3 多级放大电路

第三章多级放大电路,3.1多级放大电路的耦合方式,3.2多级放大电路的动态分析,3.3直接耦合放大电路,耦合,直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合电声耦合,3.1多级放大电路的耦合方式,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。,耦合电路采用直接连接或电阻连接，不采用电抗性元件。,级间采用电容或变压器耦合。,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。,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。,直接耦合,电抗性元件耦合,根据输入信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。,级间采用光电器件耦合。,光电耦合,耦合电路的形式举例,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。,(a)阻容耦合(b)直接耦合(c)变压器耦合,3.1.1直接耦合,存在问题：1、UceQ10.7V才能正常工作2、rbe2的存在使Au1很小,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。,a.直接连接,一、直接耦合放大电路Q点的设置：,b.第二级加射极电阻,VC1=VB2VC2=VB2+VCB2VB2（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。,c.第二级加射极稳压管或二极管：,NPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路,d.,级间采用NPN管和PNP管搭配的方式，如图示。由于NPN管集电极电位高于基极电位，PNP管集电极电位低于基极电位，它们的组合使用可避免集电极电位的逐级升高。,关键:考虑级间影响,1.静态:Q点同单级，各级互不影响,2.动态性能:,方法:,ri2=RL1,3.1.2阻容耦合,考虑级间影响,2,ri,ro:概念同单级,1,3.1.3变压器耦合,采用变压器耦合也可以隔除直流，传递一定频率的交流信号，因此各放大级的Q互相独立。变压器耦合的优点是可以实现输出级与负载的阻抗匹配，以获得有效的功率传输。,可以通过调整匝比n来使原、副端阻抗匹配。,在理想条件下：,变压器耦合的阻抗变换,3.1.4光电耦合,说明：1、具有普通三极管类似曲线2、多数以集成电路形式出现3、主要用于抗电磁干扰,一、光电耦合器及其传输特性,二、光电耦合放大电路：,3.1.4光电耦合,3.2多级放大电路的动态分析,设:1=2=50,rbe1=2.9K,rbe2=1.7K,两级放大电路计算例1,解：（1）Q点各级互不影响，单独计算。,解:,（2）微变等效电路:,（3）动态参数：,1,ri=R1/rbe1+（+1)RL1,其中RL1=RE1/ri2=RE1/R2/R3/rbe1=RE1/RL1=RE1/ri2,=27/1.71.7K,ri=1000K/(2.9+511.7)K82K,2,ro=RC2=10K,其中：,3.3.1直接耦合放大电路的零点漂移现象:,1.零点漂移:,当ui=0时：,有时会将信号淹没,零漂：,输入短路时，仍有缓慢变化的输出电压产生.,3.3直接耦合放大电路,第一级是关键!,2.减小零漂的措施,用非线性元件进行温度补偿,引入直流负反馈,采用差分式放大电路,主要原因：,温度变化引起，也称温漂。,温漂指标：,温度每升高1度时，输出漂移电压按电压增益折算到输入端的等效输入漂移电压值。,3.3.2差分放大电路:,一、电路的组成:,一、电路的组成:,抑制零漂的原理:,uo=uC1-uC2=0,uo=(uC1+uC1)-(uC2+uC2)=0,当ui1=ui2=0时，,当温度变化时：,uC1=uC2,uC1=uC2,当ui1=ui2（大小相等，极性相同），共模输入信号,设ui1，ui2，使uC1，uC2。因ui1=ui2，uC1=uC2uo=0(理想化)。但因两侧不完全对称，uo0,（很小),当ui1=-ui2（大小相等，极性相反），差模输入信号,(可以放大差模信号）,但如果Re1、Re2很大，则差模电压放大倍数将很小。,(d),(e),二、长尾式差分放大电路,双电源长尾式差分放大电路,1、静态分析,设IB1=IB2=IB,IC1=IC2=IC,则:RBIB+UBE+2REIE=VEE,RBIB2REIE,则:ICQIEQ,IE1=IE2=IE,2、共模信号的抑制作用,iB1=iB2,iC1=iC2,uC1=uC2,uOC=0,理想对称,RE的作用：,iE1=iE2=iEuE=2iERe,2、共模信号的抑制作用,iB1=iB2,iC1=iC2,uC1=uC2,uOC=0,RE的作用：,uIC,理想对称,抑制共模信号！,共模电压放大倍数:,3、对差模信号的放大作用:,差模电压放大倍数:,这种方式适用于双端输入和双端输出，输入、输出均不接地的情况。,共模抑制比,双端输出，理想情况:,4电压传输特性:,三、差分放大电路的四种接法：,双入、双出,回顾,IB、IE、IC同前。,1、双端输入单端输出：,电路的直流通路,1、双端输入单端输出：,差模的微变等效通路,1、双端输入单端输出：,共模的微变等效通路,2、单端输入双端输出：,如果电路参数理想对称，则:,同双端输入双端输出！,是单端输入,另一管还能取得信号吗?,3、单端输入单端输出,同双端输入单端输出！,P167例3.3.1,4.几种方式指标比较,四、改进型差分放大电路：,rce31M,恒流源,T3:放大区,恒流源相当于阻值很大的电阻。,恒流源不影响差模放大倍数。,恒流源影响共模放大倍数，使共模放大倍数减小，从而增加共模抑制比，理想的恒流源相当于阻值为无穷大的电阻，所以共模抑制比是无穷大。,恒流源的作用,恒流源电路的简化画法及电路调零措施：,场效应管差分放大电路,特点：输入阻抗非常高！,3.3.3直接耦合互补输出级,一、基本电路：,要求：1、输出阻抗低2、不失真输出大,交越失真：当输入信号小于be结开启电压时，输出电压将在ui过零附近失真,Pspice仿真波形,二、消除交越失真的互补输出级,1.静态偏置,可克服交越失真,2.动态工