1、,Home,3. 多級放大電路,3.1 多級放大電路的分析計算,3.2 差分放大電路,內(nèi)容簡介 本章介紹多級放大電路的耦合方式及分析方法；直接耦合多級放大電路的組成及分析；零點漂移的基本概念；差分放大電路的分析計算；互補輸出級電路。,Home,1. 直接耦合,Next,級間耦合：多級放大電路的每一個基本放大電路稱為一級；級與級之間的連接稱之為耦合。多級放大電路有四種基本耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。,將前一級的輸出用導線直接連接到后一級的輸入端的耦合方式，稱之為直接耦合。,一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點的設置,例3.1 計算圖3.1所示直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點，并在輸

2、出特性曲線上標出該靜態(tài)工作點，進行動態(tài)范圍和失真的定性分析。計算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,已知：Rs=1.5k，Rb1=20k，Rc1=2.2k，Rc2=720， Vcc=12V，1= 2=50， T1、T2均為硅管。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,從計算的過程可以看出，直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點是相互影響的；從圖中可以看出，T1的靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)，容易產(chǎn)生飽和失真。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Ne

3、xt,Back,直接耦合放大電路的改進形式：,問題：Re2的接入將大大降低第二級的電壓放大倍數(shù)，從而影響整個放大電路的放大能力。,問題：DZ的接入將逐級抬高集電極的靜態(tài)電位，使之接近于電源電壓，引起后級的靜態(tài)工作點不合適。,3.1 多級放大電路的分析計算,二、直接耦合放大電路的優(yōu)缺點,優(yōu)點：具有良好的低頻特性，可以放大緩慢變化的信號；無大電容和電感，容易集成。,Home,Next,Back,缺點：靜態(tài)工作點相互影響，分析、計算、設計較復雜；存在零點漂移。,2. 阻容耦合,將前一級的輸出用電容連接到后一級的輸入端的耦合方式，稱之為阻容耦合。,例3.2 圖3.5所示阻容耦合放大電路，推導靜態(tài)工作點

4、、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達式。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點，此時電容相當于開路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時電容和直流電源均相當于短路。,阻容耦合放大電路的直流通路是相互獨立的，電路的分析、計算和調(diào)試比較容易，是分立元件放大電路的主要耦合方式。其缺點是低頻特性差，不能放大緩慢變化的 信號；由于耦合電容容量較大，所以不便于集成化。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點，此時電容相當于開路，電感相當于短路；（2）在微變等效電路上求解交流

5、參數(shù)，此時電容和直流電源均相當于短路，變壓器相當于阻抗變換器。,3. 變壓器耦合,將前一級的輸出通過變壓器連接到后一級的輸入端（或負載上）的耦合方式，稱之為變壓器耦合。,例3.3 對圖3.6所示放大電路進行靜態(tài)和動態(tài)分析。,3.1 多級放大電路的分析計算,Home,Next,Back,變壓器耦合放大電路的直流通路也是相互獨立的，電路的分析、計算和調(diào)試比較容易；可以實現(xiàn)阻抗變換，在分立元件功率放大電路中應用廣泛。其缺點是低頻特性差，不能放大緩慢變化的 信號；體積大，而且非常笨重，不能集成化。,4. 光電耦合,光電耦合：以光信號為媒質(zhì)來實現(xiàn)電信號的耦合與傳遞。,3.1 多級放大電路的分析計算,Ho

6、me,Next,Back,輸出特性：,3.1 多級放大電路的分析計算,傳輸比：,光電耦合放大電路的最大優(yōu)點是可以實現(xiàn)輸入回路和輸出回路的電氣隔離，從而可有效地抑制電干擾。但其放大能力較差，可用集成光電耦合放大器解決。,3.2 差分放大電路,Home,1. 直接耦合放大電路的零點漂移現(xiàn)象,Next,零漂：輸入短路時，輸出仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。,主要原因：溫度變化引起，也稱溫漂。電源電壓波動、元件老化等也會產(chǎn)生輸出電壓的漂移。,溫漂指標：溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。,（2） 采用溫度補償。,（3） 采用差分式放大電路。,（1） 在電路中引入直流負反饋

7、。,一、直接耦合放大電路的零點漂移,二、抑制零點漂移的方法,3.2 差分放大電路,2. 差分放大電路,電路特點：T1、T2 所在的兩邊電路參數(shù)完全對稱。,一、電路的組成和抑制溫漂的原理,Home,Next,Back,溫度變化和電源電壓波動，都將使T1、T2集電極電流產(chǎn)生變化，且變化趨勢是相同的，因此當從T1、 T2 集電極輸出信號時，其變化量相互抵消，理想情況下，沒有溫漂。,3.2 差分放大電路,1、靜態(tài)分析,二、差放電路的分析計算,Home,Next,Back,3.2 差分放大電路,2、動態(tài)分析,Home,Next,Back,（1）共模輸入： uI1= uI2= uIc，稱之為共模輸入信號。

8、,以上計算結(jié)果表明：（1）單端輸出時，差放電路對共模信號的抑制是通過Re的強烈負反饋實現(xiàn)的；（2）雙端輸出時，差放電路對共模信號的抑制主要是通過電路參數(shù)的對稱性實現(xiàn)的；在電路參數(shù)不完全對稱時，通過Re的強烈負反饋作用，進一步抑制共模信號。,共模電壓放大倍數(shù),共模電壓放大倍數(shù),3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,（2）差模輸入：uI1= - uI2= uId/2，稱之為差模輸入信號。,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,差模電壓放大倍數(shù),思考題 （1）為什么差放可以抑制零漂？（2）當輸出端接負載電阻RL時，靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)如何？,解答,3.2 差分放大

9、電路,Home,Next,Back,共模抑制比：,三、差放電路的四種接法,前面我們已經(jīng)介紹了雙入雙出和雙入單出兩種接法。輸入信號除了可以接在差放電路的兩個輸入端之間，還可以單端輸入（如圖3.19所示），輸出也可以采用單端和雙端兩種形式，從而構(gòu)成單入雙出和單入單出兩種接法。,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,單端輸入可以等效為圖3.29所示輸入方式：既有差模輸入信號uI，又有共模輸入信號uI/2；輸出電壓既包括差模信號，又包括共模信號。單入單出、單入雙出情況下的靜態(tài)分析和差模信號的分析對應于雙入單出、雙入雙出時的情況，沒有差別。,對共模信號而言，單入雙出在理想情況下，其共模信號

10、完全被抑制，可以等效為雙入雙出的情況；但在電路參數(shù)不完全一致時，存在共模雙出電壓。而單入單出就一定存在共模輸出電壓，共模電壓放大倍數(shù)的計算與雙入單出相同。,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,四、差放電路的改進形式,差放電路依靠電路的對稱性抑制零漂，當電路對稱性不好時，將產(chǎn)生零漂，故在兩管發(fā)射極之間增加一阻值很小的調(diào)零電位器Rw，以使uI1= uI2 =0時， uO =0。,此外，增加Re的阻值，可以增加抑制零漂的效果，但同時需要提高電源電壓，并且在集成電路中，大阻值電阻制作困難，所以改用恒流源代替Re 。,Rw的接入對差模電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻有何影響？,3.2 差分放

11、大電路,Home,Next,Back,例3.4 圖3.22所示電路中，已知VCC= VEE =9V，VBE =0.7V， Rc=4.7 k， Rb= Rw= 100， RL=10 k， I=1.2mA， Rw的滑動端位于中點，晶體管=50，rbb =300 ， uI =0.02V，求： （1）靜態(tài)工作點；（2）差模輸出電壓 uO。,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,例3.5 如圖3.23所示電路，求：（1）靜態(tài)工作點；（2）Au、 ri、 ro的表達式。,3.2 差分放大電路,Home,Next,Back,3.2 差分放大電路,Home,Back,小 結(jié) 本講主要介紹以下內(nèi)容： 放