組成多級放大電路的每一個基本電路稱為一級,級與級之間的連接方式稱為級間耦合。多級放大電路有3種常見的耦合方式,即阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。
1、阻容耦合將多級放大電路的前級輸出端通過電容接到后級輸入端,稱為阻容耦合方式。圖1所示為兩阻容耦合放大電路,第一級為共射放大電路,第二級為共集放大電路。
圖1 兩級阻容耦合放大電路
阻容耦合的優點是:前級和后級直流通路彼此隔開,每一級的靜態工件點相互獨立,互不影響。便于分析和設計電路。因此,阻容耦合在多級交流放大電路中得到了廣泛應用。
阻容耦合的缺點是:信號在通過耦合電容加到下一級時會大幅衰減,對直流信號(或變化緩慢的信號)很難傳輸。在集成電路里制造大電容很困難,不利于集成化。所以,阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。
應當指出,由于集成放大電路的應用越來越廣泛,只有在特殊需要下,由分立元件組成的放大電路中才可能采用阻容耦合方式。
2、變壓器耦合變壓器耦合是利用變壓器將前級的輸出端與后級的輸入端連接起來,這種耦合方式稱為變壓器耦合,如圖2所示。輸出信號經過變壓器送到負載。RB1、RB2為T管的偏置電阻,CE是旁路電容,用于提高交流放大倍數。
圖2 變壓器耦合共射放大電路
變壓器耦合的優點是:由于變壓器不能傳輸直流信號,且有隔直作用,因此各級靜態工作點相互獨立,互不影響。變壓器在傳輸信號的同時還能夠進行阻抗、電壓、電流變換。
變壓器耦合的缺點是:體積大、笨重等,不能實現集成化應用。
但是由于變壓器比較笨重,無法實際集成,而且也不能傳輸緩慢變化的信號,因此,這種耦合方式目前已很小采用。
3、直接耦合直接耦合是將前級放大電路和后級放大電路直接相連的耦合方式,這種耦合方式稱為直接耦合,如圖3(a)所示。直接耦合所用元件少,體積小,低頻特性好,便于集成化。直接耦合的缺點是:由于失去隔離作用,使前級和后級的直流通路相通,靜態電位相互牽制,使得各級靜態工作點相互影響。另外還存在著零點漂移現象。現討論如下
(a)簡單直接耦合的多級放大電路
(b)改進的直接的多級耦合電路
圖3 直接耦合多級放大電路
①靜態工作點相互牽制。如圖3(a)所示,不論T1管集電極電位在耦合前有多高,接入第二級后,被T2管的基極鉗制在0.7V左右,致使T2管處于臨界飽和狀態,導致整個電路無法正常工作。
為了使前、后級電路的靜態工作點較合理,必須對電路的結構進行必要的改進。圖3 (b)所示為一種簡單改進的直接耦合放大電路。圖中,T2的發射極接有穩壓管,利用穩壓管的直流壓降UZ可以提高T1的集-射極電壓(UCE1=UBE2+UZ),而且,由于穩壓管的動態電阻很小,故對第二級電路的電壓放大倍數影響不大。
②零點漂移現象。由于溫度變化等原因,使放大電路在輸入信號為零時輸出信號不為零的現象稱為零點漂移,簡稱零漂。產生零點漂移的主要原因是由于溫度變化而引起的。因而,零點漂移的大小主要由溫度所決定。
在直接耦合的多級放大電路中,由于前、后級直接相連,前一級的漂移電壓會和有用的信號一起送到下一級,而且逐級放大,以至于在輸出端很難區別什么是有用信號,什么是漂移電壓,放大電路不能正常工作。抑制零點漂移簡單而且有效的措施是采用差動放大電路。
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原文標題:多級放大電路常見的耦合方式,你了解多少?
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