两级阻容耦合级间电压串联负反馈放大电路设计

课程设计题目：两级阻容耦合级间电压串联负反馈放

大电路设计

课程：高频电子线路课程设计

学生姓名：刘奋奕

学号：11101072021

院系：物理与机电工程学院

专业班级：11电子信息科学与技术（2）班

指导教师姓名及职称：周永明教授

洪远泉实验师

两级阻容耦合级间电压串联负反馈放大电路设计

1.概述

放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，成为阻容耦合方式。由于电容对滞留的阻抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各极之间的直流通路各不相痛，各级的静态工作点相互独立，求解或实际调试Q点时可以按单级处理，所以电路的分析，实际和调试简单易行，而且，只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以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的到非常广泛的应用。

其优点是由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，独立估算；电路的分析、设计和调试方便；电容对交流信号几乎不衰减；缺点是低频特性变差；大电容不易集成。

同时，负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价

的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。

2.两级阻容耦合及负反馈放大电路系统设计

2.1原理分析

阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路如图1所示。

图1阻容耦合整体原理图

图1是一个曲型的两级阻容耦合放大电路，有两个共射放大电路组成。由于耦合电容

1C 、2C 、C 5的隔直流作用，各级之间的直流工作状态是完全独立的，因此可分别单独调整。

但是，对于交流信号，各级之间有着密切的联系，前级的输出电压就是后级的输入信号，因此两级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积u2u1u A A A ⋅=，同时后级的输入阻抗也就是前级的负载。为了减少电路损耗，第一级的静态工作点应选择的低一些，这样I C1电流的适当减小，就可以减少电路损耗。第二级的静态工作点选择的高一些，放大电路

的的非线性失真将得到改善。为了改善放大器性能，电路中引入了两级交流电压串联负反馈（R f ）。这样，电路即可以稳定输出电压又可以提高输入电阻。

2.2 两级放大器静态分析

多级放大电路各级的静态值也是利用其直流通路来求解。对于直接耦合放大电路而言，应写出直流通路中各个回路的方程，然后求解。而对于阻容耦合放大电路，因其各级之间的直流通路各不相通，各级的静态工作点相互独立，求解静态值时可按单级处理

因耦合有隔直作用，故各级静态工作点相互独立，只要按照单管基本放大器的分析方法，逐级计算即可。 静态工作点表达式： 第一级：

第二级：

2.3 两级放大电路的动态分析

2.3.1中频电压放大倍数的计算.

多级放大电路的电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积。 电压放大倍数

u2u1u A A A ⋅=

单级共射基本放大器的电压增益为：A u=

Re

)1()

//(ββ++rbe Rl Rc

特别提示: 后级的输入电阻是前级的负载, 前级的输出电阻是后级的信号源内阻.

⎪⎪⎪

⎩⎪

⎪⎪⎨⎧-==-=c CQ CC CEQ BQ CQ b

BEQ BB BQ

R I V U I I R U V I β⎪⎪⎪

⎩⎪

⎪⎪⎨⎧-==-=c CQ CC CEQ BQ CQ b

BEQ BB BQ

R I V U I I R U V I β

2.3.2 输入电阻的计算

放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级获取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。

放大器的输入电阻i R 是向放大器输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压i u 和输入电流i i 之比，如图2所示，即：i

i

i i u R =。

图2 输入电压

2.3.3输出电阻Ro

放大器输出电阻o R 是将输入电压源短路时，从输出端向放大器看进去的等效电阻.放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。

i

i

i I U R =1-'=

-'==

i

i i

i i i i i U U R R U U U I U R

图3 输出电阻

2.3.4 两级放大的电路的频率响应

此法用于精度要求不高从简从快得情况。首先测出中频电压增益u A ，然后增大或降低频率，将增益下降到中频增益的0.707倍（按分贝算即下降3db ），测出此时所对应的上下限频率，H f 与L f 之差就称为放大电路的通频带。即：

L H 7.0f f f -=∆

幅频特性。阻容耦合放大器中因有电抗元件存在，放大倍数随信号频率而变，高、低频段的放大倍数均会降低。已知两级放大器总的电压放大倍数是各级放大倍数的乘积，则其对数幅频特性之和，即

20l g ︱Au ︱=20l g ︱A U1︱+ 20l g ︱A u2︱

相频特性。放大电路相位移之和。

21ϕϕϕ+=

若两级放大器中各级的下限截止频率分别为f L1,f L2，上线截止频率分别为f H1， f H1，则两级放大器与单级放大器的频率响应存在如下近似关系： f L =1.1

2122l f L f +

2

1

111.112

2H f H f fH += 2.4负反馈对放大器性能的影响

2.4.1 在两级阻容耦合放大器电路的基础上，加接一个反馈电阻Rf ，如图3所示，构成电