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什么是多級放大電路?

發(fā)布時(shí)間:2022-01-27 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】當(dāng)打開或關(guān)閉 LED 時(shí),隨著光線變亮或變暗有一個(gè)緩慢的過渡。這種類型的瞬態(tài)行為非常簡單,但這是一個(gè)電子系統(tǒng)改變狀態(tài)時(shí)的基本反應(yīng)。使用瞬態(tài)分析可以充分理解時(shí)域中的信號轉(zhuǎn)換,以及它們與重要系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系。


一般情況下,單個(gè)三極管構(gòu)成的放大電路的放大倍數(shù)是有限的,只有幾十倍,這就很難滿足我們的實(shí)際需要,在實(shí)際的應(yīng)用中,一般是使用多級放大電路。


多級放大電路,其實(shí)也是由多個(gè)單個(gè)三極管構(gòu)成的,把單個(gè)三極管放大電路進(jìn)行級聯(lián),就能組成多級放大電路。


那么問題來了,這些放大電路每級之間怎么進(jìn)行連接?這里就涉及到一個(gè)叫“耦合方式”的專業(yè)術(shù)語了,耦合方式是指多級放大電路各級之間的連接方式。


多級放大電路常用的耦合方式主要有三種:阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合。


1、阻容耦合放大電路


下圖所示電路就是一個(gè)阻容耦合方式連接成的一個(gè)多級放大電路,電路的第一級和第二級之間通過電容相連接。


什么是多級放大電路?


阻容耦合方式的主要優(yōu)點(diǎn)是,由于前后級放大電路是通過電容相連接,所以各級之間的直流通路是相互斷開的,各級的靜態(tài)工作點(diǎn)之間互不影響。如果電容容量足夠大,那么在一定頻率范圍內(nèi),輸入信號是可以幾乎無衰減的傳送到后一級電路的。


但是,阻容耦合方式的缺點(diǎn)也很顯著,因?yàn)殡娙萦小案糁薄钡淖饔?,所以直流成分不能通過電容器,其次,電容器對變化緩慢的信號也會有比較大的阻礙作用,所以當(dāng)變化緩慢的信號通過電容時(shí)會造成比較大的衰減。


更重要的是,大容量的電容器很難集成到集成電路中,所以,阻容耦合電路不適合運(yùn)用在集成的放大電路中。


2、變壓器耦合放大電路


變壓器能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換成磁能的形式進(jìn)行傳送,所以所以變壓器也能作為多級放大電路的耦合元件來使用。


如下圖所示就是一個(gè)變壓器耦合放大電路,變壓器T1將第一級的輸出信號傳送給第二級,變壓器T2將第二級的輸出信號傳送給負(fù)載。


什么是多級放大電路?


變壓器耦合放大電路的重要優(yōu)點(diǎn)是具有阻抗變換作用,因而可以應(yīng)用在分立元件功率放大電路中;另外,電路前后級是通過磁能來實(shí)現(xiàn)耦合,所以各級之間的靜態(tài)工作點(diǎn)相對獨(dú)立,互不影響。


阻抗變換:當(dāng)負(fù)載阻抗和傳輸線特性阻抗不等,或兩段特性阻抗不同的傳輸線相連接時(shí)均會產(chǎn)生反射,會使損耗增加、功率容量減小、效率降低;只要在兩段所需要匹配的傳輸線之間,插入一段或多段傳輸線段,就能完成不同阻抗之間的變換,以獲得良好匹配。


變壓器耦合的缺點(diǎn)在于,低頻特性差,不能放大變化緩慢的信號,直流信號也無法通過變壓器;而且變壓器比較笨重,無法集成化。


3、直接耦合放大電路


為了克服前面兩種耦合方式的無法集成化,也不能傳送變化緩慢的信號的缺點(diǎn),可以采用直接耦合方式,將前級的輸出端直接或者通過電阻接到后一級電路的輸入端。


什么是多級放大電路?


直接耦合的放大電路既能傳送交流信號,又能傳送直流信號,也便于集成化,所以,實(shí)際的集成運(yùn)算放大電路中,通常是直接耦合的多級放大電路。


直接耦合方式帶來的缺點(diǎn)是各級之間的直流通路相連,所以靜態(tài)工作點(diǎn)會相互影響。


為了使直接耦合的兩個(gè)放大電路能正常工作,就要解決各級都要有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)的問題,如果解決不好,直接耦合會使靜態(tài)工作點(diǎn)的緩慢變化逐級傳遞和放大。


如下圖兩個(gè)電路就是兩種解決途徑,可以解決一些靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響的問題。(原理稍復(fù)雜這里就不詳細(xì)說了)


什么是多級放大電路?


什么是多級放大電路?


對于一個(gè)高質(zhì)量的直接耦合放大電路,要求它除了要有很高的電壓放大倍數(shù)之外,還要零點(diǎn)漂移也比較低。


零點(diǎn)漂移:如果一個(gè)直接耦合放大電路輸入端對地短路,并調(diào)整電路,使輸出電壓也為等于零,理論上來說,輸出電壓應(yīng)該一直保持不變,但實(shí)際上,輸出電壓將離開零點(diǎn),緩慢地發(fā)生不規(guī)則的變化,這種現(xiàn)象就叫做零點(diǎn)漂移。



直接耦合放大電路由于各級靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,所以它的分析、計(jì)算、調(diào)試會比較麻煩,會比前面兩種耦合電路要復(fù)雜。


在多級放大電路中,由于各級之間是互相串聯(lián)起來的,前一級的輸出就后一級的輸入,多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積。


什么是多級放大電路?


這點(diǎn)是我們需要知道的,多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)是相乘,不是相加。

(來源:面包板社區(qū))


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