1多级放大电路的耦合方式

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4-1 多级放大电路习题

4-1 多级放大电路习题

第四章§4.1 多级放大电路习题(一)考核内容3.掌握多级放大电路耦合方式、特点。

4.1 多级放大电路4.4.1 多级放大电路的耦合方式在多级放大电路中,将级与级之间的连接方式称为耦合方式.。

一般常用的耦合方式有:阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。

1、阻容耦合:将放大器通过电容和下一级的输入电阻连接的方式称为阻容耦合方式。

阻容耦合放大电路的优点是:(1)因电容具有“隔直”作用,所以各级电路的静态工作点相互独立,互不影响。

这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。

此外,还具有体积小、重量轻等优点。

(2)在信号传输过程中,交流信号损失小。

阻容耦合放大电路的缺点是:(1)因电容对交流信号具有一定的容抗,若电容量不是足够大,则在信号传输过程中会受到一定的衰减。

尤其不便于传输变化缓慢的信号。

(2) 在集成电路中制造大容量的电容很困难,所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。

2直接耦合为了避免在信号传输过程中,耦合电容对缓慢变化的信号带来不良影响,把前一级输出端(或经过电阻等)直接接到下一级的输入端,这种连接方式称为直接耦合。

直接耦合的优点是:(1)既可以放大交流信号,也可以放大直流和变化非常缓慢的信号。

(2)电路简单,便于集成,所以集成电路中多采用这种耦合方式。

直接耦合的缺点是:(1) 直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响,各级静态工作点相互牵制。

(2) 存在零点漂移。

多级放大电路的直接耦合是指前一级放大电路的输出直接接在下一级放大电路的输入端,很显然直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响,并且还存在零点漂移现象,即当输入信号为零时,受环境温度等因素的影响,输出信号不为零,而是在静态工作点附近上下变化。

【概念】零点漂移:指当输入信号为零时,输出信号不为零,而是在静态工作点附近上下变化。

原因:放大器件的参数受温度影响而使Q 点不稳定。

也称温度漂移。

放大电路级数愈多,放大倍数愈高,零点漂移问题愈严重。

多级放大电路的耦合方式及分析方法(总结)

多级放大电路的耦合方式及分析方法(总结)

1. 静态分析:阻容耦合;直接耦合
2. 动态分析
Au
Uo Ui
Uo1 Ui
Uo2 Ui2

Uo Uin
n
Auj
j 1
Ri Ri1 Ro Ron
①计算Au1时,把Ri2作为RL1考虑 ②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。
第三章 多级放大电路
△ 分析举例
Ro
Au1
(R3 ∥ Ri2 ) rbe1
Au 2
(1+2 ) (R6 ∥ RL ) rbe2 (1+2 ) (R6 ∥ RL )
Au Au1 Au2
Ri2 R5 ∥[rbe2 (1 2 )( R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥ rbe1
Ro
R6 ∥
R3 ∥ R5
1
rbe2
第三章 多级放大电路
3.1.4 光电耦合 (1)光电耦合器及其传输特性
发光管D与光电管T相互绝缘地组合在一起,能有效抑制干扰。 D光∝iD(uD); iC∝D光
返回
第三章 多级放大电路
(2) 光电耦合放大电路
iD
iC
|uO|∝iC∝D光∝iD∝uS
|uO|∝uS
第三章 多级放大电路
3.2 多级放大电路的动态分析
第三章 多级放大电路
第二章 基本放大电路复习要求
一、重点掌握的内容 1.放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载
线、最大不失真输出电压、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念。 2.放大电路的组成原则,各种基本放大电路(共射、共集、共基)
的工作原理及特点,能根据具体要求选择电路类型。 3.近似估算单管共射放大电路、分压式工作点稳定电路的静态工

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

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。

多级放大电路的耦合方式

多级放大电路的耦合方式

静态:保证各级Q点设置合理


波形不失真
动态: 传送信号 减少压降损失
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式:
① 直接耦合—— 优点: • ② 阻容耦合

③ 变压器耦合
可传送直流或变化 缓慢的信号
多用于直流放大电 路和线性集成电路
④ 光电耦合
缺点: • 各放大级的工作点
互相影响
• 零点漂移
多级放大电路的耦合方式
模拟电子技术
知识点: 多ห้องสมุดไป่ตู้放大电路的耦合方式
多级放大电路的耦合方式
常见的组合形式有: 共集-共射电路 共射-共基电路 共集-共基电路 共集-共集电路
多级放大电路的耦合方式
耦合:在多级放大电路中,每两个 单级放大电路之间的连接方式。
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式:
① 直接耦合 ② 阻容耦合 ③ 变压器耦合 ④ 光电耦合
常见的几种耦合方式:
① 直接耦合
② 阻容耦合—— 优点: •
③ 变压器耦合

④ 光电耦合

电路简单 各级工作点相互独立 应用最广泛
缺点: • 不能传送直流及变化
缓慢的信号
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式:
① 直接耦合 ② 阻容耦合
缺点: • 体积大,成本高,
应用少
③ 变压器耦合—— 优点: • ④ 光电耦合

隔除直流,各级 的 Q 点互相独立
可传递一定频率 的交流信号
• 实现输出级与负 载的阻抗变换,
以获得有效的功 率传输
多级放大电路的耦合方式
常见的几种耦合方式:
① 直接耦合
② 阻容耦合

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

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。

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
清华大学 华成英 hchya@
小结
放大电路旳性能分析主要有静态分析和动态分析。 静态分析—求输入信号为零时,放大电路旳工作状态。
拟定放大电路旳静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点Q。 静态工作点旳位置直接影响放大电路旳质量
分析措施: 画出电路旳直流通路→
计算法 图解法
Ro
Re
//
( Rs
// Rb )
1
rbe
Re2
//
( Ro1
// Rb2 )
1
rbe2
4k // (4k // 150k) 0.9846k 1 50
95
补充、多级放大电路如图所示,若两个晶体管旳β=79,rbe=1kΩ,
试计算 (作业) 1.空载电压放大倍数Au和Aus; 2.Us=10mV,RL=3kΩ时旳Uo。
可能是实际旳负载,也 可能是下取 得旳功率等于原 边消耗旳功率。
从变压器原 边看到旳等 效电阻
P1
P2,I
2 c
RL'
Il2 RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
( N1 N2
)2
RL
实现阻抗变换
二、多级放大电路旳动态分析
1.电压放大倍数
Au
U o U i
U o1 U i
怎样设置合适旳静态工作点?
Q1合适吗?
对哪些动态参 数产生影响?
Re
用什么元件取代Re既可设置合适旳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?用多种二极管吗?
怎样设置合适旳静态工作点?
稳压管 伏安特征

3.1 多级放大电路的耦合方式

3.1 多级放大电路的耦合方式
第二章 基本放大电路
共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路
放大倍数:共射放大电路放大倍数较大 缺点:输入电阻不够大,信号采集能力差 输出电阻不够小,带负载能力差 输入电阻最高:共集放大电路 输出电阻最低:共集放大电路
∴集中各种电路的优点在一个电路中,采用共集放大 电路做输入输出级,共射放大电路做中间级。
+Vcc
+Vcc
R3 R1
R5
_+
+
+
ui
c1
R2
T1
uo
R4
+ c3
_
_
+
C2
ui
_
T2
+ c4
+
R6
RL uo
_
典型的Q点稳定电路
共集放大电路
两级阻容耦合放大电路 C1 C2 C4的作用?
一、优点: 1)静态工作点
由于电容隔直流 ,所以它们的直流通路各不相通, 静态工作点相互独立。
二、缺点:
1)有大容量的电容,不便于集成。 2)低频特性差
R3
R5
R1
+Vcc
_+
c2
+ c1
+ c4
+
ui
R2 R4
+ c3
R6
_
RL uo
_
解:(1)求解Q点: 阻容耦合电路,Q点相互独立
第一级:典型的Q点稳定电路,(1+β)Re>Rb1//Rb2
U BQ1

R2 R1 R2
VCC

5 5 15
12

3V
I EQ1
U BQ

多级放大电路的级间耦合方式

多级放大电路的级间耦合方式

多级放大电路的级间耦合方式
多级放大电路
 在实际工作中,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。

 多级放大电路内部各级之间的连接方式称为耦合方式。

常用的耦合方式有三种,即阻容耦合方式、直接耦合方式和变压器耙合方式。

 一、阻容耦合
 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Z0219所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。

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+VCC Rc1 + Re2 + T1 T2 U
CEQ2
-
Rc2 +
-
uO
直接耦合方式 集电极电位会越来越接近电 源的电压,令后级的Q 源的电压,令后级的Q 点取不 结束页 到合适的数值。 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时,应 所以若耦合级数过多时, 令集电极电位降下来。 令集电极电位降下来。 本页完 继续
二、阻容耦合方
本页完 继续
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
①优点:由于有电容器的隔 优点: 直流作用,所以前后级的Q 直流作用,所以前后级的Q 点 相互独立, 相互独立,因而温度稳定性较 好且容易分析、设计和调试。 好且容易分析、设计和调试。 在分立元件电路中使用广泛。 在分立元件电路中使用广泛。 缺点:低频特性差。 ②缺点:低频特性差。因为 电容器对低频的容抗大, 电容器对低频的容抗大,低频 信号在电容器上的电压降较大 ( 衰减信号)并产生相移,使低 衰减信号)并产生相移, 频信号衰减和失真; 频信号衰减和失真;另电容器 不易集成。 不易集成。
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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。 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、 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。 变压器耦合和光电耦合。
直接耦合方式
1、直接耦合方式的特点返回 返回 本内容学习结束,单击 单击返回 本内容学习结束 单击返回,返回 本节学习主页;单击继续,继续学习阻 R 本节学习主页 单击继续 继续学习阻 单击继续 2、直接耦合方式的改进 。 b 容耦合;单击结束 结束学习。 结束,结束学习 容耦合;单击结束 结束学习 2 Rb 3、直接耦合方式的优缺 结束 返回 继续 1 点
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: 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? 这是直接耦合的特点。缺陷? 式的特点
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, 到后一级的输入端,称为直接 耦合。 耦合。 考虑静态时的Q 考虑静态时的Q点 第一级的U 第一级的UCE1Q=第 二级的U 二级的UBE2Q,而正常 放大时第二级的U 放大时第二级的UBE2Q =0.7V, =0.7V,显然这个电压 对第一级的U 对第一级的UCE1Q显得 太小了, 太小了,容易使第一 级进入饱和区。 级进入饱和区。
· · · Ui2 =Uo1-Uc2 · · Ui2 ≈Uo1
式的特点 由推导知:阻容耦合中必须 由推导知: 有电阻,否则无法取得信号。 有电阻,否则无法取得信号。
阻容耦合中的电阻是利用了 式 放大电路中的电阻( 放大电路中的电阻(如Rb2和Re2) 1、阻容耦合方 、 和三极管的输入电阻(r 和三极管的输入电阻(rbe)。
1
+VCC Rb Rb
2
-
Rc1 R Rc2 + + T2 T1
+
UCEQ2
D VZ
-
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 源的电压,令后级的Q 点取不 路集电极电位 到合适的数值。 到合适的数值。
所以若耦合级数过多时,应 所以若耦合级数过多时, 令集电极电位降下来。 令集电极电位降下来。 本页完 继续
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, 到后一级的输入端,称为直接 耦合。 耦合。
+ Rb Rb
1 2
Rc1 +
Rc2 T2 +
T1 uO1
uO
-
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。 端的基极偏置电阻。
-
uI
uI2
典型的直接耦合方式
Rb
2 Rb 1
+VCC Rc1
IC1Q
IB2Q
Rc2 T2 +
+ T1UBE2Q UCE1Q
UCEQ2
-
典型的直接耦合方式
典型直接耦合 问题:本电路存在什么 问题: 方式的讨论 缺陷? 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 在第二级加入电阻R
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 在第二级加入电阻R 用二极管正向连接代替R ②用二极管正向连接代替Re 用稳压二极管代替R ③用稳压二极管代替Re PNP和NPN混合使用 ④用PNP和NPN混合使用 PNP 型管正常工作时,电 型管正常工作时, 压的极性与NPN刚好相反 刚好相反, 压的极性与NPN刚好相反, 集电极比基极电位要低, 集电极比基极电位要低,两 种类型的管混用, 种类型的管混用,可以把输 出端升高了的直流电位降下 来。
①在第二级加入电阻Re 在第二级加入电阻R 用二极管正向连接代替R ②用二极管正向连接代替Re 考虑静态时的Q 考虑静态时的Q点 为了使电路有足够的增 可以把R 益,可以把Re改为一个二 极管(或两个二极管串联) 极管(或两个二极管串联), 二极管静态时压降为0.7V, 二极管静态时压降为0.7V, 可提高U 动态时( 可提高UCEQ1,动态时( 工 作在交流时 ) 正向电阻很 相当于T 很小。 小,相当于T2的Re很小。
+ +VCC Rb
1
Rc1
C2
Rb
2
C1
T2
-
uI
Rb
2
Re1
T1uO1 i2 Ce Re2
u
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( 放大电路中的电阻(如Rb2和Re2) 式的优缺点 和三极管的输入电阻(r 和三极管的输入电阻(rbe)。 由推导知:阻容耦合中必须 由推导知: 有电阻,否则无法取得信号。 有电阻,否则无法取得信号。
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 在第二级加入电阻R 用二极管正向连接代替R ②用二极管正向连接代替Re 用稳压二极管代替R 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, 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( 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, 放大区,集电极电压一定要 比基极电压高) 比基极电压高)。
阻容耦合方式
与第二级的输入相连,信 与第二级的输入相连, 将前一级的输出端通过电容 号的传递必须经过电容器。 号的传递必须经过电容器。 器连接到后一级的输入端, 器连接到后一级的输入端,称 这是阻容耦合的特点。 这是阻容耦合的特点。 为阻容耦合。 为阻容耦合。
C2 + + · +
第一级的输出经电容器 1、阻容耦合方式的特点
直接耦合方式
+VCC Rb Rb
1 2
Rc1 R Rc2 T1 + + T2 +
- + -
UCEQ2
D VZ
-
-
加入R 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R 未加入Re时 βRc 压二极管 Au = - —— rbe 加入R 加入Re后 βRc Au = - —————— rbe +(1+β)Re 本页完 +(1+β 继续
为了保证稳压管工作在 反向击穿状态, 反向击穿状态,必须从电 1、直接耦合方式的特点 源利用电阻R 源利用电阻R 把反向电压 2、直接耦合方式的改进 加至稳压管。 加至稳压管。 在第二级加入电阻R ①在第二级加入电阻Re 用二极管正向连接代替R ②用二极管正向连接代替Re 用稳压二极管代替R ③用稳压二极管代替Re 考虑静态时的Q 考虑静态时的Q点 若T1 需要较大的UCEQ1 , 需要较大的U 可以把R 可以把Re改为一个稳压二 极管, 极管,利用稳压二极管反 向击穿时的压降V 较高, 向击穿时的压降VZ较高, 提高U 提高UCEQ1 ,其击穿后的 动态电阻也很小。 动态电阻也很小。
①优点:低频特性好,即对 优点:低频特性好, 低频信号不易产生失真; 低频信号不易产生失真;可以 放大缓慢变化的信号( 放大缓慢变化的信号(如随温 光线变化的电信号等); 度、光线变化的电信号等); 便于在集成电路中使用。 便于在集成电路中使用。 ②缺点:前后级Q点相互牵 缺点:前后级Q 令电路的设计、 连,令电路的设计、调试和分 析带来一定的困难; 析带来一定的困难;尤其是受 温度的影很大。 温度的影很大。
1
+VCC Rb
2 Rb
Rc1
IC1Q
IB2Q
Rc2 T2 +
++ T1UBE2Q + UCEQ2 UCE1Q D 0.7V
-
-
-
加入R 加入Re后,会令放大电路的 增益下降 ②第二级加入二 未加入R 未加入Re时 βRc 极管 Au = - —— rbe 加入R 加入Re后 βRc Au = - —————— rbe +(1+β)Re 本页完 +(1+β 继续
1
+VCC Rb Rb
2
Rc1 +
Re2 + T1 T2 U
CEQ2
-
Rc2 +
-
uO
④NPN与PNP型 与 型 集电极电位会越来越接近电 源的电压,令后级的Q 源的电压,令后级的Q 点取不 混合耦合方式 到合适的数值。 到合适的数值。
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