多级放大电路电压及其级间耦合方式

多级放大电路的放大倍数

        

    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。

   
直接耦合—— 耦合电路采用直接连接或电阻连接,不采用电抗性元件。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。

   
电抗性元件耦合—— 级间采用或变压器耦合。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。

    根据输入信号的性质,就可决定级间耦合电路的形式。

    耦合电路的简化形式如图所示。

(a) 阻容耦合 (b) 直接耦合 (c) 变压器耦合
 耦合电路形式

1、用输入电阻法求电压增益
在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法。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,简称输入电阻法。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,简称开路电压法。
    现以图07.03的两级放大电路为例加以说明,将该图给出参数后示于图1中。

图1  两级放大电路计算例

    的
b
1=b2=b=100,VBE1=VBE2=0.7V。计算总电压放大倍数。分别用输入电阻法和开路电压法计算。

  1.求静态工作点

 
 
 
 
 

  2.求电压放大倍数
    先计算三极管的输入电阻
          
    电压增益

    如果求从 VS 算起的电压增益,需计算输入电阻
        
        
        

2、直接耦合

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。

1. 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。例如 mV/°C 或 mV/min。 

2. 前后极静态工作点的相互影响
    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。
    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。于是
           VC1=VB2
                      VC2=VB2 + VCB2>VB2(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。

图2 前后级的直接耦合

,多级放大电路的放大倍数

        

    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。

   
直接耦合—— 耦合电路采用直接连接或电阻连接,不采用电抗性元件。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。

   
电抗性元件耦合—— 级间采用或变压器耦合。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。

    根据输入信号的性质,就可决定级间耦合电路的形式。

    耦合电路的简化形式如图所示。

(a) 阻容耦合 (b) 直接耦合 (c) 变压器耦合
 耦合电路形式

1、用输入电阻法求电压增益
在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法。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,简称输入电阻法。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,简称开路电压法。
    现以图07.03的两级放大电路为例加以说明,将该图给出参数后示于图1中。

图1  两级放大电路计算例

    的
b
1=b2=b=100,VBE1=VBE2=0.7V。计算总电压放大倍数。分别用输入电阻法和开路电压法计算。

  1.求静态工作点

 
 
 
 
 

  2.求电压放大倍数
    先计算三极管的输入电阻
          
    电压增益

    如果求从 VS 算起的电压增益,需计算输入电阻
        
        
        

2、直接耦合

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。

1. 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。例如 mV/°C 或 mV/min。 

2. 前后极静态工作点的相互影响
    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。
    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。于是
           VC1=VB2
                      VC2=VB2 + VCB2>VB2(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。

图2 前后级的直接耦合

多级放大电路电压及其级间耦合方式

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