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文檔簡介

組合放大電路-多級放大電路1多級放大電路的耦合方式2多級放大電路的動態(tài)分析3直接耦合放大電路本章是學習集成運算放大電路的基礎。1.掌握各種耦合方式的優(yōu)缺點;

2.掌握組合(多級)放大電路的耦合方式及其特點,能正確分析估算阻容耦合多級放大電路的動態(tài)參數(shù)Au、Ri、Ro。

基本要求:一、多級放大電路的耦合方式級與級之間的連接稱為級間耦合;常見耦合方式有四種:直接耦合阻容耦合變壓器耦合光電耦合1.直接耦合一.直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設置當T2接入后,有UCEQ1=UBEQ2

0.7V,使T1接近飽和狀態(tài),T1的動態(tài)范圍很小,易產(chǎn)生飽和失真。解決辦法:(提高UB2)(1)加入電阻RE2(影響AU2).(2)加二極管(對直流相當電壓源,對交流相當小電阻,對放大能力影響小.)oiRTT12CE1RRB1C1uuU+VCCC2RB2E2R前一級輸出直接接后一級輸入.圖中省去了第二級的基極電阻,由RC1兼任.(1)(2)(3)在T2的發(fā)射極加入穩(wěn)壓管RUzDz12RRB2C1R

C2uiuoTT+VCCRB1加R以保證流經(jīng)DZ的電流大于最小穩(wěn)定電流(5mA或10mA).(4)利用NPN型管和PNP型管進行電平移動VCC+RRB1C1RE2uiuoTT12RC2RB2(解決NPN管多級共射接法集電極電位逐級升高問題)保證T2工作在放大區(qū),UC2<UB2(UC1)直接耦合方式的優(yōu)缺點缺點:

各級靜態(tài)工作點相互影響,

電路的分析、設計和調(diào)試較困難。優(yōu)點:

低頻特性較好,可以放大變化緩慢的信號;

電路中沒有大電容,易于集成。2.阻容耦合

將放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端。阻容耦合方式的特點(1)各級靜態(tài)工作點相互獨立,設計、計算、調(diào)試方便,(3)大電容的存在,不便于集成化,適用于分立元件電路。(2)低頻特性差,不能用來放大直流和緩慢變化的信號3.變壓器耦合前級輸出端通過變壓器接到后級輸入端或負載電阻上靠磁路耦合。變壓器耦合方式的特點(1)各級靜態(tài)工作點相互獨立,設計、計算、調(diào)試方便;(4)變壓器的存在,不便集成,用于分立元

件電路中。(3)低頻特性差,不能用來放大直流和緩慢變化的信號;(2)最大特點可以實現(xiàn)阻抗變換,廣泛用于

分立元件功率放大電路;4.光電耦合一、光電耦合器以光信號為媒介實現(xiàn)電信號的耦合與傳遞。光電耦合器是將發(fā)光元件(發(fā)光D)與光敏元件(光電T)相互絕緣地組合在一起,實現(xiàn)電氣隔離。uDDT1T2iDiC光電耦合器及其傳輸特性iCID2uCE

0ID1ID3ID4ID增大光電耦合放大電路usDT1T2RsVcc信號源輸出回路光電耦合電路輸入回路與輸出回路間沒有電連接,靠光耦合,具有較強的抗干擾能力。多級放大電路的動態(tài)分析多級放大電路方框圖usRSRLuoA1+-Uo1Ui2A2An+--+Ui

多級放大電路的放大倍數(shù)等于組成它的各級放大電路電壓放大倍數(shù)的乘積。(注意:后級的Ri為前級的RL)例:1.放大電路如圖所示。試求。已知=50。

解:CE-CC組合放大電路兩者比較可看出增益明顯提高例:1.放大電路如圖所示。試求。已知=50。

解:兩者比較可看出增益明顯提高例5.

電路如圖所示為一兩級直接耦合放大電路,已知兩三極管的電流放大倍數(shù)均為β,輸入電阻為rbe,電路參數(shù)如圖,計算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。分析:本放大電路為一兩級直接耦合放大電路,兩極都是共集電極組態(tài),即CC-CC組合放大電路

。計算其性能指標時,應注意級間的相互影響。(1)求電壓放大倍數(shù)AV=VO/Vi

:畫出放大電路的小信號等效電路。小信號等效電路AV1=VO1/Vi

=(1+β)(Re1//RL1)/[rbe+(1+β)(Re1//RL1)]AV2=VO/VO1

=(1+β)(Re2//RL)/[rbe+(1+β)(Re2//RL)]AV=VO/Vi=AV1*AV2其中:RL1為第一級放大電路的負載電阻,

RL1=rbe+(1+β)(Re2//RL)小信號等效電路(2)輸入電阻Ri(3)輸出電阻Ro其中:Ro1為第一級放大電路的輸出電阻,Ro1=Re1//[(rbe+(Rb1//Rs))/(1+β)]放大電路的頻率響應

在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念---

幅度頻率特性相位頻率特性

幅頻特性是描繪:輸入信號幅度固定,輸出信號的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。即∣∣=∣∣=

相頻特性是描繪:輸出信號與輸入信號之間相位差隨頻率變化而變化的規(guī)律。即

放大電路的幅頻特性和相頻特性,稱為頻率響應。因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱幅頻失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為相位頻率失真,簡稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。產(chǎn)生頻率失真的原因1.放大電路中存在電抗性元件,例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;

2.三極管的()是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時,三極管的低頻小信號模型不再適用,而要采用高頻小信號模型。電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為RC低通電路的頻率響應RC低通電路的頻率響應

RC低通電路的頻率特性曲線Av的模、上限截止頻率和相角分別為:

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標,稱為上限截止頻率。當時,幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降,或?qū)懗?20dB/dec。在處的誤差最大,有-3dB。

當時,相頻特性將滯后45°,并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10處與實際的相頻特性有最大的誤差,其值分別為+5.7°和-5.7°。

這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖,是分析放大電路頻率響應的重要手段。RC高通電路式中

RC高通電路曲線RC高通電路的近似頻率特性下限截止頻率、模和相角分別為:單極放大電路的高頻響應(1)高頻小信號模型

受控電流源

根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型。高頻混合π型小信號模型電路

這一模型中用代替,這是因為β本身就與頻率有關,而gm與頻率無關。推導如下:(2)用代替幾點結(jié)論:1.放大電路的耦合電容是引起低頻響應的主要原因,下限截止頻率主要由低頻時間常數(shù)中較小的一個決定;2.三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應的主要原因,上限截止頻率由高頻時間常數(shù)中較大的一個決定;3.由于若電壓放大倍數(shù)K增加,C'b'e也增加,上限截止頻率就下降,通頻帶變窄。增益和帶寬是一對矛盾,所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項重要指標。4.CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。17、電路如圖,設兩管β=100,rbb'=0,VBE=0.7V,

求:(1)IC1,VCE1,IC2,VCE2.

(2)Av1,Av2及Av

(3)Ri,Ro

作業(yè):電路如圖,設兩管β=100,rbb‘=0,VBE=0.7V,

求:(1

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