模電筆記-多級(jí)放大電路基礎(chǔ)

一 多級(jí)放大電路的耦合方式
組成多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱(chēng)為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接稱(chēng)為級(jí)間耦合；
直接耦合：將前一級(jí)的輸出直接連接到后一級(jí)的輸入端，稱(chēng)為直接耦合；采用直接耦合方式使各級(jí)之間的直流通路相連，因而靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，這樣就給電路分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)一定的困難；實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)采用計(jì)算機(jī)軟件輔助分析；直接耦合放大電路的突出優(yōu)點(diǎn)是低頻特性好，可以放大變化緩慢的信號(hào)，并且由于電路中沒(méi)有大容量電容，易于構(gòu)成集成放大電路；
阻容耦合：將放大電路的前級(jí)輸出端通過(guò)電容連接到后級(jí)輸入端，成為阻容耦合方式；這樣各級(jí)之間直流通路獨(dú)立，靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立，分析時(shí)可按單級(jí)處理；不足是低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)，且大容量電容不易于集成化；
變壓器耦合：將放大電路前級(jí)的輸出信號(hào)通過(guò)變壓器接到后級(jí)的輸入端或負(fù)載電阻上，稱(chēng)為變壓器耦合；優(yōu)點(diǎn)在于使每級(jí)放大電路直流通路獨(dú)立，便于分析設(shè)計(jì)，以及可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，以使負(fù)載得到足夠功率；缺點(diǎn)與阻容耦合類(lèi)似，不能放大直流信號(hào)且不易于集成；
光電耦合：光電耦合是以光信號(hào)為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的，因其抗干擾能力強(qiáng)而得到廣泛應(yīng)用；光電耦合器將發(fā)光元件如發(fā)光二極管與光敏元件如光電三極管相互絕緣地組合在一起，其特性類(lèi)似于光電三極管，重要參數(shù)包括傳輸比CTR；目前，集成光耦已具有較強(qiáng)放大能力，光電耦合最主要優(yōu)點(diǎn)即抗干擾能力強(qiáng)。

二 多級(jí)放大電路動(dòng)態(tài)分析方法
動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)：多級(jí)放大電路動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)為各級(jí)放大倍數(shù)的乘積；
輸入電阻：多級(jí)放大電路輸入電阻為第一級(jí)放大電路的輸入電阻；
輸出電阻：多級(jí)放大電路輸出電阻為最后一級(jí)放大電路的輸出電阻；應(yīng)當(dāng)注意的是：當(dāng)共集放大電路作為輸入級(jí)（即第一級(jí)）時(shí)，其輸入電阻與其負(fù)載即第二級(jí)電路的輸入電阻有關(guān)；而當(dāng)共集放大電路作為輸出級(jí)（即最后一級(jí)）時(shí)，其輸出電阻與其信號(hào)源內(nèi)阻，即倒數(shù)第二級(jí)的輸出電阻有關(guān)；
非線(xiàn)性失真：判斷多級(jí)放大電路的失真，應(yīng)首先確定是在哪一級(jí)先出現(xiàn)的失真，然后再判斷是飽和失真還是截止失真，然后調(diào)整電路參數(shù)。

三 直接耦合放大電路
零點(diǎn)漂移現(xiàn)象：輸入端短路即輸入為零時(shí)，輸出端仍有緩慢變換的輸出電壓，這種現(xiàn)象稱(chēng)為零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，其本質(zhì)為靜態(tài)工作點(diǎn)的緩慢變化；導(dǎo)致零點(diǎn)漂移的原因很多如電源電壓的波動(dòng)、元件的老化、半導(dǎo)體器件的溫度敏感性；阻容耦合或變壓器耦合電路不會(huì)將漂移傳遞至下一級(jí)，但直接耦合電路會(huì)加劇這種現(xiàn)象，甚至使電路不能正常工作；導(dǎo)致零點(diǎn)漂移的最普遍原因?yàn)闇囟茸兓?，因此零點(diǎn)漂移也稱(chēng)為溫度漂移、溫漂；抑制零點(diǎn)漂移即是抑制Q點(diǎn)漂移，因此方法主要有：引入直流負(fù)反饋；溫度補(bǔ)償；構(gòu)成“差分放大”，自身抵消；
差分放大電路基礎(chǔ)：差分放大電路采用對(duì)稱(chēng)電路，其對(duì)共模信號(hào)如溫度漂移有較強(qiáng)抑制作用，僅放大差模信號(hào)即有用信號(hào)；差放采用的對(duì)稱(chēng)電路即一般單管放大電路，分析并不復(fù)雜，關(guān)鍵是要理解共模信號(hào)、差模信號(hào)的定義以及在電路上是如何抑制共模信號(hào)的；

差分放大電路分析方法：分析差分放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，關(guān)鍵在于射級(jí)電阻的接法，確定射級(jí)電流、基極電流及C-E電壓；差分放大電路對(duì)共模信號(hào)的抑制既利用了電路對(duì)稱(chēng)性，也利用了射極電阻對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，因此射極電阻也稱(chēng)為共模負(fù)反饋電阻，此電阻越大，反饋越強(qiáng)，抑制共模信號(hào)導(dǎo)致集電極電流變化的能力就越強(qiáng)，衡量差分放大電路對(duì)共模信號(hào)抑制能力的為共模放大倍數(shù)，即共模輸出電壓與共模輸入電壓之比；對(duì)于有用輸入信號(hào)即差模信號(hào)，其放大倍數(shù)的分析同樣采用動(dòng)態(tài)等效電路法；

直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)：電壓放大電路輸出級(jí)的一般要求為輸出電阻低和最大不失真輸出電壓大；直接耦合互補(bǔ)輸出極具有此特點(diǎn)，由雙電源分別提供交流信號(hào)的正負(fù)半周輸出電流，稱(chēng)雙向跟隨，并且其在輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出也可靠為零；為消除一般互補(bǔ)輸出級(jí)的交越失真現(xiàn)象，可采用改進(jìn)的互補(bǔ)電路，使得輸出晶體管在靜態(tài)時(shí)也微弱導(dǎo)通，常用的改進(jìn)電路有二極管形式和倍增電路形式；為提高輸出級(jí)電流放大倍數(shù)（能夠減小前級(jí)驅(qū)動(dòng)電流）也可采用復(fù)合管構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)電路。

參考書(shū)籍：
1．模擬電子技術(shù)，第四版，童詩(shī)白，高等教育出版社

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