1多级放大电路的耦合方式

封面长江小三峡返回引言组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级，级与级之间的连接称为级间耦合。多级放大电路有四种常见的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。本页完引言uiuo返回第一级放大器第二级放大器耦合方式uo1ui1耦合电路往往与放大电路融为一体，不单独存在的。学习要点本节学习要点和要求掌握阻容耦合了解变压器耦合原理了解光电耦合原理掌握直接耦合返回多级放大电路耦合方式主页多级放大电路的耦合方式主页使用说明：要学习哪部分内容，只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可。直接耦合阻容耦合结束变压器耦合光电耦合吐鲁蕃班公寺返回一、直接耦合方式1、直接耦合方式的特点1、直接耦合方式的特点直接耦合方式将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端，称为直接耦合。典型的直接耦合方式继续本页完第一级第二级uO1+-uI2第一级的输出直接与第二级的输入相连，这是直接耦合的特点。第一级的集电极电阻Rc1亦是第二级输入端的基极偏置电阻。+VCCT1T2Rb1+-uIRc1Rb2Rc2uO+-问题：本电路存在什么缺陷？典型直接耦合方式的讨论1、直接耦合方式的特点直接耦合方式典型的直接耦合方式继续本页完+-第一级的UCE1Q=第二级的UBE2Q，而正常放大时第二级的UBE2Q=0.7V，显然这个电压对第一级的UCE1Q显得太小了，容易使第一级进入饱和区。考虑静态时的Q点+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2UCEQ2+-问题：本电路存在什么缺陷？IB2QUCE1QUBE2Q将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端，称为直接耦合。2、直接耦合方式的改进电路①第二级加入Re1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续本页完+为了使第一级的UCE1Q有较高的电压而第二级的UBE2Q=0.7V，通常在第二级的发射极加一个电阻Re。+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2+-加入Re后，会令放大电路的增益下降IB2QUCE1QUBE2Q2、直接耦合方式的改进Re-+-+-未加入Re时Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)Re考虑静态时的Q点①在第二级加入电阻ReUCEQ2②第二级加入二极管1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续本页完+为了使电路有足够的增益，可以把Re改为一个二极管(或两个二极管串联)，二极管静态时压降为0.7V，可提高UCEQ1，动态时(工作在交流时)正向电阻很小，相当于T2的Re很小。+VCCT1T2Rb1IC1QRc1Rb2Rc2+-加入Re后，会令放大电路的增益下降IB2QUCE1QUBE2Q2、直接耦合方式的改进D-+-+-未加入Re时Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)Re0.7V考虑静态时的Q点②用二极管正向连接代替Re①在第二级加入电阻ReUCEQ2③第二级加入稳压二极管1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续本页完若T1需要较大的UCEQ1，可以把Re改为一个稳压二极管，利用稳压二极管反向击穿时的压降VZ较高，提高UCEQ1，其击穿后的动态电阻也很小。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Rc2+-加入Re后，会令放大电路的增益下降2、直接耦合方式的改进D+-未加入Re时Au=-——Rcrbe加入Re后Au=-——————Rcrbe+(1+)ReVZ考虑静态时的Q点R-+-+③用稳压二极管代替Re②用二极管正向连接代替Re①在第二级加入电阻ReUCEQ2为了保证稳压管工作在反向击穿状态，必须从电源利用电阻R把反向电压加至稳压管。讨论前四种电路集电极电位1、直接耦合方式的特点直接耦合方式以上几个电路的输出有一个共同的特点，就是静态时各三极管集电极的电位随着级数的增加会越来越高(因为为了保证三极管正常工作在放大区，集电极电压一定要比基极电压高)。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Rc2+-2、直接耦合方式的改进DVZR③用稳压二极管代替Re②用二极管正向连接代替Re①在第二级加入电阻ReUCEQ2+--+继续本页完集电极电位会越来越接近电源的电压，令后级的Q点取不到合适的数值。所以若耦合级数过多时，应令集电极电位降下来。④NPN与PNP型混合耦合方式1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续PNP型管正常工作时，电压的极性与NPN刚好相反，集电极比基极电位要低，两种类型的管混用，可以把输出端升高了的直流电位降下来。+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改进③用稳压二极管代替Re②用二极管正向连接代替Re①在第二级加入电阻ReUCEQ2+--+④用PNP和NPN混合使用Rc2uO集电极电位会越来越接近电源的电压，令后级的Q点取不到合适的数值。所以若耦合级数过多时，应令集电极电位降下来。本页完3、直接耦合方式的优缺点1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改进UCEQ2+--+①优点：低频特性好，即对低频信号不易产生失真；可以放大缓慢变化的信号（如随温度、光线变化的电信号等）；便于在集成电路中使用。Rc2uO集电极电位会越来越接近电源的电压，令后级的Q点取不到合适的数值。所以若耦合级数过多时，应令集电极电位降下来。3、直接耦合方式的优缺点②缺点：前后级Q点相互牵连，令电路的设计、调试和分析带来一定的困难；尤其是受温度的影很大。本页完直接耦合方式结束页1、直接耦合方式的特点直接耦合方式继续+VCCT1T2Rb1Rc1Rb2Re2+-2、直接耦合方式的改进UCEQ2+--+Rc2uO集电极电位会越来越接近电源的电压，令后级的Q点取不到合适的数值。所以若耦合级数过多时，应令集电极电位降下来。3、直接耦合方式的优缺点本页完①优点：低频特性好，即对低频信号不易产生失真；可以放大缓慢变化的信号（如随温度、光线变化的电信号等）；便于在集成电路中使用。②缺点：前后级Q点相互牵连，令电路的设计、调试和分析带来一定的困难；尤其是受温度的影很大。本内容学习结束,单击返回,返回本节学习主页;单击继续,继续学习阻容耦合；单击结束,结束学习。返回结束继续二、阻容耦合方式1、阻容耦合方式的特点1、阻容耦合方式的特点阻容耦合方式继续阻容耦合中的电阻是利用了放大电路中的电阻(如Rb2和Re2)和三极管的输入电阻(rbe)。本页完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1将前一级的输出端通过电容器连接到后一级的输入端，称为阻容耦合。C2第一级的输出经电容器与第二级的输入相连，信号的传递必须经过电容器。这是阻容耦合的特点。C2Rb2rbe2(1+2)(Re2//RL)+-++--Uo1·Uc2·Ui2·Ui2=Uo1-Uc2···C2容量很大，XC很小，有Uc20。·由图得所以Ui2Uo1··由推导知：阻容耦合中必须有电阻，否则无法取得信号。uO1ui22、阻容耦合方式的优缺点1、阻容耦合方式的特点阻容耦合方式继续阻容耦合中的电阻是利用了放大电路中的电阻(如Rb2和Re2)和三极管的输入电阻(rbe)。本页完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1C2由推导知：阻容耦合中必须有电阻，否则无法取得信号。uO1ui22、阻容耦合方式的优缺点①优点：由于有电容器的隔直流作用，所以前后级的Q点相互独立，因而温度稳定性较好且容易分析、设计和调试。在分立元件电路中使用广泛。②缺点：低频特性差。因为电容器对低频的容抗大，低频信号在电容器上的电压降较大(衰减信号)并产生相移，使低频信号衰减和失真；另电容器不易集成。阻容耦合方式结束页1、阻容耦合方式的特点阻容耦合方式继续阻容耦合中的电阻是利用了放大电路中的电阻(如Rb2和Re2)和三极管的输入电阻(rbe)。本页完典型的阻容耦合方式+VCCT1T2Rb2+-uIRc1Rb1Rb2uO+-Re2Re1RLCeC3C1C2由推导知：阻容耦合中必须有电阻，否则无法取得信号。uO1ui22、阻容耦合方式的优缺点①优点：由于有电容器的隔直流作用，所以前后级的Q点相互独立，因而温度稳定性较好且容易分析、设计和调试。在分立元件电路中使用广泛。本内容学习结束,单击返回,返回本节学习主页;单击继续,继续学习变压器耦合；单击结束,结束学习。返回结束继续②缺点：低频特性差。因为电容器对低频的容抗大，低频信号在电容器上的电压降较大(衰减信号)并产生相移，使低频信号衰减和失真；另电容器不易集成。三、变压器耦合方式（结束页）1、变压耦合的特点1、变压器耦合的特点变压器耦合方式继续变压器耦合的最大优点是可以实现阻抗变换(自行复习有关知识)，直流前后级相互隔离。本页完典型的变压器耦合方式前级的输出端通过变压器连接到后级的输入端或负载上，称为变压器耦合。前级的输出经变压器把信号送至后级的输入或负载上，这是变压器耦合的特点。变压器不能耦合缓慢的信号(即低频特性差)，体积大而重，不能集成，现时使用较少。+VCCTRb1+-uIN1Rb2RLReCeC1uO1ui2N2+-uO++本内容学习结束,单击返回,返回本节学习主页;单击继续,继续学习光电耦合；单击结束,结束学习。返回结束继续四、光电耦合方式1、光电耦合的特点1、光电耦合的特点光电耦合方式继续本页完光电耦合器前级的输出信号通过光电耦合器传输到后级的输入端，称为光电耦合。发光二极管，光强随电流iD而变化，即把电能转化为光能，作为输入回路。T1c+uDDiDT2ice-光线(光能)光电三极管，受光照射可产生电流iC(把光能转化为电能)，作为输出回路。由于前后级的电气部分完全隔离，所以能有效地抑制电干扰。2、光电耦合器的传输特性1、光电耦合的特点光电耦合方式继续本页完光电耦合器T1c+uDDiDT2ice-2、光电耦合器的传输特性uCE/ViC/mAOID3ID1ID2ID4光电耦合器的传输特性光电耦合器的传输特性曲线与三极管的传输特性曲线相似，输入电流iD相当于三极管的基极电流iB，只要uCE足够大，iC只随iD按正比例变化，即iC=CTR·iD其中CTR是常数，称为传输比，相当于三极管中的，但比小很多，一般CTR=0.1~1.5。光电耦合结束页1、光电耦合的特点光电耦合方式继续本页完光电耦合器T1c+uDDiDT2ice-2、光电耦合器的传输特性uCE/ViC/mAOID3ID1ID2ID4光电耦合器的传输特性光电耦合器的传输特性曲线与三极管的传输特性曲线相似，输入电流iD相当于三极管的基极电流iB，只要uCE足够大，iC只随iD按正比例变化，即iC=CTR·iD其中CTR是常数，称为传输比，相当于三极管中的，但比小很多，一般CTR=0.1~1.5。本内容学习结束,单击返回,返回本节学习主页;单击结束,结束学习。返回结束再见