组合放大电路的耦合与增益(第14讲)2014
第14讲 互补输出级
1. 互补输出电路基本电路
T1:NPN T2:PNP T1、T2特性理想对称。
静态: T1、T2均截止,UB=UE=0。
动态: ① ui正半周,电流通路为:
+VCC→T1→RL→地, uo = ui ② ui负半周,电流通路为:
第十一讲 互补输出级
回顾
1、零点漂移:输入电压为零而输出电压不为零, 且缓慢变化的现象
2、抑制温度漂移的方法
(1) 电路中引入直流负反馈(加Re)。 (2)采用温度补偿。(用热敏元件抵消温度的 变化, 如:二极管、热敏电阻) (3)采用差分放大电路。(用特性相同的两只管 子,使其温漂相互抵消)
3、长尾式差分 放大电路
② 差模放大倍数、共模放大倍数、输出电阻与输出方式有关:
双端:Ad
(Rc ∥ RL Rb rbe
2)
AC 0
Ro 2Rc
单端: Ad
1 2
(Rc∥RL ) Rb rbe
Ac
Rb
(Rc∥RL ) rbe 2(1 )Re
Ro Rc
③ 双端输入时无共模信号输入,单端输入时有共模输入。
地→ RL → T2 → -VCC,uo = ui 两只管子交替工作,两路电源交替供电,双向跟随。
互补输出电路的交越失真 消除失真的方法:设置合适的静态工作点。
2. 消除交越失真的互补输出电路
如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通,那么当有信号输入时两只管子 中至少有一个导通,因而消除了交越失真。
6. 单端输入、单端输出方式
多级放大电路和组合放大电路
多级放大电路和组合放大电路
一般来说, 单级放大电路并不能同时满足多个性能指标 的要求,因此, 实际的放大器都是由若干单级放大电路连 接而成的多级放大电路, 其方框图如下。
信号源 输入级 中间级 末前级 输出级 负载
1.1 多级放大电路
1.多级放大电路的耦合方式 (1)阻容耦合
优点: ①各级电路的直流工作
总输出电阻
Ro
Ro2
R6
//
rbe2 R3 /
1 2
/ R5
rbe2 R3
1 2
0.118k
1.2 组合放大电路
1.复合管 (1)复合管的组成原则
在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路, 且均工作在放大区。为了实现电流放大,应将第一只管的集电 极或发射极电流作为第二只管子的基极电流。
1 1 rbe2 rbe1
Au
2 (Rc / / RL )
rbe2
Ri Rb / / rbe1 1 1 rbe2
Ro Rc
模拟电子技术
(2)复合管的主要参数 ●电流放大倍数 复合管的电流放大倍数 12
1、2 分别为两个晶体管的电流放大倍数
●电阻 rbe
对(a)(b)所示的复合管,有 rbe rbe1 (1 1)rbe2
对(c)(d)所示的复合管,有 rbe rbe1
2. 复合管放大电路的分析
分析方法有两种:其一,可将复合管等效为单个晶体管。 其二、可将复合管视为两个晶体管,画出微变等效电路,进行 交流分析。
UBQ1 UBEQ1 3 0.7
IEQ1
R4
1
2.3
0.2mA
1 1 50
mA 1mA
20μA
模拟电子技术14放大电路的频率特性
Ri
rb'e rbe
1
jRC
1
'
(gmR'L )
jRC '
Ausm
1
1
jRC '
Ausm 1 1 j
f
fH
1
fH 2RC'
幅频特性和相频特性
20
lg
Aush
20 lg Ausm
20 lg
1 ( f )2 fH
-180 - tg-1
f fH
f fH时,20 lg Aush 下降3dB, -225;
可见共基截止频率远大于共射 截止频率,故共基放大电路常 作为宽频带放大电路。
共基截止频率
8.3.4 晶体管的频率参数
f
共射截止频率
β 0
1 j f
f
2
1 r b'e (C
C )
f
f 共基截止频率
fT 特征频率
使 1时的频率为fT fT f 0 f
Cob (Cμ ) 集电结电容
8.4 单管共射放大电路的频率响应
从物理概念可以解释随着频率增加,β将
下降。
Ic Ib
U ce 0
Uce=0是指一定条件下,在等效电路中可将c-e间 交流短路,得到等效电路如下图所示。
因为K=-gmR’L=0,所以C’π=Cπ+Cμ。
由
Ib
U
b'e
[
1 rb'e
+
j(Cπ
Cμ
)]
U
b'e
(
1 rb'e
+
jC 'π
)
Ic gmU b'e U b' e jCμ gmU b'e
多级放大电路的耦合方式及分析方法
多级放大电路的耦合方式及分析方法1.直接耦合:直接耦合是最简单的一种耦合方式,也是最常见的一种。
每个放大器级之间通过电容连接,将前一级的输出直接连接到后一级的输入。
这种耦合方式的优点是频率响应良好,但缺点是容易造成直流偏置漂移和破坏后一级放大器的输入电阻。
2.电容耦合:电容耦合是另一种常见的耦合方式。
每个放大器级之间通过电容连接,对输入信号进行交流耦合。
这种耦合方式的优点是能够消除直流偏置漂移和不同级之间的彼此干扰,但缺点是频率响应不如直接耦合。
3.变压器耦合:变压器耦合是一种较为复杂的耦合方式,通过变压器将前一级的输出信号耦合到后一级的输入。
这种耦合方式的优点是能够提供良好的频率响应和隔离性能,但缺点是成本较高。
4.共射耦合:共射耦合是一种基于晶体管的放大电路中常见的耦合方式。
在共射放大器中,前一级的输出信号通过电容耦合到后一级的输入,同时通过电阻进行直流偏置。
这种耦合方式的优点是能够提供较高的电压放大倍数和较好的频率响应,但需要额外的直流偏置电路。
在进行多级放大电路的分析时,根据所使用的耦合方式和电路结构的不同,可以使用不同的方法进行分析。
1.直流偏置分析:对于使用直接耦合或电容耦合的多级放大电路,需要进行直流偏置分析以确定各级的工作点。
这可以通过分析电路中的直流电路和使用KVL和KCL等电路分析方法来实现。
2.小信号等效电路分析:在确定了各级的工作点之后,可以将电路抽象为小信号等效电路进行分析。
在这种分析方法中,需要将电路中的非线性元件(如晶体管)线性化,并对输入信号进行小幅度近似。
3.频率响应分析:使用小信号等效电路进行分析时,可以得到电路的增益-频率特性,即频率响应。
这可以通过绘制幅频特性和相频特性图来实现,从而评估电路的低频和高频性能。
4.输入/输出阻抗分析:在进行多级放大电路的分析时,还需要考虑输入和输出阻抗。
这可以通过绘制输入和输出阻抗特性图来实现,从而确定电路的匹配性能和信号传输能力。
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。
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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。
【专业知识】》【放大电路之间的耦合】
【专业知识】》【放大电路之间的耦合】
多级放大电路的连接,产生了单元电路间的级联问题,即耦合问题。
放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输,且保证各级的静态工作点正确。
直接耦合——耦合电路采用直接连接或电阻连接,不采用电抗性元件。
直接耦合电路可传输低频甚至直流信号,因而缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放大电路。
阻容耦合和变压器耦合——级间采用电容或变压器耦合。
电抗性元件耦合,只能传输交流信号,漂移信号和低频信号不能通过。
1.阻容耦合放大电路
如图1所示。
两级间的连接通过耦合电容C将前级的输出电压家在后级的输入电阻上。
由于电容的隔直作用,两级放大电路的静态工作点互不相关,各自独立。
多级放大电路的电压放大倍数为各级电压放大倍数的剩积。
但在计算每一级的电压放大倍数时,必须考虑前后级之间的相互影响。
2.直接耦合放大电路
(1)放大电路静态工作点的相互影响
接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响,这是构成直接耦合多级放大电路时必须要加以解决的问题。
如果将基本放大电路去掉耦合电容,前后级直接连接,如图2所示。
于是
VC1=VB2
VC2= VB2+ VCB2>VB2(VC1)
这样,集电极电位就要逐级提高,为此后面的放大级要加入较大的发射极电阻,从而无法设置正确的工作点。
这种方式只适用于级数较少的电路。
(2) 零点漂移
零点漂移是三极管的工作点随时间而逐渐偏离原有静态值的现象。
产生零点漂移的主要原因是温度的影响,所以有时也用温度漂移或时间漂移来表示。
工作点参数的变化往往由相应的指标来衡量。
多级放大器的耦合方式
多级放大器的耦合方式多级放大器是一种经典的电路,它可以放大信号的幅度,在电子领域中被广泛应用。
放大器可以分为单级放大器和多级放大器。
多级放大器可以有效提高信号的放大倍数,因此有很多时候它在电子设备中被广泛应用。
因此,了解多级放大器的耦合方式对于电子工程师来说是非常重要的。
一、多级放大器的基本概念多级放大器是由多个单级放大器组成,经过耦合,以放大信号的幅度。
它由多个放大器级联而成,每一级放大器都会给后一级放大器提供输入信号,以放大信号的幅度。
多级放大器可以大大提高放大倍数,通过增加放大级数,可以更好的控制信号的放大倍数。
此外,多级放大器还可以提高放大器的频率响应,使放大器的效果更好。
二、多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式有多种,可以根据实际情况选择不同的耦合方式。
1. 直接耦合方式直接耦合方式是指将上一级放大器的输出信号直接连接到下一级放大器的输入端,以实现耦合。
直接耦合方式的优点是简单,易于实现,但是它有一个缺点,就是会存在失真问题,因为在直接耦合的过程中,会有一些电容消耗,这会导致信号失真。
2. 变压器耦合方式变压器耦合是指通过变压器将上一级放大器的输出信号耦合到下一级放大器的输入端,以实现耦合。
变压器耦合方式的优点是可以减少失真,因为变压器可以抑制信号失真的电容消耗的影响,但是变压器耦合方式的缺点是需要使用一些复杂的电路,以及在实现耦合的过程中,需要消耗一些功率。
3. 单端耦合方式单端耦合是指将上一级放大器的输出信号耦合到下一级放大器的输入端,同时,上一级放大器的负输出连接到下一级放大器的负输入端,以实现耦合。
单端耦合的优点是可以减少失真,因为它可以抑制信号失真的电容消耗,但是它的缺点是需要消耗更多的功率,以及需要使用更复杂的电路。
三、多级放大器的应用多级放大器是在电子设备中被广泛应用的,它可以应用于多种领域,如扬声器、电视、收音机等电子设备,并且可以用于视频传输、数据通信、无线电台等场合。
多级放大电路之间的耦合方式
多级放大电路之间的耦合方式你知道吗?多级放大电路之间的耦合方式就像是咱们生活中的一张无形的“网”,它将一个个放大器串联在一起,让电信号可以顺利流通,互相协作,像是一个大型的乐队,各种乐器奏出和谐的旋律。
不过呀,要是耦合方式不对,那就像是乐手们各吹各的,指挥都懒得举手了,最后只剩下杂乱无章的噪音。
所以,今天就聊聊这些“耦合方式”,究竟是哪种方式能够保证电路的高效工作,像调皮的电流通过这些电路的时候,怎么才能不打结。
先说说最常见的“直接耦合”。
嗯,说实话,直接耦合就像你和朋友在一起,根本不需要任何的“中介”。
电流从前面的放大器直接传递到后面的放大器,中间不穿任何“中间人”。
想想看,感觉是不是挺直接、清爽的?它不需要额外的电容或者变压器来帮助信号“过桥”,直接通过导线连接,干脆又简洁。
不过,也有缺点,就是它可能会让直流成分进入下一级,这就可能让后面的电路“吃不消”。
所以呢,虽然直接耦合简单,但也得看情况,不能盲目乐观。
然后,就是“电容耦合”啦!这就像是通过“中介”来交流,直接“搭桥”可能不行,那就请个电容来做“搬运工”。
这时候,电流的交流成分可以顺利通过,但直流成分会被电容“拦住”,不让它跑到下一阶段。
这种耦合方式特别适合那些需要隔离直流信号的场合。
简单来说,电容耦合的优势就在于它能避免直流信号对后级电路造成不必要的干扰。
举个例子,就像你想要传递一段信息,但不希望那些冗杂的背景噪音跟着一起乱跑,电容就是这个“隔音墙”,确保只有需要的信号通过。
再来讲讲“变压器耦合”,这可是一种比较老派的耦合方式了。
就像是用变压器做的“中继站”,信号经过变压器的二次侧后,可以获得“电压放大”或者“电流放大”的效果。
变压器有一个大优点,那就是能隔离不同的电路部分,防止“地回路”产生干扰。
比如说,你的电路和电源系统共用一个地线,这可能会引发不必要的噪音,变压器就能帮你把这些地线上的干扰“屏蔽”掉。
听上去是不是很高大上?不过,变压器耦合也有局限性,它的体积比较大,成本也不低。
多级放大电路常见耦合方式
多级放大电路常见耦合方式多级放大电路呀,就好比是一场接力赛跑。
在这场赛跑中,不同的耦合方式就是不同的接力棒传递方法啦。
咱先来说说直接耦合吧。
这就像是一个运动员直接把接力棒递给下一个人,中间没有任何停顿和干扰。
它的优点可不少呢,能让信号很好地从一级传到下一级,而且频率特性也不错哦。
但它也有个小缺点,就好比运动员之间贴得太紧,可能会互相影响,容易导致一些直流信号也被传过去啦。
再看看电容耦合呀。
这就好像是运动员之间用一个轻巧的弹簧连着接力棒,既能把棒传过去,又能避免一些不必要的干扰。
它可以很好地隔离直流信号呢,让各级电路能更独立地工作。
但是呢,它也不是完美的呀,在传递高频信号的时候可能就没那么给力啦,就像弹簧有时候也会不太灵活一样。
还有变压器耦合呢。
这就如同运动员之间通过一个神奇的魔力环来传递接力棒。
它能实现阻抗变换,让信号传输更顺畅,而且还能起到隔离的作用呢。
不过呢,它也有自己的小脾气哦,体积大呀,成本也相对高一些,就像是那个魔力环不太好携带一样。
每种耦合方式都有它的特点和用处呀,就像不同的工具在不同的场合能发挥最大的作用。
我们在设计多级放大电路的时候,就得根据具体的需求来选择合适的耦合方式啦。
是要信号传输得毫无阻碍呢,还是要更好地隔离直流,或者是要实现特殊的阻抗变换呢?这都得好好琢磨琢磨呀。
比如说,要是我们想要一个电路能对各种频率的信号都能很好地放大,那可能直接耦合就比较合适啦。
但要是我们不希望直流信号捣乱,那电容耦合就是个不错的选择呢。
要是遇到需要阻抗变换的情况,那变压器耦合可就派上用场啦。
总之呢,多级放大电路的耦合方式就像是一个魔法箱,里面装满了各种神奇的工具,我们要学会巧妙地运用它们,才能让我们的电路变得超级厉害呀!这可不是随便说说的哦,只有真正理解和掌握了这些耦合方式,才能在电子世界里畅游无阻呀!。
模电清华--多级放大电路的耦合方式及分析方法
P1
P2,I
2 c
RL'
I
2 l
RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
( N1 N2
)2
RL
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
Au
U o U i
U o1 U i
U o2 U i2
U U in
n j 1
Auj
2. 输入电阻 Ri Ri1 3. 输出电阻 Ro Ron
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。
共射电路
共集电路
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?
Q点相互独立。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。
从变压器原 边看到的等 效电阻
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?
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
第14讲 MOS管放大电路
4. 直流输入电阻RGS (109Ω~1015Ω )
二、交流参数 1. 输出电阻rds
vDS rds i D
VGS
NMOS增强型 rds [K n ( vGS
1 VT ) ] i D
2. 工作原理
(2)vDS对沟道的控制作用
预夹断后,vDS 夹断区延长 沟道电阻 ID基本不变
2. 工作原理
(3) vDS和vGS同时作用时
vDS一定,vGS变化时 给定一个vGS ,就有一条不 同的 iD – vDS 曲线。
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程
① 截止区
当vGS <VT 时,导电沟道尚
例:设Rg1=60k,Rg2=40k,Rd=15k, VDD=5V, VT=1V, Kn 0.2mA / V 2 试计算电路的静态漏极电流IDQ和漏源
电压VDSQ 。
解: VGSQ
Rg2 VDD 40 5V 2V Rg1 Rg2 60 40
s
Ri Rg1 // Rg2
增益较低
Ro Rd
很高
vo v o v i Ri Avs Av vS v i v S Ri RS
3. 小信号模型分析 (2)放大电路分析(例5.2.6)
( g m vgs )( R // rds ) vo Av vi vgs g m vgs ( R // rds )
1. 直流偏置及静态工作点的计算
(2)带源极电阻的NMOS共源极放大电路
VGS VG VS
[ Rg2 Rg1 Rg2 (VDD VSS ) VSS ]
多级放大电路的耦合方式
多级放大电路的耦合方式
多级放大器在电路中由多个逐级放大器组成,它们之间有耦合回路将放大结果垂直传递。
耦合方式包括:
(1)直接耦合:将一个放大器的输出量程直接连接到另一个放大器的输入端上,称为直接耦合。
直接耦合在多级放大电路中,使得一级放大器的输出直接连接到另一级放大器的输入结果,通过放大器的多次耦合,可以锁定受控对象的电场和磁场,使得受控对象承受巨大的驱动力,可以使其产生快速、大范围的变化,从而实现控制目标。
(2)变压器耦合:用变压器耦合将一个放大器的输出以变化的电压连接到另一个放大器的输入上,可以解决输入放大器的均衡负载问题,同时可以将另一个放大器的输出波形连接到另一个输入级,以提供稳定的信号输出。
(3)电容耦合:电容耦合是指使用电容的方式连接放大器的输出和输入,电容耦合能够稳定输入信号的大小,同时可以将放大器输入级和放大器输出级共享一个整体回路,使用电容耦合可以省略耦合网络,减少对空间的占用,而电容耦合也为放大器功能提供了诡计传输,使系统更加稳定。
组合放大电路
连接称为级间耦合,常见的级间耦合方式有: 级间耦合,常见的级间耦合方式有: (1) 阻容耦合 (3)变压器耦合 (2)直接耦合 (4)光电耦合
不管采用何种耦合方式,都必须保证:各级都有合适的静态工作点; 管采用何种耦合方式,都必须保证:各级都有合适的静态工作点; 前级的输入信号能顺利的传送到后一级的输入端。 前级的输入信号能顺利的传送到后一级的输入端。 重庆工学院电子学院
模拟电子技术模拟电子技术原理图b交流通路462共集共集放大电路模拟电子技术模拟电子技术462共集共集放大电路复合管的主要特性两只npn型bjt组成的复合管两只pnp型bjt组成的复合管be2模拟电子技术模拟电子技术462共集共集放大电路复合管的主要特性pnp与npn型bjt组成的复合管npn与pnp型bjt组成的复合管be1模拟电子技术模拟电子技术462共集共集放大电路
两只NPN型BJT组成的复合管 型 两只 组成的复合管
两只PNP型BJT组成的复合管 两只 型 组成的复合管
rbe=rbe1+ (1+ β1 ) rbe2 +
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4.6.2 共集 共集放大电路 共集—共集放大电路
1. 复合管的主要特性JT组成的复合管 与 型 组成的复合管
重庆工学院电子学院
二、直接耦合
《模拟电子技术》 模拟电子技术》
将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端, 将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端,称为直接耦合
特点: 特点: 1.各级之间直流通路相连,静态工作点相互影响,给电路的 各级之间直流通路相连,静态工作点相互影响, 分析、设计和调试带来一定困难( 分析、设计和调试带来一定困难(当然可通过运用计算机辅助分析 软件解决之); 软件解决之); 2.具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号; 具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号; 3.电路中没有大电容易于制成集成放大电路; 电路中没有大电容易于制成集成放大电路; 直接耦合放大电路静态工作点的设置 4.存在零点漂移现象。 存在零点漂移现象。 重庆工学院电子学院
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
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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。
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多级放大电路是一种经典的电子电路设计,用于增强电信号的幅度。
在多级放大电路中,不同的耦合方式将会影响电路的性能和特性。
本文将详细分析三种常见的多级放大电路耦合方式:直耦合、电容耦合和变压器耦合,并讨论它们的优缺点。
1.直耦合(直接耦合):直耦合是一种常见的多级放大电路耦合方式,用于将信号从一个放大阶段传递到下一个放大阶段。
在直耦合中,两个放大器级别之间通过一个电容器连接。
该电容器的作用是阻隔直流电,允许只有交流信号通过。
这种耦合方式的特点是频率响应平坦,不容易干扰。
优点:-频率响应平坦:直耦合电路对频率的响应相对平坦,可以在较宽的频率范围内传递信号。
-高传输效率:直耦合电路可以通过最大化输入和输出阻抗的匹配来实现高传输效率。
缺点:-直耦合电路需要使用较大的电容器,以保持频率响应的平坦性。
这会增加成本和尺寸。
-直耦合电路对直流电耦合非常敏感。
如果输入或输出阶段的直流偏移或偏压波动,可能会导致输出信号失真或损坏。
2.电容耦合:电容耦合是另一种常见的多级放大电路耦合方式,用于将信号从一个放大阶段传递到下一个放大阶段。
在电容耦合中,两个放大器级别之间通过一个电容器连接。
与直耦合不同,电容耦合通过一个较小的电容器传递信号,并通过该电容器实现阻隔直流电的作用。
优点:-电容耦合电路相对简单、成本较低。
-电容耦合电路不容易受到直流偏移和偏压的影响。
缺点:-电容耦合电路的频率响应相对有限,存在低频截止频率。
这意味着电容耦合电路对低频信号的放大程度受限。
-电容耦合电路对输入和输出的阻抗匹配要求较高。
如果输入或输出阻抗不匹配,可能会导致频率响应失真。
3.变压器耦合:变压器耦合是一种较少使用的多级放大电路耦合方式,主要用于高功率和高频率的电路。
在变压器耦合中,两个放大器级别之间通过一个变压器连接。
通过变压器的电感和互感耦合作用,信号可以在不同的放大器级别之间传输。
优点:-高功率传输:变压器耦合电路可以实现高功率传输,适用于需要较大功率的应用。
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在多级放大电路中,耦合方式是决定各级放大器之间信号传递方式的重要因素。
常见的耦合方式包括直接耦合、自耦合和无耦合。
直接耦合是最基本的耦合方式,它通过直接连接各级放大器的输出和输入节点来实现信号的传递。
直接耦合具有简单、工作频带宽广的优点,但也存在着直流偏置稳定性差、频率特性不平坦等缺点。
直接耦合的分析方法主要是通过直流静态工作点和交流中小信号分析来进行。
自耦合是一种通过变压器来实现的耦合方式。
自耦合可以提供不同的耦合系数,从而实现不同的放大倍数。
自耦合具有结构简单、直流偏置稳定、抗干扰能力强等优点,但也存在着相位变化大、频带限制等缺点。
自耦合的分析方法主要是通过变压器的等效电路模型和放大器特性来进行。
无耦合是一种通过电容和电感等被动元件来实现的耦合方式。
无耦合可以实现信号的隔离和频带补偿,提高整个电路的带宽。
无耦合具有带宽扩展、低频性能好的优点,但也存在着结构复杂、特性设计难度大等缺点。
无耦合的分析方法主要是通过电容和电感的特性,以及频率响应和相位特性的分析来进行。
在多级放大电路的分析中,可以采用以下步骤来进行:1.确定电路结构和耦合方式:根据具体的要求和约束条件,选择合适的电路结构和耦合方式。
2.确定放大器的工作点:通过分析电路中的元件特性和电路的工作条件,确定各级放大器的直流静态工作点。
3.进行交流分析:通过交流小信号模型,分析电路的频率响应和增益特性。
可以采用频率响应曲线、幅频特性和相频特性等方法来分析。
4.进行稳定性分析:通过稳定性分析方法,判断电路是否稳定。
可以采用稳定性判据、极坐标图等方法来分析。
5.进行设计和优化:根据分析结果,设计和调整电路的参数和元件值,以满足给定的要求和性能指标。
总之,多级放大电路的耦合方式和分析方法是多样化的,可以根据具体的要求和约束条件来选择合适的方式和方法。
通过合理的设计和分析,可以改善电路的性能和可靠性,满足不同应用的需求。
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Ri Ri1 RB //[rbe1 (1 1)(RE2 //RL1)]
570 //[2.36 (1100)(5.6//1.52)] 101k
Ro
Ro3
RE 2
//
(RB
// RS3 )
1 3
rbe3
5.6 //
2.36 570 // 1100
5
73
31
+EC
RB
R1 RC
RB
C1
RL1 Ri2 R1 // R2 // rbe2 1.52k
RS3 Ro2 RC 5k
R'L3 RE2 //RL
RL2 Ri3 RB //[rbe3 (1 3 )R'L3 ]
30
+EC
RB
R1 RC
RB
C1
C2
T1
C3 T2
T3 C4
RS
us
ui RE2
R2 RE1
CE
RE2
RL uo
1. 求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。
+EC
R1 RC
C2
C1
Au
1
R'L rbe1
93
Ri = R1// R2// rbe1
T1
RS us
ui
R2 RE
RL CE
Ri
=1.52 k
uo
Aus
Au
Ri Ri RS
93 1.52 6.6 1.52 20
(1) 由于RS大,而Ri小,致使放大倍数降低;
93 1.52 1.52 20
6.6
可见输入级接射极输出器后,由于从信号源取 的信号增加,从而可提高整个放大电路的放大
倍数Aus。
28
思考题:若首级接射极输出器、中间级接共射放大 电路、末级接射极输出器,射极输出器和共射 放大电路的参数同前。求该三级放大电路的放
大倍数Au 、 Aus 、 Ri和Ro 。
(5) 总输入电阻 Ri 即为第一级的输入电阻Ri1 。
(6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。
由上述特点可知,射极输出器接在多级放大电
路的首级可提高输入电阻;接在末级可减小输出电
阻;接在中间级可起匹配作用,从而改善放大电路
的性能。
19
例1:放大电路由下面两个放大电路组成。已知
EC=15V ,R1=100k, R2=33k ,
R2 RC2 82k 10k
+UCC (+24V)
R3
Ui 2
RE2
T2
C3
RL 10k
Uo
43k 8k
CE
微变等效电路:
ib1
Ri2
ib 2
RS
Ui
US
rbe1 R1 RE1
ib1
R2 R3 rbe2
ib 2
RL
RC2 UO
Ri
Ri 2
R 15 o
1. Ri = R1 //[ rbe1 +( +1)RL1']
C2
T1
C3 T2
T3 C4
RS
us
ui RE2
R2 RE1
CE
RE2
RL uo
RL1 Ri2 R1 // R2 // rbe2 1.52k
Au1
(1 1)RE2 // RL1 rbe1 (1 1)RE2 // RL1
101 5.6 // 1.52 2.36 101 5.6 // 1.52
0.98
7
2. 变压器耦合
变压器耦合放大电路如图所示。这种耦合电路的
优点是:级间无直流通路,各级Q独立;变压器具有
阻抗变换作用,可获最佳负载; 缺点是:变压器造价高、体积大、不能集成,其应用 受到限制;对低频和高频信号,放大效果不理想。
8
3. 直接耦合
多级放大电路中各级之间直接(或通过 电阻)连接的方式,称为直接耦合。
其中: RL1= RE1// Ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe2=RE1//RL1 = RE1//Ri2 27 // 1.7 1.7k
Ri =1000//(2.9+51×1.7) 82k
2. Ro = RC2= 10k
ib1
RS
Ui
US
rbe1
ib1
R1
RE1
ib 2
R2 R3 rbe2
光电耦合。
5
对耦合电路要求:
耦合电路:
静态:保证各级Q点设置
要求 动态: 传送信号
波形不失真 减少压降损失
6
1. 阻容耦合
多级通过电容和电阻将信号由一级传输到另一级的方 式称为阻容耦合。图示电路是典型的两级阻容耦合放大 电路。 优点:耦合电容的隔直通交作用,使两级Q相互独立, 给设计和调试带来了方便; 缺点:放大频率较低的信号将产生较大的衰减,加之不 便于集成化,因而在应用上也就存在一定的局限性。
ib1
r R2 R3 be2
Ri
Ri 2
ib2
UO
RC2 RL
R 18 o
多级阻容耦合放大器的特点:
(1) 由于电容的隔直作用,各级放大器的静态工作 点相互独立,分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。
关键:考虑级间影响。R1
1M
R2 RC2 C2 82k 10k
+UCC (+24V)
C1
方法:
RS
Ri2 = RL1 20k Ui
Uo1 Ui2 US
Uo1
T1 RE1
T2 C3
Ui 2
R3 RE2
RL 10k
Uo
27k 43k 8k
CE
Ri2
13
1
Aus
Uo Us
Uo Ui2
Uo1 Us
Ri Rs
第四章 组合放大电路
§ 4.1 一般组合放大电路
4.1.1 组合放大电路的级间耦合
4.1.2 组合放大电路的增益
4.1.3 共源-共射放大电路
4.1.4 共射-共基-共集放大电路
§ 4.2 差动放大电路
4.2.1 基本差动放大电路
4.2.2 双电源长尾式差放
4.2.3 恒流源式差放电路
4.2.4 差放电路的几种接法
即:当RL由5k变为1k时,放大倍数降低到原来的92.3%。
2. 输出不接射极输出器时的带负载能力: RL=5k 时: Au=-93 RL=1k 时: Au=-31 放大倍数降低到原来的30%
可见输出级接射极输出器后,可稳定放大倍数Au。 26
3. 若信号经射极输出器后,再经放大电路一输出,
求放大倍数Aus 。
3
4.1.1 组合放大电路的级间耦合
多级放大电路内部各级之间 的连接方式称为耦合方式。常 用的耦合方式有阻容耦合方式、 直接耦合方式、变压器耦合方 式和光电耦合方式等。
4
• 多级耦合放大电路
输
第一级
入
放大电路
第二级
……
放大电路
功放级
输
第n级
出
放大电路
第 n-1 级
放大电路
耦合:即信号的传送。
耦合方式:直接耦合;阻容耦合;变压器耦合;
R1 1M C1
RS
R2 C2 82k
T1
RC2
(+24V) 设: 1=2=50,
10k
rbe1 = 2.9k ,
C3 T2
RL
rbe2 = 1.7 k
求:Aus、Ri、Ro
20k Ui US
RE1 R3
RE2
27k 43k 8k
10k Uo
CE
前级
后级
12
• 性能分析
1. 静态: Q点同单级。
2. 动态性能:
RE1=2.5k,RC=5k,1=60,;
RB=570k,RE2=5.6k, 2 =100,
RS=20k ,RL=5k
+EC
+EC
R1 RC
C12
C11
T1
RB C21
T2 C22
ui R2 RE1
uo ui
CE
RE2
uo
Ri 放大电路一
放大电路二 20
R1 RC C11
+EC C12
T1
RB C21
RB
C21
T2
RS
us
ui RE2
R1 RC
+EC C12
T1
R2 RE1
uo
CE
Au1=0.98 Ri1=101 k
Ri2 Au2=-93
Ri2=1.52 k 27
Aus
Au1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Au 2
Ri
Ri RS
93 0.98 101 101 20
76
输入不接射极输出器时:
Aus
Au
Ri Ri RS
4.2.5 差动放大电路的传输特性
1
第四章 组合放大电路
§ 4.3 集成运算放大器
4.3.1 集成运放的典型电路 4.3.2 集成运放的主要参数 4.3.3 集成运放使用时应注意问题
2
4.1 一般组合放大电路
在实际工作中,根据电路的 输入输出需要以及为了放大非 常微弱的信号,需要把若干个 基本放大电路连接起来,组成 多级放大电路,以获得更高的 放大倍数和功率输出。
1
5.6 // 2.36 570 // 5 73 1 100
Ri Ri1 R1 // R2 // rbe1 1.52k