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《多級(jí)放大電路放大倍數(shù)算法》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第十一講 多級(jí)放大電路第三章多級(jí)放大電路[教學(xué)目的]1、掌握多級(jí)放大電路的耦合方式,為集成電路的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)2、掌握直接耦合放大電路中差分放大電路的組態(tài)及動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算3、了解多級(jí)放大電路中的互補(bǔ)輸出級(jí)[教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)]1、差分放大電路的作用2、差分放大電路雙入、雙出組態(tài)中靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算,差模電壓增益、共模電壓增益、共模抑制比、差模輸入電阻及輸出電阻的分析計(jì)算3、消除交越失真的措施[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)多級(jí)放大電路的耦合方式一、直接耦合二、阻容耦合三、變壓器耦合四、光電耦合第二節(jié)多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析第三節(jié)直接耦合放大電路一、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移二、差分放大電路
2、三、直接耦合互補(bǔ)輸出級(jí)四、直接耦合多級(jí)放大電路本章討論的問題:1.單管放大電路為什么不能滿足多方面性能的要求?2.如何將多個(gè)單級(jí)放大電路連接成多級(jí)放大電路? 各種連接方式有和特點(diǎn)?3.直接耦合放大電路的特殊問題是什么?如何解決?4.差分放大電路與其它基本放大電路有什么區(qū)別? 為什么它能抑制零點(diǎn)漂移?5.直接耦合放大電路輸出級(jí)的特點(diǎn)是什么?如何根據(jù) 要求組成多級(jí)放大電路?3.1多級(jí)放大電路的耦合方式3.1.1直接耦合多級(jí)放大電路的連接,產(chǎn)生了單元電路間的級(jí)聯(lián)問題,即耦合問題。放大電路的級(jí)間耦合必須要保證信號(hào)的傳輸,且保證各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)正確。直接耦合——耦合電路采用直
3、接連接或電阻連接,不采用電抗性元件。直接耦合電路可傳輸?shù)皖l甚至直流信號(hào),因而緩慢變化的漂移信號(hào)也可以通過直接耦合放大電路。3.1.2阻容耦合電抗性元件耦合——級(jí)間采用電容或變壓器耦合。電抗性元件耦合,只能傳輸交流信號(hào),漂移信號(hào)和低頻信號(hào)不能通過。根據(jù)輸入信號(hào)的性質(zhì),就可決定級(jí)間耦合電路的形式。3.1.3變壓器耦合采用變壓器耦合也可以隔除直流,傳遞一定頻率的交流信號(hào),因此各放大級(jí)的Q互相獨(dú)立。變壓器耦合的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)輸出級(jí)與負(fù)載的阻抗匹配,以獲得有效的功率傳輸。變壓器耦合阻抗匹配的原理見(a)。圖變壓器的阻抗匹配在理想條件下,變壓器原副邊的安匝數(shù)相等,I1N1=I2
4、N2I2=(I1N1/N2)=I1(V1/V2)=(V2/RL)(V1/R1)(V1/V2)=(V2/RL)(N1/N2)2=R1/RLn2=R1/RL可以通過調(diào)整匝比n來使原副端阻抗匹配。當(dāng)變壓器的原端作為諧振回路使用時(shí),為了使較小的三極管輸出電阻不影響諧振回路的Q值,在原端采用抽頭的方式以實(shí)現(xiàn)匹配。此時(shí)將V1接在a¢b之就可以減輕三極管對(duì)Q值的影響。如圖(b)所示。3.1.4光電耦合耦合電路的簡化形式如圖所示。(a)阻容耦合(b)直接耦合(c)變壓器耦合耦合電路形式直接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響,應(yīng)認(rèn)真加以解決。3.2多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)分析一、多級(jí)
5、放大電路電壓放大倍數(shù)的計(jì)算在求分立元件多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)時(shí)有兩種處理方法。一是將后一級(jí)的輸入電阻作為前一級(jí)的負(fù)載考慮,即將第二級(jí)的輸入電阻與第一級(jí)集電極負(fù)載電阻并聯(lián),簡稱輸入電阻法。二是將后一級(jí)與前一級(jí)開路,計(jì)算前一級(jí)的開路電壓放大倍數(shù)和輸出電阻,并將其作為信號(hào)源內(nèi)阻加以考慮,共同作用到后一級(jí)的輸入端,簡稱開路電壓法?,F(xiàn)以圖的兩級(jí)放大電路為例加以說明,將該圖給出參數(shù)后示于圖中。兩級(jí)放大電路計(jì)算例三極管的b1=b2=b=100,VBE1=VBE2=0.7V。計(jì)算總電壓放大倍數(shù)。分別用輸入電阻法和開路電壓法計(jì)算。1用輸入電阻法求電壓增益(1)求靜態(tài)工作點(diǎn)(2)求
6、電壓放大倍數(shù)先計(jì)算三極管的輸入電阻電壓增益如果求從VS算起的電壓增益,需計(jì)算輸入電阻2用開路電壓法求電壓增益第一級(jí)的開路電壓增益3.3直接耦合放大電路3.3.1直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合或電阻耦合使各放大級(jí)的工作點(diǎn)互相影響,這是構(gòu)成直接耦合多級(jí)放大電路時(shí)必須要加以解決的問題。一、直接耦合放大電路(1)電位移動(dòng)直接耦合放大電路如果將基本放大電路去掉耦合電容,前后級(jí)直接連接,如圖07.02所示。于是VC1=VB2VC2=VB2+VCB2>VB2(VC1)這樣,集電極電位就要逐級(jí)提高,為此后面的放大級(jí)要加入較大的發(fā)射極電阻,從而無法設(shè)置正確的工作點(diǎn)。這種方式只
7、適用于級(jí)數(shù)較少的電路。圖07.02前后級(jí)的直接耦合(2)NPN+PNP組合電平移動(dòng)直接耦合放大電路級(jí)間采用NPN管和PNP管搭配的方式,如圖07.03所示。由于NPN管集電極電位高于基極電位,PNP管集電極電位低于基極電位,它們的組合使用可避免集電極電位的逐級(jí)升高。圖07.03NPN和PNP管組合(3)電流源電平移動(dòng)放大電路在模擬集成電路中常采用一種電流源電平移動(dòng)電路,如圖07.04所示。電流源在電路中的作用實(shí)際上是個(gè)有源負(fù)載,其上的直流壓降小,通過R1上的壓降可實(shí)現(xiàn)直流電平移動(dòng)。但電流源交流電阻大,在R1上的信號(hào)損失相對(duì)較小,從而保證信號(hào)的有效傳遞。同時(shí),輸出