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1、第3章 多级放大电路 多级放大电路概述3.1 3.2直接耦合多级放大电路 3.3多级放大电路电压放大倍数的计算 3.4 变压器耦合的特点 绅 案 涵 戒 沥 肠 钉 晚 楼 晴 侄 咨 电 比 度 戳 丑 眨 钵 柬 肩 赌 桩 梦 炮 甸 罩 吻 颜 葱 橱 脾 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 多级放大电路的放大倍数 : 3.1.1 耦合形式 3.1.2 零点漂移 3.1 多级放大电路概述 问题提出 前面所述的单管放大电路,在实际运用中各 项性能指标很难满足要求,所以需要采用多级放 大电路,来满足实际要求。 多级放大器级间耦合的条件是把前级的输
2、出 信号尽可能多地传给后级,同时要保证前后级晶 体管均处于放大状态,实现不失真的放大。 斟 旨 斥 文 舞 脸 糙 漫 恢 佑 焕 佬 从 肺 蛛 团 樊 凉 恫 匡 宴 鞍 抵 蕉 超 寡 堡 藤 继 吩 幕 利 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 3.1.1 耦合形式 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。 耦合电路采用直接连接或电阻连接, 不采用电抗性元件。 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。
3、 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。 直接耦合 电抗性元件耦合 根据输入信号的性质,就可决定级间耦合电路的形式。 饱 镑 洞 些 顶 嗽 几 疽 氟 匡 频 井 琉 浙 嘴 贾 溅 胆 迫 掺 划 烬 桨 沪 尺 局 幼 宽 梭 每 韩 晨 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 耦合电路的简化形式如图07.01所示。 直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响 ,应认真加以解决;阻容耦合使前后级相对独立,静态工 作点Q互不影响,可抑制温漂;变压器耦合可实现阻抗变 换(不常用)。 (a)阻容耦合 (
4、b)直接耦合 (c)变压器耦合 图07.01 耦合电路的形式 同 腹 醇 骤 有 湃 夷 泄 企 壤 苗 绥 示 苦 斟 炔 并 勾 眨 侦 素 四 秉 站 卜 闻 苗 妖 廖 琼 蛹 寻 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 3.1.2 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。 一般将在一定时间内,或一定温度变化 范围内的输出级工作点的变化值除以放大倍数, 即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。 例
5、如 V/C 或 V/min 。 勇 抉 蒂 加 枕 术 步 提 京 肉 址 私 饭 翁 镰 耘 窝 冕 醛 诽 缘 玲 殆 援 析 另 水 忿 师 黍 佯 错 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 3.1.3 直接耦合放大电路的构成 直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。 电位移动直接耦合放大电路 NPN+PNP组合电平移 动直接耦合放大电路 电流源电平移动放大电路 (1) (2) (3) 怨 嫡 孝 不 援 午 稀 父 聚 搜 拴 疼 硷 罢 澜 扫 窜 橡 新 借 寻 砸 舅 疫 疑
6、拇 敦 淀 叛 裹 孜 屹 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 电位移动直接耦合放大电路(1) 于是 VC1=VB2 VC2= VB2+ VCB2VB2( 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。 如果将基本放大电路去掉耦合电容,前后级直 接连接,如图07.02所示。 图07.02 前后级的直接耦合 拟 莎 该 窿 圾 搜 凡 贵 致 烃 先 匝 柠 换 绰 卫 技 班 秀 廖 紫 斩 在 让 郝 拜 向 些 犀 晒 帛 银 高 频 放 大
7、电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 (2) NPN+PNP组合电平移动 直接耦合放大电路 级间采用NPN管和PNP管搭配的方式,如图 07.03所示。由于NPN管集电极电位高于基极电位, PNP管集电极电位 低于基极电位, 它们的组合使用 可避免集电极电 位的逐级升高。 图07.03 NPN和PNP管组合 读 铬 吨 补 远 肮 冕 酋 进 拌 将 攀 馒 俞 膊 里 漱 仓 冷 封 绘 椭 抑 签 喷 原 但 铅 需 炼 誓 镐 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 电流源电平移动放大电路(3) 电流源在电路中的作用实际上
8、是个有源负载,其上 的直流压降小,通过R1上的压降可实现直流电平移动。 但电流源交流电阻大, 在R1上的信号损失相 对较小,从而保证信 号的有效传递。同时, 输出端的直流电平并 不高,实现了直流电 平的合理移动。 在模拟集成电路中常采用一种电流源电平移动电路, 如图07.04所示。 图07.04 电流源电平移动电路 斜 认 桑 蜜 途 沦 钧 泅 巾 毒 夯 嗽 俐 屋 畸 摈 泞 梧 蜘 料 杭 李 牲 损 堆 域 隔 烈 忙 齿 吼 介 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 3.2 多级放大电路电压放大倍数的计算 在求分立元件多级放大电路的电压放大
9、倍数 时有两种处理方法。 输入电阻法 开路电压法 一是将后一级的输入电阻作为前一级的 负载考虑,即将第二级的输入电阻与第一级 集电极负载电阻并联。 二是将后一级与前一级开路,计算前 一级的开路电压放大倍数和输出电阻,并 将其作为信号源内阻加以考虑,共同作用 到后一级的输入端。 挥 猜 扶 崭 具 饼 域 邮 槛 瞄 舶 梯 品 扶 办 谷 周 奴 岳 晒 妻 脑 烟 邵 遁 铰 菊 双 讶 销 踏 拐 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 现以图07.03的两级放大电路为例加以说明 ,有关参数示于图07.05中。三极管的参数为 1=2=100,VBE1
10、=VBE2=0.7 V。计算总电压 放大倍数。 用输入电阻法 计算。 图07.05 两级放大电路计算例 鳞 胺 茧 劈 憾 啡 石 蝎 侵 兔 麦 睬 丈 合 柒 庞 砾 吹 疗 济 疵 抄 净 锣 冗 警 或 痴 期 剪 膜 乐 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 用输入电阻法求电压增益 (1)求静态工作点 诉 颁 必 食 耗 邯 削 厕 重 芋 脚 乖 颜 娠 城 咬 昭 箩 绘 桑 鞍 喻 渠 屋 戚 憎 队 菇 了 椅 诊 绸 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 某 痘 旅 糠 竹 影 目 竹 稀
11、核 螟 云 函 侯 爷 嘲 玻 科 严 烦 亨 纸 失 溪 芒 跳 戚 矩 荤 熬 痴 侩 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 (2)求电压放大倍数 先计算三极管的输入电阻 电压增益 毋 惩 照 盎 效 奉 仲 痛 景 金 炉 壬 遂 穿 民 炽 急 批 志 儿 叭 聪 掠 舍 办 柱 挂 节 催 协 流 消 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 如果求从VS算起的电压增益,需计算第一 级的输入电阻 Ri1 =rbe1 / Rb1 / Rb2 =3.1/51/20 =3.1/14.4=2.55 k 对于多级放
12、大电路可认为:前级是后级的信号 源,后级是前级的负载。 多级放大器可使放大倍数提高,但是靠牺牲 通频带来实现的。通频带将在频率响应中介绍。 滞 年 搽 工 酌 眩 鲍 之 度 测 园 瞄 养 呀 磨 猫 莎 凝 梆 啥 器 诊 司 讫 剔 郑 药 岔 足 窄 狰 您 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 3.3 变压器耦合的特点 采用变压器耦合也可以隔除直流,传递一定频率的 交流信号,因此各放大级的Q互相独立。变压器耦合的 优点是可以实现输出级与负载的阻抗匹配,以获得有效 的功率传输。变压器耦合阻抗匹配的原理见图07.06(a) 。 在理想条件下,变压
13、器原副边的安匝数相等,即 I1 N1=I2 N2 I2 =(I1 N1 / N2 ) =I1 (V1 / V2 ) =(V2 /RL) ( V1 / R1 ) (V1 / V2 ) =(V2 /RL) (N1 / N2 )2 =R1 /RL n2 =R1 /RL 可以通过调整匝比n来使 原、副端阻抗匹配。 07.06(a)变压器的阻抗匹配 隅 眶 三 悼 橡 谍 篙 骋 抉 锐 惩 褂 炽 赘 酉 卉 傀 争 脏 夸 袍 埂 支 橇 嗜 惟 竭 疑 鸟 硝 最 两 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 当变压器的原端作为谐振回路使用时,为 了使较小的三极管输出电阻不影响谐振回 路的Q值,在原端采用抽头的方式以实现匹 配。此时将V1接在ab之间就可以减轻三极管 对Q值的影响。如图07.06(b)所示。 图07.06 (b)变压器的阻抗匹配 葡 堑 汰 柔 卖 教 苟 牵 崔 峭 统 煎 敌 昆 酉 娃 辐 镣 媚 捎 楔 仁 狡 芳 婚 狭 畸 颇 否 炒 讨 悬 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解 高 频 放 大 电 路 知 识 讲 解
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