多级放大器的分析

,模拟电子技术,第,2,章 基本放大电路,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,第三章,第七节 多级放大电路,1310电子专业班,多级放大电路的耦合方式,几种耦合方式的比较,多级放大电路的分析,1,预习提纲,1.为什么需要多级放大器？,2.何谓耦合？常见的耦合方式有哪几种？,3.直接耦合遇到什么问题？如何解决？,4.直接耦合方式的优点和缺点是什么？,5.阻容耦合方式的优点和缺点是什么？,2,知识回顾单级共射放大电路,3,为什么要多级放大？,在上几节内容中，我们主要研究了由一个晶体管组成基本放大电路，它们的电压放大倍数一般只有几十倍。但是在实际应用中，往往需要放大非常微弱的信号，上述的放大倍数是远远不够的。为了获得更高的电压放大倍数，可以把多个基本放大电路连接起来，组成“多级放大电路”。把输入信号经过多次放大，就能得到所需要的放大倍数。,如下图所示为多级放大电路的方框图。,引言,信号源,输入级,中间级,输出级,负载,4,其中每一个基本放大电路叫做一“级”，而级与级之间的连接方式则叫做“耦合方式”。,一般有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。,放大器间的耦合必须满足以下基本要求：,（,1）保证各级放大电路都有合适的静态工作点，以免信号失真；,（2）保证前级输出信号能顺利传输到下一级，并尽量减少功率损耗和失真。,直接,耦合,A,1,A,2,电路简单，能放大交、直流,信号，“,Q,”,互相影响，零点,漂移严重。,阻容,耦合,A,1,A,2,各级 “,Q,”,独立，只放大交流,信号，信号频率低时耦合电,容容抗大。,变压,器,耦合,A,1,A,2,用于选频放大器、,功率放大器等。,一、多级放大电路间的耦合方式,5,1.,阻容耦合,通过电容将后级电路与前级相连接,优点：,各级放大器静态工作点独立。,由于电容器隔直流而通交流，所以它们的直流通路相互隔离、相互独立的，这样就给设计、调试和分析带来很大方便。,输出温度漂移比较小。,在传输过程中，交流信号损失少。,只要耦合电容选得足够大，则较低频率的信号也能由前级几乎不衰减地加到后级，实现逐级放大。,缺点：,不适合放大缓慢变化的信号。,不便于作成集成电路。,（放大频率不太低的交流信号交流放大器）,低频特性差；,6,2.,直接耦合,将前级的输出端直接与后级的输入端相连接,优点：,各级放大器静态工作点相互影响。,输出温度漂移严重。,缺点：,可放大缓慢变化的信号。,电路中无电容，便于集成化,（低频特性好，能放大缓慢变化甚至直流信号直流放大器）,7,（,1,）电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。由于级间是直接耦合，所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号。,（,2,）便于集成。由于电路中只有晶体管和电阻，没有电容器和电感器，因此便于集成。,缺点：,优点,：,（,1,）各级的静态工作点不独立，相互影响。会给设计、计算和调试带来不便。,（,2,）引入了零点漂移问题。零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重。,（,2,）直接耦合放大电路的优缺点,8,为什么只对直接耦合多级放大电路提出这一问题呢？,温度的变化和零点漂移都是随时间缓慢变化的，如果放大电路各级之间采用阻容耦合，这种缓慢变化的信号不会逐级传递和放大，问题不会很严重。但是，对直接耦合多级放大电路来说，输入级的零点漂移会逐级放大，在输出端造成严重的影响。特别时当温度变化较大，放大电路级数多时，造成的影响尤为严重。,9,3.,变压器耦合（隔离性能好）,放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上,优点：,1,、各级电路的静态工作点相互独立，改变匝数比可以实现阻抗变换，获得大的输出功率。,2,、,变压器耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互独立、互不影响的。,因为变压器不能传送直流信号。,3,、变压器耦合多级放大电路基本上没有温漂现象。,缺点：,体积大，成本高，,不便于集成；,不能传送直流或者频率低的信号，,高频和低频性能都很差,提示：,（80年代的收音机、扩音机广泛使用）,现在基本不用，被集成电路取代,10,4、三种耦合方式放大电路的应用场合,阻容耦合放大电路：用于交流信号的放大。特别是用于多级放大器的中间级。,变压器耦合放大电路：用于功率放大及调谐放大。,直接耦合放大电路：一般用于放大直流信号或缓慢变化的信号。一般经常用于集成放大器。,集成电路中的放大电路都采用直接耦合方式。为了抑制零漂，它的输入级采用特殊形式的差动放大电路。,11,例题 根据下图所示电路回答问题。,（,1）电路由几级放大电路所构成？各级之间采用何种耦合方式？,（2）各级采用哪类偏置电路？,12,13,【,解题点拨,】本题考查的是多级放大电路的识图能力。放大电路的形式有多种，但每一级放大电路都是由放大管、偏置电阻、负载电阻三部分所组成。级与级之间采用的耦合元件是判断耦合方式的依据。,【,解题示范,】,（1）电路由三级放大电路所构成, , , , 构成第一级放大电路， ， ， 构成第二级放大电路， ， ， ， ， ， ， 构成第三级放大电路。,第一级与第二级的耦合元件是 ， ， ，属于阻容耦合方式；变压器 在第二级与第三级之间起隔直流通交流的作用，因此为变压器耦合。,（2）第一级放大电路上有上、下偏置电阻 ， ，输出信号取自发射极，因此为分压式偏置共集放大电路；第二级放大电路只有一个偏置电阻 ，属固定偏置共射放大电路；第三级放大电路也为分压式偏置共射放大电路。,14,二、多级放大电路的分析,1、电压放大倍数的计算,由于多级放大电路前一级的输出信号就是后一级的输入信号，所以多级放大电路的总电压放大倍数为各级电压放大倍数的乘积。数学表达式为：,=,. .,若用分贝表示，则总增益为各级增益的代数和。数学表达式为,：,(dB)= (dB)+ (dB)+.+,(dB),式中n为多级放大电路的级数,两者可以相互转换,= 20lg| |,2.,输入电阻和输出电阻,从第一级输入端看进去的等效电阻，为多级放大电路的输入电阻，用符号 表示。,15,=,从最后一级的输出端看进去的等效电阻，为多级放大电路的输出电阻，用符号 表示。,=,3、通频带,一般来说，多级放大电路的通频带比组成它的每级单级放大电路的通频带都要窄。因此，多级放大电路提高了 它的电压放大倍数，却是以牺牲通频带为代价。,16,例题：,有一台收音机，其各级的功率增益为：天线输入级-3dB,变频级为20dB，第一中放级为30dB，第二中放级为35dB，检波级-10dB，末前级为40dB，功放级为20dB，求收音机总功率的增益是多少。,解：增益的分贝值为负，说明该级放大电路放大倍数小于1,=-3（dB）+20（dB）+30（dB）+35（dB）-10（dB）+40dB+20dB=132（dB）,17,作业：,1、多级放大电路耦合的概念？有几种耦合方式？,2、设三级放大电路，各级电压放大倍数均为100，问总的电压放大倍数是多少？,18,