多級放大電路耦合方式

多級放大電路耦合方式第一頁，共21頁。引言組成多級放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級，級與級之間的連接稱為級間耦合。多級放大電路有四種常見的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。本頁完引言uiuo返回第一級放大器第二級放大器耦合方式uo1ui1耦合電路往往與放大電路融為一體，不單獨(dú)存在的。第二頁，共21頁。學(xué)習(xí)要點(diǎn)本節(jié)學(xué)習(xí)要點(diǎn)和要求多級放大電路的耦合方式掌握阻容耦合了解變壓器耦合原理了解光電耦合原理掌握直接耦合返回第三頁，共21頁。多級放大電路耦合方式主頁多級放大電路的耦合方式主頁使用說明：要學(xué)習(xí)哪部分內(nèi)容，只需把鼠標(biāo)移到相應(yīng)的目錄上單擊鼠標(biāo)左鍵即可。直接耦合阻容耦合結(jié)束變壓器耦合光電耦合吐魯蕃班公寺返回第四頁，共21頁。一、直接耦合方式

1、直接耦合方式的特點(diǎn)1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端，稱為直接耦合。典型的直接耦合方式繼續(xù)本頁完第一級第二級uO1+-uI2第一級的輸出直接與第二級的輸入相連，這是直接耦合的特點(diǎn)。第一級的集電極電阻Rc1亦是第二級輸入端的基極偏置電阻。+VCCT1T2Rb1+-uIRc1Rb2Rc2uO+-問題：本電路存在什么缺陷？第五頁，共21頁。典型直接耦合方式的討論1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式典型的直接耦合方式繼續(xù)本頁完+-第一級的UCE1Q=第二級的UBE2Q，而正常放大時(shí)第二級的UBE2Q=0.7V，顯然這個(gè)電壓對第一級的UCE1Q顯得太小了，容易使第一級進(jìn)入飽和區(qū)?？紤]靜態(tài)時(shí)的Q點(diǎn)+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2UCEQ2+-問題：本電路存在什么缺陷？IB2QUCE1QUBE2Q將前一級的輸出端直接連接到后一級的輸入端，稱為直接耦合。第六頁，共21頁。2、直接耦合方式的改進(jìn)電路

①第二級加入Re1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)本頁完+為了使第一級的UCE1Q有較高的電壓而第二級的UBE2Q=0.7V，通常在第二級的發(fā)射極加一個(gè)電阻Re。+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2+-加入Re后，會(huì)令放大電路的增益下降IB2QUCE1QUBE2Q2、直接耦合方式的改進(jìn)Re-+-+-未加入Re時(shí)Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)Re考慮靜態(tài)時(shí)的Q點(diǎn)①在第二級加入電阻ReUCEQ2第七頁，共21頁。②第二級加入二極管1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)本頁完+為了使電路有足夠的增益，可以把Re改為一個(gè)二極管(或兩個(gè)二極管串聯(lián))，二極管靜態(tài)時(shí)壓降為0.7V，可提高UCEQ1，動(dòng)態(tài)時(shí)(工作在交流時(shí))正向電阻很小，相當(dāng)于T2的Re很小。+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2+-加入Re后，會(huì)令放大電路的增益下降IB2QUCE1QUBE2Q2、直接耦合方式的改進(jìn)D-+-+-未加入Re時(shí)Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)Re0.7V考慮靜態(tài)時(shí)的Q點(diǎn)②用二極管正向連接代替Re①在第二級加入電阻ReUCEQ2第八頁，共21頁。③第二級加入穩(wěn)壓二極管1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)本頁完若T1需要較大的UCEQ1，可以把Re改為一個(gè)穩(wěn)壓二極管，利用穩(wěn)壓二極管反向擊穿時(shí)的壓降VZ較高，提高UCEQ1，其擊穿后的動(dòng)態(tài)電阻也很小。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Rc2+-加入Re后，會(huì)令放大電路的增益下降2、直接耦合方式的改進(jìn)D+-未加入Re時(shí)Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)ReVZ考慮靜態(tài)時(shí)的Q點(diǎn)R-+-+③用穩(wěn)壓二極管代替Re②用二極管正向連接代替Re①在第二級加入電阻ReUCEQ2為了保證穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)，必須從電源利用電阻R把反向電壓加至穩(wěn)壓管。第九頁，共21頁。討論前四種電路集電極電位1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式以上幾個(gè)電路的輸出有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是靜態(tài)時(shí)各三極管集電極的電位隨著級數(shù)的增加會(huì)越來越高(因?yàn)闉榱吮ＷC三極管正常工作在放大區(qū)，集電極電壓一定要比基極電壓高)。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Rc2+-2、直接耦合方式的改進(jìn)DVZR③用穩(wěn)壓二極管代替Re②用二極管正向連接代替Re①在第二級加入電阻ReUCEQ2+--+繼續(xù)本頁完集電極電位會(huì)越來越接近電源的電壓，令后級的Q點(diǎn)取不到合適的數(shù)值。所以若耦合級數(shù)過多時(shí)，應(yīng)令集電極電位降下來。第十頁，共21頁。④NPN與PNP型混合耦合方式1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)PNP型管正常工作時(shí)，電壓的極性與NPN剛好相反，集電極比基極電位要低，兩種類型的管混用，可以把輸出端升高了的直流電位降下來。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改進(jìn)③用穩(wěn)壓二極管代替Re②用二極管正向連接代替Re①在第二級加入電阻ReUCEQ2+--+④用PNP和NPN混合使用Rc2uO集電極電位會(huì)越來越接近電源的電壓，令后級的Q點(diǎn)取不到合適的數(shù)值。所以若耦合級數(shù)過多時(shí)，應(yīng)令集電極電位降下來。本頁完第十一頁，共21頁。3、直接耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改進(jìn)UCEQ2+--+①優(yōu)點(diǎn)：低頻特性好，即對低頻信號不易產(chǎn)生失真；可以放大緩慢變化的信號（如隨溫度、光線變化的電信號等）；便于在集成電路中使用。Rc2uO集電極電位會(huì)越來越接近電源的電壓，令后級的Q點(diǎn)取不到合適的數(shù)值。所以若耦合級數(shù)過多時(shí)，應(yīng)令集電極電位降下來。3、直接耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)②缺點(diǎn)：前后級Q點(diǎn)相互牽連，令電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來一定的困難；尤其是受溫度的影很大。本頁完第十二頁，共21頁。直接耦合方式結(jié)束頁1、直接耦合方式的特點(diǎn)直接耦合方式繼續(xù)+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改進(jìn)UCEQ2+--+Rc2uO集電極電位會(huì)越來越接近電源的電壓，令后級的Q點(diǎn)取不到合適的數(shù)值。所以若耦合級數(shù)過多時(shí)，應(yīng)令集電極電位降下來。3、直接耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)本頁完①優(yōu)點(diǎn)：低頻特性好，即對低頻信號不易產(chǎn)生失真；可以放大緩慢變化的信號（如隨溫度、光線變化的電信號等）；便于在集成電路中使用。②缺點(diǎn)：前后級Q點(diǎn)相互牽連，令電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來一定的困難；尤其是受溫度的影很大。本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束,單擊返回,返回本節(jié)學(xué)習(xí)主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)阻容耦合；單擊結(jié)束,結(jié)束學(xué)習(xí)。返回結(jié)束繼續(xù)第十三頁，共21頁。二、阻容耦合方式

1、阻容耦合方式的特點(diǎn)1、阻容耦合方式的特點(diǎn)阻容耦合方式繼續(xù)阻容耦合中的電阻是利用了放大電路中的電阻(如Rb2和Re2)和三極管的輸入電阻(rbe)。本頁完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1將前一級的輸出端通過電容器連接到后一級的輸入端，稱為阻容耦合。C2第一級的輸出經(jīng)電容器與第二級的輸入相連，信號的傳遞必須經(jīng)過電容器。這是阻容耦合的特點(diǎn)。C2Rb2rbe2(1+2)(Re2//RL)+-++--Uo1·Uc2·Ui2·

Ui2=Uo1-Uc2···C2容量很大，XC很小，有Uc20?！び蓤D得所以

Ui2Uo1··由推導(dǎo)知：阻容耦合中必須有電阻，否則無法取得信號。uO1ui2第十四頁，共21頁。2、阻容耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)1、阻容耦合方式的特點(diǎn)阻容耦合方式繼續(xù)阻容耦合中的電阻是利用了放大電路中的電阻(如Rb2和Re2)和三極管的輸入電阻(rbe)。本頁完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1C2由推導(dǎo)知：阻容耦合中必須有電阻，否則無法取得信號。uO1ui22、阻容耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：由于有電容器的隔直流作用，所以前后級的Q點(diǎn)相互獨(dú)立，因而溫度穩(wěn)定性較好且容易分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試。在分立元件電路中使用廣泛。②缺點(diǎn)：低頻特性差。因?yàn)殡娙萜鲗Φ皖l的容抗大，低頻信號在電容器上的電壓降較大(衰減信號)并產(chǎn)生相移，使低頻信號衰減和失真；另電容器不易集成。第十五頁，共21頁。阻容耦合方式結(jié)束頁1、阻容耦合方式的特點(diǎn)阻容耦合方式繼續(xù)阻容耦合中的電阻是利用了放大電路中的電阻(如Rb2和Re2)和三極管的輸入電阻(rbe)。本頁完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1C2由推導(dǎo)知：阻容耦合中必須有電阻，否則無法取得信號。uO1ui22、阻容耦合方式的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：由于有電容器的隔直流作用，所以前后級的Q點(diǎn)相互獨(dú)立，因而溫度穩(wěn)定性較好且容易分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試。在分立元件電路中使用廣泛。本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束,單擊返回,返回本節(jié)學(xué)習(xí)主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)變壓器耦合；單擊結(jié)束,結(jié)束學(xué)習(xí)。返回結(jié)束繼續(xù)②缺點(diǎn)：低頻特性差。因?yàn)殡娙萜鲗Φ皖l的容抗大，低頻信號在電容器上的電壓降較大(衰減信號)并產(chǎn)生相移，使低頻信號衰減和失真；另電容器不易集成。第十六頁，共21頁。三、變壓器耦合方式（結(jié)束頁）

1、變壓耦合的特點(diǎn)1、變壓器耦合的特點(diǎn)變壓器耦合方式繼續(xù)變壓器耦合的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換(自行復(fù)習(xí)有關(guān)知識)，直流前后級相互隔離。本頁完典型的變壓器耦合方式前級的輸出端通過變壓器連接到后級的輸入端或負(fù)載上，稱為變壓器耦合。前級的輸出經(jīng)變壓器把信號送至后級的輸入或負(fù)載上，這是變壓器耦合的特點(diǎn)。變壓器不能耦合緩慢的信號(即低頻特性差)，體積大而重，不能集成，現(xiàn)時(shí)使用較少。+VCCTRb1+-uIN1Rb2RLReCeC1uO1ui2N2+-uO++本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束,單擊返回,返回本節(jié)學(xué)習(xí)主頁;單擊繼續(xù),繼續(xù)學(xué)習(xí)光電耦合；單擊結(jié)束,結(jié)束學(xué)習(xí)。返回結(jié)束繼續(xù)第十七頁，共21頁。四、光電耦合方式

1、光電耦合的特點(diǎn)1、光電耦合的特點(diǎn)光電耦合方式繼續(xù)本頁完光電耦合器前級的輸出信號通過光電耦合器傳輸?shù)胶蠹壍妮斎攵?，稱為光電耦合。發(fā)光二極管，光強(qiáng)隨電流iD而變化，即把電能轉(zhuǎn)化為光能，作為輸入回路。T1c+uDDiDT2ice-光線(光能)光電三極管，受光照射可產(chǎn)生電流iC(把光能轉(zhuǎn)化為電能)，作為輸出回路。由于前后級的電氣部分完全隔離，所以能有效地抑制電干擾。第十八頁，共21頁。2、光電耦合器的傳輸特性1、光電耦合的特點(diǎn)光電耦合方式繼續(xù)本頁完光電耦合器T1c+uDDiDT2ice-2、光電耦合器的傳輸特性