传输和处理。
稳定性
描述了放大电路在输入信号变化时能否保持稳定输出 的能力。
相位裕度
衡量放大电路稳定性的重要参数，表示了相位滞后到 临界值时的相位差。
多级放大电路的耦合方式 、多级放大电路的动态分析
第三章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路
前面讲过了单管放大电路，这种电路的放大量一般只有数 十倍。在实际应用中，要把一个微弱的讯号放大到足够的数值 可能要几百倍，几千倍，甚至几万倍的放大量，这就往往不是 单级放大器所能满足的了，这时就必须将若干级放大器串联起 来，把讯号不断进行“接力”放大，直到所需要的数值，所以 实际上的放大器往往都是多级放大器。 利用晶体管三种基本放大电路各自的特点取长补短, 再 根据信号源和负载的要求将它们适当组合, 不仅能达到高的 放大倍数还能提供适当的输人、输出电阻。现在, 已采用上 述方法和特殊工艺制成了具有各种功能的模拟集成电路。 设计多级放大器时要解决几个问题： 1、各级采用什么类型的放大器？ 2、各级放大器之间采用什么方式来耦合？ 3、各级放大器的静态工作点怎么设置？ 4、多级放大器性能指标怎么计算？
继续
由于UCQi＞ UBQi，所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），
因此后级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
继续
可在电路中将NPN和PNP管配合使用
+ VCC
RB1
RC1
T1
RE2
T2
ui
RC2
uo
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1
UCQ2 ＜ UCQ1
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第二级放大 倍数不至于下降太大？ 可使用二极管，其导通电压UD＝0.7V，动态电阻rd 很小；
亦可加大UCEQ1而采用稳压管，见(c)图。
继续
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路的动态分析 3.3 直接耦合放大电路
前面讲过了单管放大电路，这种电路的放大量一般只有数 十倍。在实际应用中，要把一个微弱的讯号放大到足够的数值 可能要几百倍，几千倍，甚至几万倍的放大量，这就往往不是 单级放大器所能满足的了，这时就必须将若干级放大器串联起 来，把讯号不断进行“接力”放大，直到所需要的数值，所以 实际上的放大器往往都是多级放大器。 利用晶体管三种基本放大电路各自的特点取长补短, 再 根据信号源和负载的要求将它们适当组合, 不仅能达到高的 放大倍数还能提供适当的输人、输出电阻。现在, 已采用上 述方法和特殊工艺制成了具有各种功能的模拟集成电路。 设计多级放大器时要解决几个问题： 1、各级采用什么类型的放大器？ 2、各级放大器之间采用什么方式来耦合？ 3、各级放大器的静态工作点怎么设置？ 4、多级放大器性能指标怎么计算？
继续
由于UCQi＞ UBQi，所以 UCQi＞ UCQ(i-1）（i=1～N），
因此后级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。
继续
可在电路中将NPN和PNP管配合使用
+ VCC
RB1
RC1
T1
RE2
T2
ui
RC2
uo
利用NPN型管和PNP型管进行电平移动
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1
UCQ2 ＜ UCQ1
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第二级放大 倍数不至于下降太大？ 可使用二极管，其导通电压UD＝0.7V，动态电阻rd 很小；
亦可加大UCEQ1而采用稳压管，见(c)图。
继续
多级放大电路的耦合方式
我们知道了三种耦合方式的优缺点，那他们分别应用在 那些场合呢？
（阻容耦合应用在低频放大电路，直接耦合应用在直流 放大电路和集成化电路中，变压器耦合应用在功放中。）
多级放大电路的耦合方式
罗胜银
小结
还有最后五分钟了，同学们和我一起来回顾本节课所学 的知识。
多级放大电路各级之间的连接称为耦合，那么常用的耦 合方式有哪三种？ 多级放大电路又由哪几部分组成呢？ 这几种耦合方式的优点和缺点分别是什么呢？
知识点
常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。
多级放大器由输入级、中间级、输出级组成。 优缺点：（1）阻的信 号。（ 2）直接耦合避免了电容对缓慢变化的信号带来 影响，缺点是容易产生交越失真。（ 3 ）变压器耦合可 以变换电压和阻抗匹配，缺点是体积大重量大，不能实 现集成化。
多级放大电路3种耦合方式的详细分析
多级放大电路3种耦合方式的详细分析
在实际应用中，常对放大电路的性能提出多方面的要求，单级放大电路的电压倍数一般只能达到几十倍，往往不能满足实际应用的要求，而且也很难兼顾各项性能指标。
这时，可以选择多个基本放大电路，将它们合理连接，从而构成多级放大电路。
组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接方式称为级间耦合。
多级放大电路有3种常见的耦合方式，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。
1、阻容耦合
将多级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。
图1所示为两阻容耦合放大电路，第一级为共射放大电路，第二级为共集放大电路。
图1 两级阻容耦合放大电路。
多级放大电路及耦合方式
ri =1000//(2.9+51×1.7) 82k
2. ro = RC2= 10k
ib1
RS
U S
U i
rbe1
ib1
R1
RE1
ib 2
R2 R3 rbe2
ri
ri 2
ib 2
U O
RC2 RL
ro (2-9)
3. 中频电压放大倍数: 其中：
Aus1
ri
ri Rs
Au1
Au1
(1 1)RL1 rbe1 (1 1)RL1
.
Ui
.
.
Uo1
.
Uo
.
Ui Uo1
A u1 A u2
扩展到n级
A u A u1 A u2 A un
注意：在算前级 放大倍数时，要 把后级的输入阻 抗作为前级的负 载！
(2-4)
例:
R1 1M C1
RS
20k Ui U S
R2 C2 82k
T1
RE1 R3 27k 43k
+UCC
RC2
(+24V) 设: 1=2=50,
uo
t 0
问题 2 :零点漂移。
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得
当 ui 等于零时， uo不等于零。
解决方法:差动电路。
(2-3)
阻容耦合多级放大器的分析
1. 两级之间的相互影响 • 后级的输入阻抗是前级的负载 • 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗
2. 电压放大倍数（以两级为例）
.
A u
Uo
RC2
(+24V)
10k
C1 RS
U S 20k UUio1
多级放大电路
电路与电子技术
信号放大电路
1.1
多级放大电路的组成
多级放大电路的组成框图如图所示
多级放大电路
输入级通常要求输入电阻高， 以减小对信号源的影响， 一般采用共集电极 放大电路或场效应管放大电路； 中间级要求具有足够的放大倍数， 一般由 若干级共射放大电路组成； 输出级一方面要求输出电阻要低， 以提高带负 载能力， 另一方面要具有一定的输出功率， 一般采用共集放大电路或功率 放大器。
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
1.阻容耦合
在图所示的两级放大电 路中， 第一级和第二 级之间通过电容C２ 实 现连接， 因而称为阻 容耦合。显然， 信号 源与第一级之间、第二 级与负载之间也是阻容 耦合。
多级放大电路
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
2.直接耦合
将前级电路的输出直接接到 后级电路的输入， 称为直接 耦合， 如图所示。
多级放大电路的输出电阻等于末级（即输出级） 的输出电阻， 即
电路与电子技术
多级放大电路
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
3.变压器耦合
变压器耦合放 大电路如图所 示， 前后级通 过变压器传递 交流信号。
多级放大电路
信号放大电路
1.3
多级放大电路的Байду номын сангаас能分析
多级放大电路
多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。对于一个n 级放 大电路， 有
需要注意的是， 在计算各级放大电路的放大倍数时， 应将后级电路的输入 电阻作为负载。 多级放大电路的输入电阻等于第一级（即输入级） 的输入电阻， 即
信号放大电路
1.1
多级放大电路的组成
多级放大电路的组成框图如图所示
多级放大电路
输入级通常要求输入电阻高， 以减小对信号源的影响， 一般采用共集电极 放大电路或场效应管放大电路； 中间级要求具有足够的放大倍数， 一般由 若干级共射放大电路组成； 输出级一方面要求输出电阻要低， 以提高带负 载能力， 另一方面要具有一定的输出功率， 一般采用共集放大电路或功率 放大器。
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
1.阻容耦合
在图所示的两级放大电 路中， 第一级和第二 级之间通过电容C２ 实 现连接， 因而称为阻 容耦合。显然， 信号 源与第一级之间、第二 级与负载之间也是阻容 耦合。
多级放大电路
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
2.直接耦合
将前级电路的输出直接接到 后级电路的输入， 称为直接 耦合， 如图所示。
多级放大电路的输出电阻等于末级（即输出级） 的输出电阻， 即
电路与电子技术
多级放大电路
信号放大电路
1.2
多级放大电路的级间耦合方式
3.变压器耦合
变压器耦合放 大电路如图所 示， 前后级通 过变压器传递 交流信号。
多级放大电路
信号放大电路
1.3
多级放大电路的Байду номын сангаас能分析
多级放大电路
多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。对于一个n 级放 大电路， 有
需要注意的是， 在计算各级放大电路的放大倍数时， 应将后级电路的输入 电阻作为负载。 多级放大电路的输入电阻等于第一级（即输入级） 的输入电阻， 即
10第3章 多级放大电路--放大电路耦合方式
模拟电子技术基础
主讲 ：赵建辉 第三章 多级放大电路 (1.放大电路耦合方式与动态分析 放大电路耦合方式与动态分析) (1.放大电路耦合方式与动态分析)
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
第3章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路动态分析 3.3 直接耦合放大电路
}
3.1.2 变压器耦合
变压器耦合：放大电路前后级通过变压器接连接 变压器耦合：放大电路前后级通过变压器接连接 变压器接
Tr1 R b12 C1 R b22 V1 R e1 R b21 Cb R e2 V2 Tr2
＋UCC
RL
＋
uo
－
＋
＋
ui R b11
变压器耦合
C e2
－
第一级 第二级
变压器耦合放大电路（共射-共射）
变压器耦合特点： 变压器耦合特点： 优点： 优点： 1.直流工作点设置独立(线圈短路) 前后隔离。 1.直流工作点设置独立(线圈短路)，前后隔离。 直流工作点设置独立 2.阻抗匹配（等效输出电阻变小,等效负载电阻变大） 2.阻抗匹配（等效输出电阻变小,等效负载电阻变大） 阻抗匹配
N1 2 RL ' = ( ) RL N2
c1
b2
rbe2
e2
& βI b1
Rc1
& I b2 & βI b 2
R e2
＋
& Uo
RL
－
－
Ri2 c2
Ri 2 = rbe 2 + (1 + β )( Re 2 // RL )
& = A ⋅ A ≈ A = − β ( Rc1 // Ri 2 ) Au & u1 &u 2 &u1 rbe1 + (1 + β ) Re1
主讲 ：赵建辉 第三章 多级放大电路 (1.放大电路耦合方式与动态分析 放大电路耦合方式与动态分析) (1.放大电路耦合方式与动态分析)
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
第3章 多级放大电路
3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 多级放大电路动态分析 3.3 直接耦合放大电路
}
3.1.2 变压器耦合
变压器耦合：放大电路前后级通过变压器接连接 变压器耦合：放大电路前后级通过变压器接连接 变压器接
Tr1 R b12 C1 R b22 V1 R e1 R b21 Cb R e2 V2 Tr2
＋UCC
RL
＋
uo
－
＋
＋
ui R b11
变压器耦合
C e2
－
第一级 第二级
变压器耦合放大电路（共射-共射）
变压器耦合特点： 变压器耦合特点： 优点： 优点： 1.直流工作点设置独立(线圈短路) 前后隔离。 1.直流工作点设置独立(线圈短路)，前后隔离。 直流工作点设置独立 2.阻抗匹配（等效输出电阻变小,等效负载电阻变大） 2.阻抗匹配（等效输出电阻变小,等效负载电阻变大） 阻抗匹配
N1 2 RL ' = ( ) RL N2
c1
b2
rbe2
e2
& βI b1
Rc1
& I b2 & βI b 2
R e2
＋
& Uo
RL
－
－
Ri2 c2
Ri 2 = rbe 2 + (1 + β )( Re 2 // RL )
& = A ⋅ A ≈ A = − β ( Rc1 // Ri 2 ) Au & u1 &u 2 &u1 rbe1 + (1 + β ) Re1
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如何设置合适的静态工作点？
稳压管 伏安特性
小功率管多为5mA
由最大功耗得出
必要性？
rz＝Δu /Δi，小功率管多为几欧至二十几欧。 UCEQ1太小→加Re（Au2数值↓）→改用D→若要UCEQ1大 ，则改用DZ。
NPN型管和PNP型管混合使用
问题的提出： 在用NPN型管组成N级 共射放大电路，由于 UCQi＞ UBQi，所以 UCQi ＞ UCQ(i-1）（i=1～N）， 以致于后级集电极电位 接近电源电压，Q点不合 适。
第十讲 多级放大电路的耦 合方式及分析方法
对耦合电路要求：
常见耦合方式有：直 接耦合、阻容耦合、 变压器耦合、光电耦 合等。
耦合电路： 静态：保证各级Q点设置 要求 波形不失真
动态: 传送信号
减少压降损失
1. 直接耦合
既是第一级的集电极电阻， 又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的 信号，便于集成化， Q 点相互影响，存在零点 漂移现象。 第一级 第二级 输入为零，输出 产生变化的现象 称为零点漂移
+
+
ui +
A1
Ri1 Ri
Ro 1 uo 1
+
uo 1 -
Ri2
A2 Ro 2
uo 2
+
+
uo +
RL
Ro
负载
+
+
ui +
A1
Ri1 Ri
Ro 1 uo 1
+
uo 1 -
Ri2
A2 Ro 2
uo 2
+
+
uo +
RL
Ro
负载
2. 输入电阻 3. 输出电阻
Ri Ri1
Ro Ron
注意：在算前级放大倍数时，要把后级的输入阻抗作为 前级的负载！
UCQ1 （ UBQ2 ） ＞ UBQ1
UCQ2 ＜ UCQ1
直接耦合放大电路的 优点： •点：
各级放大器静态工作点相互影响。 •输出温度漂移严重。
2.阻容耦合
利用电容连接信号 源与放大电路、放大 电路的前后级、放大 电路与负载，为阻容 耦合。 有零点漂移吗？
①共射、共射；②共集、共射
当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、 电位的变化会逐级放大。
如何设置合适的静态工作点？
Q1合适吗？ 对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？ 二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多个二极管吗？
2 I N ' RL l2 RL ( 1 ) 2 RL Ic N2
实现阻抗变换
二、多级放大电路的动态分析
1.电压放大倍数
n U U U U o o1 o2 o A A u uj U U U U j 1 i i i2 in
对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值 大，最大不失真输出电压大。
分析举例
( R3 ∥ Ri2 ) A u1 rbe1 (1＋ 2 ) ( R6 ∥ RL ) A u2 rbe2 (1＋ 2 ) ( R6 ∥ RL ) A A A
u u1 u2
Ri2 R5 ∥[rbe 2 (1 2 )(R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥rbe1
R3 ∥ R5 rbe2 Ro R6 ∥ 1
讨论
放大电路的选用
按下列要求组成两级放大电路：
• ① Ri＝1～2kΩ，Au 的数值≥3000；
• ② Ri＝100～200kΩ，Au的数值≥150；
共射电路 共集电路
优点：Q点相互独立，温度漂移小。 缺点：不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不 能集成化。
3.变压器耦合
可能是实际的负载，也 可能是下级放大电路
理想变压器情 况下，负载上获 得的功率等于原 边消耗的功率。
2 ' 2 P P ， I R I 1 2 c L l RL
从变压器原 边看到的等 效电阻