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什么是多级放大电路?

发布时间:2022-01-27 责任编辑:lina

【导读】当打开或关闭 LED 时,随着光线变亮或变暗有一个缓慢的过渡。这种类型的瞬态行为非常简单,但这是一个电子系统改变状态时的基本反应。使用瞬态分析可以充分理解时域中的信号转换,以及它们与重要系统参数的关系。


一般情况下,单个三极管构成的放大电路的放大倍数是有限的,只有几十倍,这就很难满足我们的实际需要,在实际的应用中,一般是使用多级放大电路。


多级放大电路,其实也是由多个单个三极管构成的,把单个三极管放大电路进行级联,就能组成多级放大电路。


那么问题来了,这些放大电路每级之间怎么进行连接?这里就涉及到一个叫“耦合方式”的专业术语了,耦合方式是指多级放大电路各级之间的连接方式。


多级放大电路常用的耦合方式主要有三种:阻容耦合、变压器耦合、直接耦合。


1、阻容耦合放大电路


下图所示电路就是一个阻容耦合方式连接成的一个多级放大电路,电路的第一级和第二级之间通过电容相连接。


什么是多级放大电路?


阻容耦合方式的主要优点是,由于前后级放大电路是通过电容相连接,所以各级之间的直流通路是相互断开的,各级的静态工作点之间互不影响。如果电容容量足够大,那么在一定频率范围内,输入信号是可以几乎无衰减的传送到后一级电路的。


但是,阻容耦合方式的缺点也很显著,因为电容有“隔直”的作用,所以直流成分不能通过电容器,其次,电容器对变化缓慢的信号也会有比较大的阻碍作用,所以当变化缓慢的信号通过电容时会造成比较大的衰减。


更重要的是,大容量的电容器很难集成到集成电路中,所以,阻容耦合电路不适合运用在集成的放大电路中。


2、变压器耦合放大电路


变压器能够将信号转换成磁能的形式进行传送,所以所以变压器也能作为多级放大电路的耦合元件来使用。


如下图所示就是一个变压器耦合放大电路,变压器T1将第一级的输出信号传送给第二级,变压器T2将第二级的输出信号传送给负载。


什么是多级放大电路?


变压器耦合放大电路的重要优点是具有阻抗变换作用,因而可以应用在分立元件功率放大电路中;另外,电路前后级是通过磁能来实现耦合,所以各级之间的静态工作点相对独立,互不影响。


阻抗变换:当负载阻抗和传输线特性阻抗不等,或两段特性阻抗不同的传输线相连接时均会产生反射,会使损耗增加、功率容量减小、效率降低;只要在两段所需要匹配的传输线之间,插入一段或多段传输线段,就能完成不同阻抗之间的变换,以获得良好匹配。


变压器耦合的缺点在于,低频特性差,不能放大变化缓慢的信号,直流信号也无法通过变压器;而且变压器比较笨重,无法集成化。


3、直接耦合放大电路


为了克服前面两种耦合方式的无法集成化,也不能传送变化缓慢的信号的缺点,可以采用直接耦合方式,将前级的输出端直接或者通过电阻接到后一级电路的输入端。


什么是多级放大电路?


直接耦合的放大电路既能传送交流信号,又能传送直流信号,也便于集成化,所以,实际的集成运算放大电路中,通常是直接耦合的多级放大电路。


直接耦合方式带来的缺点是各级之间的直流通路相连,所以静态工作点会相互影响。


为了使直接耦合的两个放大电路能正常工作,就要解决各级都要有合适的静态工作点的问题,如果解决不好,直接耦合会使静态工作点的缓慢变化逐级传递和放大。


如下图两个电路就是两种解决途径,可以解决一些静态工作点相互影响的问题。(原理稍复杂这里就不详细说了)


什么是多级放大电路?


什么是多级放大电路?


对于一个高质量的直接耦合放大电路,要求它除了要有很高的电压放大倍数之外,还要零点漂移也比较低。


零点漂移:如果一个直接耦合放大电路输入端对地短路,并调整电路,使输出电压也为等于零,理论上来说,输出电压应该一直保持不变,但实际上,输出电压将离开零点,缓慢地发生不规则的变化,这种现象就叫做零点漂移。



直接耦合放大电路由于各级静态工作点相互影响,所以它的分析、计算、调试会比较麻烦,会比前面两种耦合电路要复杂。


在多级放大电路中,由于各级之间是互相串联起来的,前一级的输出就后一级的输入,多级放大电路总的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。


什么是多级放大电路?


这点是我们需要知道的,多级放大电路总的电压放大倍数是相乘,不是相加。

(来源:面包板社区)


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