耦合电路详解
耦合电路
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。
在电路中，耦合是什么意思？
在电路中，耦合是什么意思？在电路中，耦合方式存在多级放大电路中，多级放大电路至少有两级或两级以上的单级放大电路级联而成的。
此时，级与级之间的连接就叫做耦合。
级与级之间的连接必须满足些要求。
耦合之后各级电路任然要具有合适静态工作点，确保多级放大电路中信号在级与级之间能够顺利传输，最后就是级与级之间耦合后多级放大电路的性能指标必须符合实际要求。
常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合、光电耦合。
阻容耦合：放大器级跟级之间通过电容连接称为阻容耦合。
其特点，因为电容有隔直作用，所以各级电路的静态工作相互独立、互不影响。
对交流电信号电容具有一定的容抗，如果电容量不够大，信号传输过程会有一定衰减，不太适用于变化缓慢的信号。
虽然阻容耦合放大电路具有体积小重量轻的优势，但是不适合集成。
直接耦合：把级跟级之间直接以导线连接称作直接耦合。
其特点，不仅可以放大交流信号，还可以放大直流信号，同时还能放大变化缓慢的信号。
为了满足各级电路的静态工作点的需求，需要加电位偏移电路。
直接耦合电路还存在两个问题，一是存在各级静态工作点之间相互牵制，二是存在零点漂移。
变压器耦合：放大器级跟级之间以变压器连接称作变压器耦合。
其特点，变压器耦合电路可以通过电磁感应进行交流信号传递。
因为不能传输直流电，所以各级之间的静态工作点是互相不影响的，可以通过计算与调整。
变压器质量大且存在电磁干扰，不利于集成，因此很少用于电压放大电路中。
光电耦合：将发光器件跟光敏器件组装一起，通过关线实现耦合。
因此，有光-电转换器和电-光转换器。
其特点，输入阻抗小、抗干扰能力强、电隔离性能好、安全可靠、响应速度快、体积小、使用寿命长、工作温度范围宽、输入与输出在电气上完全隔离。
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。
详解耦合电路的原理、功能以及种类
详解耦合电路的原理、功能以及种类耦合电路功能和电路种类多级放大器中，每一级放大器之间是相对独立的，要将一级级放大器之间连接起来，级间耦合电路不可缺少。
1.耦合电路功能对耦合电路的要求是，对信号的损耗愈小愈好。
有时，耦合电路不仅起级间的信号耦合作用，还要对信号进行一些处理，主要有以下几种情况。
(1)通过耦合电路将两级放大器之间的直流电路隔离，这是最常用的功能之一。
(2)通过耦合电路获得两个电压大小相等、相位相反的信号。
(3)通过耦合电路对信号的电压进行提升或衰减。
(4)通过耦合电路对前级和后级放大器之间进行阻抗的匹配。
2.耦合电路种类多级放大器中的耦合电路主要有下列几种。
(1)阻容耦合电路中采用电容器进行交流信号的耦合。
这是最常用的耦合电路。
电容器具有隔直通交的特性，在让交流信号耦合到下一级放大器的同时，将前一级的直流电流隔离。
这种电路广泛用于多级交流放大器中。
(2)直接耦合电路中没有耦合元器件。
直接将前级放大器的输出端与后级放大器的输入端相连，这也是一种常见的耦合电路。
直接耦合电路可以用于多级交流放大器中，也可用于多级直流放大器中，在多级直流放大器中必须采用这种耦合电路。
(3)变压器耦合电路中采用变压器作为耦合元件。
变压器也具有隔直通交特性，所以这种耦合电路与电容器耦合电路相似，同时由于耦合变压器具有阻抗变换等特性，所以变压器耦合电路变化形式很丰富。
变压器耦合电路主要用于一些中频放大器、调谐放大器和音频功率放大器的输出级中。
阻容耦合电路工作原理分析与理解前面在介绍多级放大器时已多次讲述了耦合电容，当两级放大器之间采用耦合电容时，两级放大器之间采用阻容耦合电路。
阻容耦合电路由电阻和电容构成，但是在电路中只能直接看出耦合电容，看不到电阻。
可以用如图2-6所示阻容耦合电路的等效电路来说明这种耦合电路的工作原理。
图2-6 阻容耦合电路等效电路1.等效电路分析关于阻容耦合电路等效电路的工作原理主要说明下列几点。
耦合电路
* +
u21 –
di1 u21 = M dt
di1 u21 = M dt
当电流的流入端与该电流引起的互感电压的参考方向 正极端为同名端时，互感电压取正号，反之，取负号。
电
路
理
论
分
析
例
i1
M
i2
i1 + * u1 L1 _
u1 =
+ * u1 L1 _
M L2 *
L1
i2 + u2 _
* + L2 u2 _
时域模型
. I1 ＋ . U1 － jωL1 － . jωM I2 ＋ jωL2 － . jωM I1 ＋ . I2 ＋ . U2
= j L I j MI U 1 1 1 2 U 2 = jL2 I 2 jMI 1
－
相量模型
电
路
理
论
分
析
7．耦合系数
i1同名端进
施感电流与互感电压的参考方向对同名端而 言，是关联的。
这里画的均 为参考方向
电
路
理
论
分
析
u 21 =？ u31 =？
N1 △ *
电流输入端和互感电压正极性端为同名端
△ i2
N2 i3
N3
*
i1
+
u11 –
+ u21 – + u31 –
di1 u11 = L1 dt di1 u21 = M 21 dt di1 u31 = M 31 dt
互感电压对自感电压有增强或削弱的作用
如何判断？
电
路
理
论
分
析
电路耦合效应原理
电路耦合效应原理一、引言在电子领域中，电路耦合效应是指电路中的一个部分对另一个部分产生的影响。
这种耦合效应可以是通过电磁场、电容、电感或其他方式实现的。
电路耦合效应的理解对于设计和分析电路至关重要。
二、电磁耦合效应电磁耦合效应是电路中最常见的一种耦合方式。
当电流通过一个导线时，会在周围产生一个磁场。
这个磁场会影响到附近的导线，从而产生电流。
这种现象被称为电磁耦合效应。
电磁耦合效应可以导致信号的串扰和干扰，从而影响电路的性能。
三、电容耦合效应电容耦合效应是指通过电容器将两个电路连接起来的一种耦合方式。
当信号通过一个电容器时，会在另一个电容器上产生一个电压。
这种现象被称为电容耦合效应。
电容耦合效应可以用于频率选择和信号传输，但也可能导致信号失真和干扰。
四、电感耦合效应电感耦合效应是指通过电感器将两个电路连接起来的一种耦合方式。
当电流通过一个电感器时，会在另一个电感器上产生一个电压。
这种现象被称为电感耦合效应。
电感耦合效应可以用于能量传输和信号隔离，但也可能导致信号衰减和相位差。
五、总结电路耦合效应是电子领域中一个重要的概念，对于电路的设计和分析具有重要意义。
电磁耦合效应、电容耦合效应和电感耦合效应是电路耦合效应的三种常见方式。
了解这些效应的原理和特点，有助于我们正确地设计和分析电路，提高电路的性能和稳定性。
在电子领域中，电路耦合效应是不可避免的。
我们需要根据具体的应用需求，选择适当的耦合方式，并采取相应的措施来减小耦合效应的影响。
通过合理设计和布局电路，选择合适的元件和材料，可以有效地降低电路耦合效应，并提高电路的性能和可靠性。
希望本文对读者对电路耦合效应的理解有所帮助，并在实际应用中起到指导作用。
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
RC（微分、积分、耦合、滤波）电路大总结
RC（微分、积分、耦合、滤波）电路大总结电源联盟---高可靠电源行业第一自媒体在这里有电源技术干货、电源行业发展趋势分析、最新电源产品介绍、众多电源达人与您分享电源技术经验，关注我们，搜索微信公众号：Power-union，与中国电源行业共成长！RC（微分、积分、耦合、滤波）电路大总结引言RC电路在模拟电路、脉冲数字电路中得到广泛的应用，由于电路的形式以及信号源和R，C元件参数的不同，因而组成了RC电路的各种应用形式：微分电路、积分电路、耦合电路、滤波电路及脉冲分压器。
关键词：RC电路。
微分、积分电路。
耦合电路。
在模拟及脉冲数字电路中，常常用到由电阻R和电容C组成的 RC电路，在些电路中，电阻R和电容C的取值不同、输入和输出关系以及处理的波形之间的关系，产生了RC电路的不同应用，下面分别谈谈微分电路、积分电路、耦合电路、脉冲分压器以及滤波电路。
1、RC微分电路如图1所示，电阻R和电容C串联后接入输入信号VI，由电阻R 输出信号VO，当RC数值与输入方波宽度tW之间满足：RC<<tW，这种电路就称为微分电路。
在R两端（输出端）得到正、负相间的尖脉冲，而且发生在方波的上升沿和下降沿，如图2所示。
在t=t1时，VI由0→Vm，因电容上电压不能突变（来不及充电，相当于短路，VC＝0），输入电压VI全降在电阻R上，即VO＝VR＝VI＝Vm。
随后（t>t1），电容C的电压按指数规律快速充电上升，输出电压随之按指数规律下降（因VO＝VI－VC＝Vm－VC），经过大约3τ（τ＝R×C）时，VC=Vm，VO=0，τ（RC）的值愈小，此过程愈快，输出正脉冲愈窄。
t=t2时，VI由Vm→0,相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负的电压Vm开始按指数规律经电阻R放电，刚开始，电容C来不及放电，他的左端（正电）接地，所以VO＝－Vm，之后VO随电容的放电也按指数规律减小，同样经过大约3τ后，放电完毕，输出一个负脉冲。
耦合精选PPT
适宜于大规模集成。缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通
路相连，各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。
（3）变压器耦合。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。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。
2． 光电 效应法
19
内容小结
1．阻容耦合放大器（ ） A 只能传递直流信号 B只能传递交流信号 C交直流信号都能传递 C交直流信号都不能传递
2．直接耦合放大器（ ） A 只能传递直流信号 B只能传递交流信号 C交直流信号都能传递 C交直流信号都不能传
20
1．直流放大器的极间耦合，可以采用变压器耦合。（ ） 2．放大器的输出阻抗是288欧，负载扬声器阻抗是8欧，如果要 实现阻抗匹配，输出变压器的匝数比为6：1。（ ） 3．两级阻容耦合放大器的通频带，比组成它的单极放大器的通 频带宽。（ ） 4. 阻容耦合放大器的电压放大倍数与信号频率有关。( ) 5 多级放大器的级数越多，电压放大倍数越大，通频带越宽。 （）
6
除了电压放大倍数会随频率而改变外，在低频和高频段 ，输出信号对输入信号的相位移也要随频率而改变。所 以在整个频率范围内，电压放大倍数和相位移都将是频 率的函数。电压放大倍数与频率的函数关系称为幅频特 性，相位移与频率的函数关系称为相频特性，二者统称 为频率特性或频率响应。放大电路呈现带通特性。图中fH 和fL为电压放大倍数下降到中频段电压放大倍数的0.707 倍时所对应的两个频率，分别称为上限频率和下限频率 ，其差值称为通频带。 一般情况下，放大电路的输入信号都是非正弦信号，其 中包含有许多不同频率的谐波成分。由于放大电路对不 同频率的正弦信号放大倍数不同，相位移也不一样，所 以当输入信号为包含多种谐波分量的非正弦信号时，若 谐波频率超出通频带，输出信号uo波形将产生失真。这种 失真与放大电路的频率特性有关，故称为频率失真。
互感耦合电路解析
uM2 MI1
uM1 MI2
i uM 2 较 1超前 90
u M 1较 i2 超前 90
用相量表示：
•
U M2
MI190
X M I190
•
U M1
MI290
X M I 290
XM
M
具有电抗的性质，称为互感抗，
单位与自感抗相同，也是
当两个线圈通入电流，所产生的磁通量为相 同方向时，两个线圈的电流流入端（或流出） 为同名端，用符号“• ”或“﹡”标记
互感电压与产生它的电流对同名端的参考方
向一致
u M 1的参考方向
是1正2负
uM 2 的参考方向 是3正4负
互 具有互感的两个线圈串联，有两种连接方
感 式：顺向串联和反向串联 顺向串联: 将两个线圈的异名端连在一起
线
形成一个串联电路，电流均由
两个线圈同名端流入（或流出）
圈
的 串
u LS
其中：
i t
M
、
k
L1L2
其中：L1 L2 分别是线圈1和线圈2中的自感
k 接近于零时——弱耦合
k 近似为1时——强耦合
k =1——两个线圈为全耦合，自感磁通全
部为互感磁通
u M2
21
t
M
i1 t
u M1
12
t
M
i2 t
结论：互感电压与产生它的电流的变化率成正比，与
互感成正比
当两个线圈通过正弦交流电流时，互感
第6章 互感耦合电路
本章内容
3.1 互感 3.2 互感线圈的串联
3.3 变压器
互 感
互感现象：由于一个线圈的电流变化，导致
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。
rc耦合电路原理
rc耦合电路原理小伙伴们！今天咱们来唠唠那个超有趣的RC耦合电路原理。
你可以把RC耦合电路想象成一个超级有默契的小团队。
这里面的R呢，就是电阻，C就是电容啦。
这俩家伙凑在一起，就有了神奇的事情发生。
先来说说电容吧。
电容这个小调皮啊，就像是一个能够储存电能的小仓库。
它有两个极板，就像两个小房间，中间有绝缘的东西隔开。
当有电压加在电容两端的时候，它就开始往自己的小仓库里存电啦。
它存电的过程就像是一个小贪吃鬼在往自己的口袋里塞糖果，塞得满满的。
而且电容还有个很有趣的特性，它对于不同频率的信号反应可不一样呢。
对于高频信号，电容就像是一个特别热情的接待员，很容易让高频信号通过；而对于低频信号呢，就有点爱答不理的，不让低频信号那么轻易地过去。
再来说说电阻。
电阻就像是一个很老实的门卫大叔。
电流要想从这里通过，就得经过电阻这个门卫的检查。
电阻会对电流产生阻碍作用，就像门卫大叔会检查每个进出的人一样。
电流通过电阻的时候，会消耗一部分能量，就像我们进出小区门的时候，可能要刷个卡，消耗一点时间和精力。
当把电容和电阻组合成RC耦合电路的时候，那可就更有趣了。
比如说，在一个音频放大电路里，前面一级电路输出的信号要传给后面一级电路。
这个时候，RC耦合电路就登场啦。
前面电路输出的信号里可能有各种频率的成分，就像一群不同性格的小动物。
RC耦合电路就像一个神奇的筛选器。
电容会把直流成分给挡住，不让它跑到后面的电路里去捣乱，就像把那些不适合的小动物留在外面。
而交流信号呢，就可以通过电容和电阻这个组合。
电阻在这里还起到了控制信号大小的作用，就像调整小动物们前进的速度一样。
而且啊，RC耦合电路还能起到隔离前后级电路直流工作点的作用呢。
这就好比是两个不同的小世界，前面的小世界有自己的一套规则（直流工作点），后面的小世界也有自己的规则。
RC耦合电路就像是一道魔法墙，让两个小世界的直流规则互不干扰，但是又能让交流信号这个小信使在两个世界之间传递信息。
耦合电感电路知识分享
uM21
M21
d1i dt
1'
2
i2
22
电压mutual inductance voltage) 3、在线圈N2中通入交变电流 产生的交变磁通，在本线圈感 应电压(自感电压)。
uL2
L2
di2 dt
u 2 u L 2 u M 21
2'
21
4、交变磁通部分或全部穿过线圈N1 在N1产生感应电压u12 (互感电压)
j15
a I
b
j20Ω j30Ω
U
b
•
I U OC10j0 70 1.2 21.1 8A RZi 6 0j80
U
OC
Zi
a I
R 60
b
例： 图示电路，已知正弦电压us的有效值为2.2V，
ω=104rad/s。求：（1）互感M为何值时可使电路发生
电压谐振。（2）谐振时各元件上的电压和电流。
解: （1）整个电路阻抗的虚部为零时即发生谐振。
50
I 2I I 1 6m 6 AU S
I1
j(L2M)
j(L1M)
jM
I2
j 1 C
U L 1 j L 1 I j M I 1 j 2 4 j 2 0 ( 4 2 ) 0 0 j 4 . 4 2 4 . 4 0 9 V
U L 2 j L 2 I 1 j M I j 6 ( 2 ) 0 j 2 4 2 0 0 j 4 . 4 4 4 . 4 0 9 V
I2
R2
R3
I3
C
注意：在运用上述各种分析方法时不可将有互感的两线圈分开
例: 已知 U S10 00 V ,I •2 0A .
用戴维南定理求 I ?
《电路耦合电路》PPT课件
Leq
( L1 L2 M 2 ) L1 L2 2M
0
2. 同名端在异侧
i
M
+
i1 *
i2
u
L1
L2
–
*
u
L1
di1 dt
M
di2 dt
u
L2
di2 dt
M
di1 dt
i = i1 +i2
解得u, i的关系：
u ( L1 L2 M 2 ) di L1 L2 2M dt
Leq
( L1 L2 M 2 ) L1 L2 2M
求: ZX 并求负载获得的有功功率.
10 j2
10+j10
**
•
I2
j10
j10 ZX
+
•
US –
Zl=10–j10
解解：
Zl
ω2M2
Z22
ZX
4
j10
10
j10
4
4 (10 j10)
Z X 10 j10 j10
200
j10 0.2 j9.8Ω
此时负载获得的功率： P PR引 （102010）2Rl 10 W
– +2 •
U
•
U2
– –
•
•
•
U ( R1 R2) I j ( L1 L2 2M ) I
二、互感线圈的并联
1. 同名端在同侧
i
M
+
i1 * * i2
u
L1
L2
–
u
L1
di1 dt
M
di2 dt
u
L2
di2 dt
M
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。
《具有耦合电感电路》课件
用于选择信号和消除干扰，例如收音机的调谐电 路。
并联谐振电路
并联谐振电路
在具有耦合电感的并联电路中，当电路的输入频率等于电路的固 有频率时，电路发生谐振。
并联谐振的特点
阻抗最大，电流最小，电感与电容上的电压相位相同。
应用
用于信号源的负载匹配和放大器的反馈电路。
滤波器电路
滤波器电路
01
利用具有耦合电感的电路设计的一种电子设备，用于通过、阻
自动控制系统
在自动控制系统中，耦合电感 常用于实现传感器和执行器之
间的信号传输和隔离。
02
CATALOGUE
耦合电感的工作原理
磁耦合原理
磁耦合原理是耦合电感电路的基本工作原理，它描述了两个线圈之间的相互作用 。当一个线圈中的电流发生变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，从而产 生电流。
磁耦合原理的应用广泛，包括变压器、电动机、发电机等。
新型材料的应用
铁硅铝材料
具有高磁导率、低损耗的特点， 可应用于高频耦合电感器中，提 高电路性能。
磁性薄膜材料
通过先进的薄膜制备技术，实现 高性能、微型化的磁性薄膜耦合 电感，满足小型化设备的需求。
高频化与小型化的发展趋势
高频化
随着通信技术的发展，耦合电感在高 频领域的应用越来越广泛，需要不断 提升高频性能以满足系统需求。
小型化
随着便携式电子设备的普及，耦合电 感的小型化成为发展趋势，需要优化 设计、减小体积并保持性能。
智能化与自动化的技术革新
智能化
通过集成传感器和微控制器等智能化技术，实现耦合电感的自适应调节和控制，提升系 统的智能化水平。
自动化
采用自动化生产线和机器人技术，实现耦合电感的快速、高效生产，降低成本并提高生 产效率。
含有耦合电感的电路分析
耦合电感的参数包括自感、互感、耦 合系数等，这些参数用于描述耦合电 感的电气特性。
02
耦合电感的等效电路
耦合电感的串联等效电路
总结词
在串联等效电路中，耦合电感被视为一个整体，其等效阻抗由两个电感线圈的互 感和总自感共同决定。
详细描述
在串联等效电路中，耦合电感器被视为一个整体，其等效阻抗由两个电感线圈之 间的互感和总自感共同决定。互感是指一个线圈的磁场对另一个线圈产生感应电 动势的能力，总自感则是每个线圈单独存在时的自感之和。
戴维南定理是电路分析的重要定理之一，适用于含有耦合电感的电路。通过将复杂电路等效为简单电 路，简化分析过程。
详细描述
在含有耦合电感的电路中，将电路划分为待求支路和入端电阻网络。然后通过设定入端电阻网络的参 考方向，利用戴维南定理求出等效电源电动势和内阻，从而得到待求支路的电压和电流。
04
耦合电感在电路中的应用
成持续的振荡波形。
设计要素
02
振荡器的设计需要考虑反馈系数、放大倍数、选频网络等要素。
耦合电感在振荡器中的作用
03
耦合电感作为选频网络的一部分，决定了振荡器的振荡频率和
稳定性。
THANKS
05
含有耦合电感的电路实例分 析
变压器的工作原理分析
变压器原理
变压器是利用耦合电感原理，通过磁场传递能量，实现电压、电流和阻抗的变换。
工作过程
当交流电源施加在变压器的一次绕组时，产生交变磁场，在二次绕组中产生感应电动势，从而实 现了电压的变换。
变压比
变压器一次绕组与二次绕组的匝数比决定了输出电压与输入电压的比值。
耦合电感在电路中的作用
1 2
3
实现电能转换
光电耦合器电路图大全（可控硅稳压电路隔离耦合电路详解）
光电耦合器电路图大全（可控硅稳压电路隔离耦合电路详解）光电耦合器的工作原理光电耦合器是一种把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。
当输入电信号加到输入端发光器件LED上，LED发光，光接受器件接受光信号并转换成电信号，然后将电信号直接输出，或者将电信号放大处理成标准数字电平输出，这样就实现了“电－光－电”的转换及传输，光是传输的媒介，因而输入端与输出端在电气上是绝缘的，也称为电隔离。
光电耦合器，是近几年发展起来的一种半导体光电器件，由于它具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子技术领域及工业自动控制领域中，它可以代替继电器、变压器、斩波器等，而用于隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。
光电耦合器电路图（一）开关电路对于开关电路，往往要求控制电路和开关电路之间要有很好的电隔离，这对于一般的电子开关来说是很难做到的，但采用光电耦合器就很容易实现了。
图中（a）所示电路就是用光电耦合器组成的简单开关电路。
在图中，当无脉冲信号输入时，三极管BG处于截止状态，发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻非常大，相当于开关“断开”。
当输入端加有脉冲信号时，BG导通，发光二极管发光，则a、b两端电阻变得很小，相当于开关“接通”。
故称无信号时开关不通，为常开状态。
图46—4中（b）所示电路则为“带闭”状态，因为无信号输入时，虽BG截止，但发光二极管有电流通过而发光，使a、b图46-4两端处于导通状态，相当于开关“接通”。
当有信号输入时，BG 导通，由于BG的集电结压降在0．3V以下，远小于发光二极管的正向导通电压，所以发光二极管无电流流过不发光，则a、b两端电阻极大，相当于开关“断开”，故称“常闭”式。
可见，开关a、b端在电路中不受电位高低的限制，但在使用中应满足a端电位为正，b端为负，并使Uab＞3V为好，同时还应注意Uab应小于光电三极管的BVceo。
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加入Re后，会令放大电路的 增益下降 2、直接耦合方 未加入 Re时 式的改进电路 Rc A = —— ①第二级加入 Re u rbe 加入Re后 Rc Au = - —————— rbe +(1+)Re 本页完 继续
+
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
-
iC /mA
ID4
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
Rb
2
-
Rc2
+
-
uO
④NPN与PNP型 集电极电位会越来越接近电 源的电压，令后级的 Q 点取不 混合耦合方式 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时，应 令集电极电位降下来。 本页完 继续
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 3、直接耦合方式的优缺 点
①优点：低频特性好，即对 低频信号不易产生失真；可以 放大缓慢变化的信号（如随温 度、光线变化的电信号等）； 便于在集成电路中使用。 ②缺点：前后级Q点相互牵 连，令电路的设计、调试和分 析带来一定的困难；尤其是受 温度的影很大。
1、变压器耦合的特点
前级的输出端通过变压器连 接到后级的输入端或负载上， 称为变压器耦合。
Rb
2 C1
+VCC N1 + N2 RL
uO
+ Re
uI
+
Rb
1
T uO1 u i2 C + e
-
典型的变压器耦合方式
变压器耦合的最大优点是可 方式（结束页） 以实现阻抗变换 (自行复习有关 1 、变压耦合的 知识) ，直流前后级相互隔离。 特点 变压器不能耦合缓慢的信号 (即低频特性差)，体积大而重， 不能集成，现时使用较少。 本页完 继续
2
C1
1
T2
uI
+
Rb
2
Re1
T1uO1 Ce Re2
ui2
C3 + RL uO
-
典型的阻容耦合方式
阻容耦合中的电阻是利用了 2、阻容耦合方 放大电路中的电阻 (如Rb2和Re2) 式的优缺点 (rbe)。 和三极管的输入电阻
由推导知：阻容耦合中必须 有电阻，否则无法取得信号。
本页完 继续
变压器耦合方式
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)。
引言 引言
组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为 一级，级与级之间的连接称为级间耦合。多级放大 电路有四种常见的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、 变压器耦合和光电耦合。
ui 第一 级放 大器 uo1 耦 合 方 式 ui1 第二 级放 大器 uo
耦合电路往往与放大电路融为一体，不单独存 在的。
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直接耦合方式
第一级
第二级
+VCC
1、直接耦合方式的特点
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。 第一级的集电极电阻 Rc1亦是第二级输入端的 基极偏置电阻(上偏)。
Rb Rc1 +
Rc2
T2 + T1 uO1
Rb
2
uI
+
1
uI2
uO
-
典型的直接耦合方式
一、直接耦合方 第一级的输出直接 式 与第二级的输入相连， 问题：本电路存在什么 1 、直接耦合方 这是直接耦合的特点。缺陷？ 式的特点
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
1
+VCC Rb
2 Rb
Rc1
IC1Q
IB2Q
Rc2
T2 +
++ - + T1UBE2Q UCEQ2 UCE1Q D 0.7V
考虑静态时的Q点
为了使电路有足够的增 益，可以把Re改为一个二 极管(或两个二极管串联)， 二极管静态时压降为0.7V， 可提高UCEQ1，动态时( 工 作在交流时 ) 正向电阻很 小，相当于T2的Re很小。
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
+
- +
-
D VZ
UCEQ2
-
-
加入Re后，会令放大电路的 增益下降 ③第二级加入稳 未加入 Re时 Rc 压二极管 Au = - —— rbe 加入Re后 Rc Au = - —————— rbe +(1+)Re 本页完 继续
典型的直接耦合方式
典型直接耦合 问题：本电路存在什么 方式的讨论 缺陷？
本页完 继续
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
1
+VCC Rb
2 Rb
Rc1
IC1Q
IB2Q
Rc2
T2 +
++ - + T1UBE2Q UCEQ2 UCE1Q Re
考虑静态时的Q点
三、变压器耦合
光电耦合方式
1、光电耦合的特点
前级的输出信号通过光电耦 合器传输到后级的输入端，称 为光电耦合。 由于前后级的电气部分完全 隔离，所以能有效地抑制电干 扰。 发光二极管，光强随电 流iD而变化，即把电能转 化为光能，作为输入回路。 光线(光能) iD uD
+
ic
c D
T1 T2 e 光电耦合器
C2 Rb Rc1 C2 +VCC Rb
2
C1
1
T2
· Uc2 · Rb Uo1 Ui2 2
-
+ + ·-
+
rbe
2
-
uI
+
Rb
2
Re1
T1uO1 Ce Re2
ui2
C3 + RL uO
-
典型的阻容耦合方式
(1+2)(Re2 //RL )
C2容量很大，XC很小，有 ·Uc2 0。相当于短路。 · · · 由图得 Ui2 =Uo1-Uc2 所以
1
+VCC Rb
Rb
2
-
Rc1 R Rc2 + + T2 T1
+
D VZ
UCEQ2
-
讨论前四种电 集电极电位会越来越接近电 源的电压，令后级的 Q 点取不 路集电极电位 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时，应 令集电极电位降下来。 本页完 继续
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
+VCC Rb Rc1 +
Re2
+ T1 T2 U
CEQ2
Rb
1
2
-
Rc2
+
-
uO
3、直接耦合方 集电极电位会越来越接近电 源的电压，令后级的 式的优缺点 Q 点取不 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时，应 令集电极电位降下来。 本页完 继续
阻容耦合方式
1、阻容耦合方式的特点
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。
二、阻容耦合方 阻容耦合中的电阻是利用了 式 (如 R 和 R ) 放大电路中的电阻 b2 e2 1、阻容耦合方 和三极管的输入电阻 (rbe)。 式的特点 由推导知：阻容耦合中必须
有电阻，否则无法取得信号。
本页完 继续
· · Ui2 Uo1
阻容耦合方式
1、阻容耦合方式的特点 2、阻容耦合方式的优缺 点
本页完 继续
直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点
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。
Rb
2 Rb 1
+VCC Rc1
IC1Q
IB2Q
Rc2
T2 +
+ T1UBE2Q UCE1Q
UCEQ2
-
考虑静态时的Q点
第一级的UCE1Q=第 二级的UBE2Q，而正常 放大时第二级的UBE2Q =0.7V，显然这个电压 对第一级的UCE1Q显得 太小了，容易使第一 级进入饱和区。
-
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 uD
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 ④用PNP和NPN混合使用 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。