多級(jí)放大電路與差分放大電路

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1、6.5多級(jí)放大電路及其級(jí)間耦合方式信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式:直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失靜態(tài):保證各級(jí)有合適的Q點(diǎn)波形不失真多級(jí)放大電路的框圖對(duì)耦合電路的要求第二級(jí)推動(dòng)級(jí)輸入級(jí)輸出級(jí)輸入輸出1.耦合方式2.阻容耦合放大電路第一級(jí)第二級(jí)負(fù)載信號(hào)源兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容C2與下級(jí)輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T23.變壓器耦合放大電路兩級(jí)之

2、間通過(guò)耦合變壓器T與下級(jí)輸入電阻連接直接耦合:將前級(jí)的輸出端直接接后級(jí)的輸入端??捎脕?lái)放大緩慢變化的信號(hào)或直流量變化的信號(hào)。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE24.直接耦合放大電路直接耦合存在的三個(gè)問(wèn)題:(1)前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響(2)靜態(tài)零輸出問(wèn)題(3)零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移:指輸入信號(hào)電壓為零時(shí),輸出電壓發(fā)生緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO產(chǎn)生的原因:晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。零點(diǎn)漂移的危害:直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重時(shí),可能淹

3、沒(méi)有效信號(hào)電壓,無(wú)法分辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。輸入端等效漂移電壓輸出端漂移電壓電壓放大倍數(shù)只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號(hào)小許多時(shí),放大后的有用信號(hào)才能被很好地區(qū)分出來(lái)。由于不采用電容,直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。通頻帶f

4、Au

5、0.707

6、Auo

7、OfH

8、Auo

9、幅頻特性抑制零點(diǎn)漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個(gè)重要的問(wèn)題。適合于集成化的要求,在集成運(yùn)放的內(nèi)部,級(jí)間都是直接耦合。電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱,在理想的情況下,兩管的特性

10、及對(duì)應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩管靜態(tài)工作點(diǎn)相同1差分放大電路的工作原理6.6差分放大電路1)零點(diǎn)漂移的抑制uo=VC1-VC2=0uo=(VC1+?VC1)-(VC2+?VC2)=0靜態(tài)時(shí),ui1=ui2=0當(dāng)溫度升高時(shí)?IC??VC?(兩管變化量相等)對(duì)稱差分放大電路對(duì)兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。溫度↑RE的作用2)信號(hào)輸入兩管集電極電位呈等量同向變化,所以輸出電壓為零,即對(duì)共模信號(hào)沒(méi)有放大能力。(1)共模信號(hào)ui1=ui2大小相等、極

11、性相同差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)能力的大小,反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制水平。共模信號(hào)需要抑制2)信號(hào)輸入兩管集電極電位一減一增,呈等量異向變化,(2)差模信號(hào)ui1=–ui2大小相等、極性相反uo=(VC1-?VC1)-(VC2+?VC1)=-2?VC1即對(duì)差模信號(hào)有放大能力。差模信號(hào)是有用信號(hào)(3)比較輸入ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV-2mV例2:ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:ui1=18mV+2mVui2=18mV-2mV可分解成:ui1=

12、8mV+2mV共模信號(hào)差模信號(hào)放大器只放大兩個(gè)輸入信號(hào)的差值信號(hào)—差動(dòng)放大電路。這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見(jiàn)的。2差分放大電路的輸入輸出方式雙輸出端,雙輸入端,四種輸入輸出方式反相輸入同相輸入(CommonModeRejectionRatio)全面衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力。差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)KCMR越大,說(shuō)明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng),而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。3共模抑制比共模抑制比若電路完全對(duì)稱,理想情況下共模放大倍數(shù)Ac=0輸出電壓uo=Ad(ui1

13、-ui2)=Aduid若電路不完全對(duì)稱,則Ac?0,實(shí)際輸出電壓uo=Acuic+Aduid即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響。6.7互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路1對(duì)功率放大電路的基本要求功率放大電路的作用:是放大電路的輸出級(jí),去推動(dòng)負(fù)載工作。例如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)等。(1)在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率。(2)由于功率較大,要求提高效率。ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管的工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通,靜態(tài)IC較大,波形好,管

14、耗大效率低。乙類工作狀態(tài)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通,靜態(tài)IC=0,波形嚴(yán)重失真,管耗小效率高。甲乙類工作狀態(tài)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期,靜態(tài)IC?0,一般功放常采用。2互補(bǔ)對(duì)稱放大電路互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式。當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí),由于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器(OutputTransformerless)電路,簡(jiǎn)稱OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連,輸出

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