多级放大电路的耦合方式

接线图 2023年07月21日 23:06 214 admin

在实际应用中，常对放大电路的性能提出多方面的要求，单级放大电路的电压倍数一般只能达到几十倍，往往不能满足实际应用的要求，而且也很难兼顾各项性能指标。这时，可以选择多个基本放大电路，将它们合理连接，从而构成多级放大电路。

组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接方式称为级间耦合。多级放大电路有4种常见的耦合方式，即阻容耦合、变压器耦合、直接耦合和光耦合。

1、阻容耦合

将多级放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。图1所示为两阻容耦合放大电路，第一级为共射放大电路，第二级为共集放大电路。

图1 两级阻容耦合放大电路

阻容耦合的优点是：前级和后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工件点相互独立，互不影响。便于分析和设计电路。因此，阻容耦合在多级交流放大电路中得到了广泛应用。

阻容耦合的缺点是：信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅衰减，对直流信号（或变化缓慢的信号）很难传输。在集成电路里制造大电容很困难，不利于集成化。所以，阻容耦合只适用于分立元件组成的电路。

应当指出，由于集成放大电路的应用越来越广泛，只有在特殊需要下，由分立元件组成的放大电路中才可能采用阻容耦合方式。

2、变压器耦合

变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，这种耦合方式称为变压器耦合，如图2所示。输出信号经过变压器送到负载。R_B1、R_B2为T管的偏置电阻，C_E是旁路电容，用于提高交流放大倍数。

图2 变压器耦合共射放大电路

变压器耦合的优点是：由于变压器不能传输直流信号，且有隔直作用，因此各级静态工作点相互独立，互不影响。变压器在传输信号的同时还能够进行阻抗、电压、电流变换。变压器耦合的缺点是：体积大、笨重等，不能实现集成化应用。

但是由于变压器比较笨重，无法实际集成，而且也不能传输缓慢变化的信号，因此，这种耦合方式目前已很小采用。

3、直接耦合

直接耦合是将前级放大电路和后级放大电路直接相连的耦合方式，这种耦合方式称为直接耦合，如图3（a）所示。直接耦合所用元件少，体积小，低频特性好，便于集成化。直接耦合的缺点是：由于失去隔离作用，使前级和后级的直流通路相通，静态电位相互牵制，使得各级静态工作点相互影响。另外还存在着零点漂移现象。现讨论如下


(a)简单直接耦合的多级放大电路	(b)改进的直接的多级耦合电路
图3 直接耦合多级放大电路

（1）静态工作点相互牵制。如图3（a）所示，不论T₁管集电极电位在耦合前有多高，接入第二级后，被T₂管的基极钳制在0.7V左右，致使T₂管处于临界饱和状态，导致整个电路无法正常工作。

为了使前、后级电路的静态工作点较合理，必须对电路的结构进行必要的改进。图3 (b)所示为一种简单改进的直接耦合放大电路。图中，T₂的发射极接有稳压管，利用稳压管的直流压降U_Z可以提高T₁的集-射极电压（U_CE1=U_BE2+U_Z），而且，由于稳压管的动态电阻很小，故对第二级电路的电压放大倍数影响不大。

（2）零点漂移现象。由于温度变化等原因，使放大电路在输入信号为零时输出信号不为零的现象称为零点漂移，简称零漂。产生零点漂移的主要原因是由于温度变化而引起的。因而，零点漂移的大小主要由温度所决定。

在直接耦合的多级放大电路中，由于前、后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用的信号一起送到下一级，而且逐级放大，以至于在输出端很难区别什么是有用信号，什么是漂移电压，放大电路不能正常工作。抑制零点漂移简单而且有效的措施是采用差动放大电路。

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