直接耦合多級放大電路的零點漂移

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1、6安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23直接耦合多級放大電路的零點漂移多級放大電路的耦合方式為了獲得足夠高的增益或滿足輸入電阻、輸出電阻的特殊要求，實用的放大電路通常由幾級基本放大單元級聯(lián)而成，構(gòu)成多級放大電路。各級之間的連接方式稱為耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合、直接耦合三種.直接耦合多級放大電路的特點???直接耦合也稱為直流耦合。其優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：（1）信號傳輸通路沒有電抗元件，可以放大直流及緩慢變化的信號；（2）體積小，便于集成。缺點：（1）各級之間靜態(tài)工作點相互影響；（2）存在較嚴重的零點漂移問

2、題。圖1是一個3級直接耦合放大電路。根據(jù)各級輸入輸出所處的電極，可以判斷出第一、二級是共發(fā)射極組態(tài)，第三級是共集電極組態(tài)。零點漂移如果將直接耦合放大電路的輸入端短路，其輸出端應(yīng)有一固定的直流電壓，即靜態(tài)輸出電壓。但實際上輸出電壓將隨著時間的推移，偏離初始值而緩慢地隨機波動，這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。零漂實際上就是靜態(tài)工作點的漂移。零漂產(chǎn)生的主要原因66安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23（1）溫度的變化。由溫度對放大電路工作點影響一節(jié)我們知道，溫度的變化最終都將導(dǎo)致BJT的集電極電流IC的變化，從而使靜態(tài)工作點發(fā)

3、生變化，使輸出產(chǎn)生漂移。因此，零漂有時也稱為溫漂。（2）電源電壓波動。電源電壓的波動，也將引起靜態(tài)工作點的波動，而產(chǎn)生零點漂移。分析零點漂移應(yīng)注意的幾個問題（1）只有在直接耦合放大電路中，前級的零點漂移才能被逐級放大，并最終傳送出。（2）第一級的漂移影響最大，對放大電路的總漂移起著決定性作用。（3）當(dāng)漂移電壓的大小可以與有效信號電壓相比時，將“淹沒”有效信號。嚴重時甚至使后級放大電路進入飽和或截止狀態(tài)，而無法正常工作。抑制零點漂移一般措施（1）用非線性元件進行溫度補償；（2）采用調(diào)制解調(diào)方式。如“斬波穩(wěn)零放大器”；（3）采

4、用差分式放大電路。目前，第三種方式以其簡單，經(jīng)濟，抑制零漂能力強等特點而廣泛采用。抑制零點漂移的原理66安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23在圖1差分式放大電路中單端輸出時溫度變化?兩管集電極電流以及相應(yīng)的集電極電壓相同的變化?在電路完全對稱的情況下，雙端輸出（兩集電極間）的電壓可以始終保持為零?抑制了零點漂移盡管在實際情況下，要做到兩管電路完全對稱是比較困難的，但輸出漂移電壓仍將大大減小。單端輸出時抑制零點漂移的作用也可以從另一方面來理解。由BJT的工作特性我們知道，溫度升高時，集電極電流會增加。由于電路中Re的存在

5、，將對電路產(chǎn)生如下影響：66安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23直接耦合放大電路的特點直接耦合放大電路的特點????一般情況下，很多物理量如壓力、液面、流量、溫度、長度等經(jīng)過傳感器處理后轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯?、變化緩慢的非周期電信號，這類信號還不足以驅(qū)動負載，必須經(jīng)過放大。因這類信號不能通過耦合電容逐級傳遞，所以，要放大這類信號，采用阻容耦合放大電路顯然是不行的，必須采用直接耦合放大電路。所謂直接耦合，就是將前一級的輸出端直接接到后一級的輸入端，如圖7-1所示。??直接耦合放大電路與阻容耦合放大電路相比，具有以下特點：????①

6、電路中只有晶體管和電阻，沒有大電容，級與級之間是直接聯(lián)結(jié)，便于集成化。????②由于級間采用直接耦合，電路對于低頻信號甚至直流信號都能放大。????③前后級的靜態(tài)工作點互不獨立，相互影響。由圖7-1可見，前級的集電極電位恒等于后級的基極電位，前級的集電極電阻RC1同時又是后級的基極偏流電阻，以致造成前后級的工作點互相影響，互相牽制。66安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23圖7-1直接耦合兩級放大電路????為使前后級靜態(tài)工作點合適，工作正常，就必須瞻前顧后、通盤考慮。在圖7-1所示的電路中，若三極管為硅管，則必存在UC

7、E1=UBE20.7V，這會造成整個放大器無法正常工作。為了使每一級都有合適的靜態(tài)工作點，常用的方法是在后級發(fā)射極接入適當(dāng)?shù)碾娮鑂E2或穩(wěn)壓管Dz，抬高后級發(fā)射極電位，以增大前級UE1電壓的作用，如圖7-2(a)、(b)所示?！D7-2抬高后級發(fā)射極電位的直接耦合放大電路????④存在零點漂移現(xiàn)象。零點漂移是直接耦合放大電路存在的一個特殊問題。輸入電壓為零(ui=0)而輸出電壓(uo=0)不為零，且緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象，被稱為零點漂移現(xiàn)象，如圖7-3所示。66安徽理工大學(xué)電信學(xué)院2011/11/23圖7-3零點漂移現(xiàn)

8、象????存在零點漂移現(xiàn)象的直接耦合放大電路中，漂移電壓和有效信號電壓混雜在一起被逐級放大，當(dāng)漂移電壓大小可以和有效信號電壓相比時，是很難在輸出端分辨出有效信號電壓的；在漂移現(xiàn)象嚴重的情況下，往往會使有效信號“淹沒”，使放大電路不能正常工作。因此，必須找出產(chǎn)生零漂的原因和抑制零漂的方法。???在放大電路