模拟电子电路原理与设计基础：3多级放大电路

1、多级放大电路耦合方式动态分析基本差分电路一 般 概 念差 动 放 大 电 路直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合直接耦合放大电路电 路 分 析差分放大电路的传输特性FET差分放大电路电路组成零点飘移及产生原因抑制零漂的措施及原理特 点动态分析差模分析共模分析静态计算几种方式的计算指标比较共模抑制比输入/出电阻思考耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。多级放大电路的耦合方式耦合：即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：1. 静态：保证各级Q点设置2. 动态: 传送信号。第一级放大电路输 入 输 出第二级放大电路第 n 级放大电路 第 n-1 级放大电路功放级要求：波形不失真，减少压

2、降损失。 Exit直接耦合静态工作点的设置多级放大电路的耦合方式Exit两级阻容耦合放大电路多级放大电路的耦合方式Exit变压器耦合共射放大电路由 P1=P2 则多级放大电路的耦合方式Exit光电耦合器及其传输特性多级放大电路的耦合方式Exit多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析Exit设: 1=2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 例1前级后级+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2求: A、Ri 、R0多级放大电路的动态分析Exit关键:考虑级间影响。1.静态:Q点同单

3、级。2. 动态性能:方法:Ri2 = RL1Ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2例1多级放大电路的动态分析Exit考虑级间影响2Ri ，Ro : 概念同单级1RiRoRi2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2例1多级放大电路的动态分析Exit微变等效电路:RE1R2R3RC2RLRSR1RiRi2R0例1多级放大电路的动态分析ExitRE1R2R3RC2RLRSR1RiRi2R01. Ri = R1 / rbe

4、1 +（ +1)RL1其中: RL1= RE1/ Ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1 = RE1/Ri2= 27 / 1.7 1.7k Ri =1000/(2.9+511.7) 82k2. Ro = RC2= 10k例1多级放大电路的动态分析Exit3.中频电压放大倍数:其中： RE1R2R3RC2RLRSR1RiRi2R0多级放大电路的动态分析例1ExitRE1R2R3RC2RLRSR1RiRi2R0例1多级放大电路的动态分析Exit多级阻容耦合放大器的特点：(1) 各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)

5、后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。(6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。多级放大电路的动态分析Exit 若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au 、Ri和Ro 。 usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiRiT1rbe2=2.36 krbe1=1.62 kro1=RC=5 k例2多级放大电路的动态分

6、析ExitR0RiRi1例2多级放大电路的动态分析Exit讨论：带负载能力 即：当负载电阻由5k变为1k时，放大倍数降低到原来的92.3%RL=5 k时： Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 kAu= Au1 Au2 =-183RL=1 k时： Au1=-174 ，Au2=0.97，ri2=76 kAu= Au1 Au2 =-1691.输出接射极输出器时的带负载能力：例2多级放大电路的动态分析Exit2.输出不接射极输出器时的带负载能力：RL=5k 时： Au=-93RL=1k 时： Au=-31放大倍数降低到原来的30%讨论：带负载能力例2多级放大电路的动态分析Exit 3.

7、若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus 。Au2=-93 ri2=1.52 kAu1=0.98 ri=101 k+ECR1RCC12R2CERE1RiuoT1uiRBC21RE2T2usRS讨论：带负载能力例2多级放大电路的动态分析Exit输入不接射极输出器时： 可见，输入接射极输出器可提高整个放大电路的放大倍数Aus。讨论：带负载能力例2多级放大电路的动态分析动态分析Exit1. 直接耦合放大电路可以放大直流信号 2. 零点漂移零 漂：主要原因：温漂指标：# 为什么一般的集成运算放大器都要采用直接耦合方式？温度变化引起，也称温漂。输入短路时，输出仍有缓慢变化的电压产

8、生。温度每升高1C，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。电源电压波动也是原因之一差动放大电路Exit例如若第一级漂了100 uV，则输出漂移 1 V。若第二级也漂了100 uV，则输出漂移 10 mV。假设 第一级是关键漂了 100 uV漂移 10 mV+100 uV漂移 1 V+ 10 mV漂移 1 V+ 10 mV差动放大电路Exit 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 调制解调方式。如“斩波稳零放大器” 采用差分式放大电路差动放大电路 抑制零点漂移原理 温度变化和电源电压波动，其效果相当于在两个输入端加入了共模信号。 差分式放大电路对共模信号有很强抑制作用抑制零

9、漂Exit 从上图可看出即使电路处于单端输出方式时，仍有较强的抑制零漂能力。 差动放大电路 抑制零点漂移原理抑制零漂Exit差分式放大电路输入输出结构示意图+-vi1+-vi2+-vo1差放vo2+-+-vid+-vo差模信号共模信号差模电压增益共模电压增益差模信号输出共模信号输出差动放大电路差分式放大电路中的一般概念Exit共模抑制比反映抑制零漂能力的指标根据vid、 vic两式又有总输出电压差模等效输入方式差放+-vid差放+-vid(a)(b)共模等效输入方式差放+-vic差动放大电路差分式放大电路中的一般概念Exit基本差分式放大电路一、带恒流源的差分电路Exit（1）2个共射电路vi

10、1 b；c vo1（2）直接耦合二、长尾式差分电路负电源 VEE 1.电路组成基本差分式放大电路Exit（1）2个共射电路直接耦合（2）两边对称vo = vo1 vo2 = Av1vi1 Av2vi2vo = Avd(vi1 vi2) = Avdvi1 Avdvi2 AV1 = AV2 （3）公共射极电阻Re放大差模；抑制共模。射极偏置，稳定Q；单端输出2.特点:二、长尾式差分电路基本差分式放大电路Exit差分放大电路的电路分析注意：静态时，其输入端为零电位电路对称 由IB的计算式可知，Re对一半差分电路而言，只有2 Re 才能获得相同的电压降。动画6-1（vi1 = vi2 = 0）Je正偏

11、T放大Jc反偏1).双入双出静态分析一、静态计算Exit差分放大电路的电路分析一、静态计算1).双入双出静态分析Exit2).双入单出的静态分析差分放大电路的电路分析一、静态计算图1图2Exit二、 动态分析（1）小信号等效电路法（2）分析思路 根据对称特点，转化为单边电路求解。（3）运用叠加原理差分放大电路的电路分析Exit（4）四种工作方式a. 双端输入、双端输出（双-双）b. 双端输入、单端输出（双-单）c. 单端输入、双端输出（单-双）d. 单端输入、单端输出（单-单）二、 动态分析差分放大电路的电路分析Exit仅输入差模信号大小相等，相位相反。大小相等，信号被放大。相位相反。差分放大

12、电路的电路分析二、 动态分析Exit三、差模分析输入纯差模信号（1）双入双出：差分放大电路的电路分析ExitRe短路RL各分一半三、差模分析（1）双入双出：差分放大电路的电路分析Exit三、差模分析（2）双入双出：RL各分一半（Re短路）差分放大电路的电路分析以双倍的元器件换取抑制零漂的能力Exit（3）双入单出：+反相端RL由T1单独负担三、差模分析（Re短路）差分放大电路的电路分析Exit差模电压增益单端输入等效于双端输入 指标计算与双端输入相同差分放大电路的电路分析三、差模分析Exit四、共模分析1).双入双出：动画差分放大电路的电路分析Exit 对每只管，认为是iE流过阻值为2Re的射极带电阻。四、共模分析差分放大电路的电路分析1).双入双出：Exit2).双入单出：差分放大电路的电路分析四、共模分析Exit双端输出，理想情况:单端输出：抑制零漂能力越强单端输出时的总输出电压：差分放大电路的电路分析五、共模抑制比Exit六、输入电阻和输出电阻单端输出时： 双端输出时： 差分放大电路的电路分析图1图2Exit输出方式双出单出双出单出几种方式的计算指标比较Exit输出方式双出单出