一、分压式偏置放大电路
放大电路静态工作点不稳定的原因:
(1)温度影响(2)电源电压波动(3)元件参数改变
什么是分压式偏置电路
分压式偏置电路是一种更为复杂的电路,它使用两个电阻器将电源电压分压,然后将分压后的电压加到放大器的基极上,这种电路的优点是稳定向好
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分压式电路组成
Rb1是上偏置电阻,Rb2是下偏置电阻电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极管提供基极电压VBQ
Re起到稳定静态电流的作用,Ce是Re的交流信号旁路电容
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电路分析
B点的电流方程为:I1=I2+Ibq
温度t升高—>ICQ增大—>IEQ增大—>VEQ增大—>VBEQ降低—>IB减小—>ICQ下降
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估算静态工作点
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二、多级放大电路
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什么是多级放大电路
单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍,然而,在许多场合,这样的放大倍数是不够用的,常需要把若干个单管放大电路串接起来,组成多级放大器,把信号经过多次放大,从而得到所需的放大倍数多级放大器耦合
多级放大器中每个单管放大电路称为“级”,级与级之间的连接称为耦合常用的耦合方式有以下三种:阻容耦合、变压器耦合、直接耦合
级间耦合必须满足以下两个
基本要求:
(1)保证前级输出信号能顺利地传输到后级,并尽可能地减小功率损耗和波形失真
(2)耦合电路对前、后级放大电路的静态工作点没有影响
阻容耦合基本电路与放大倍数
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变压器耦合多级放大电路
利用变压器初次级线圈之间具有“隔直流耦合交流”的作用,使各级放大器的工作点相互独立,而交流信号能顺利输送到下一级,就称为变压器耦合利用变压器耦合可以实现阻抗匹配或阻抗变换
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直接耦合多级放大电路
直接耦合放大器前后级之间没有隔直流的耦合电容或变压器,因此适用于放大直流信号或变化极其缓慢的交流信号
三、差动放大电路
什么是差分放大电路
差分放大电路又称为差动放大电路,当该电路的两个输入端的电压有差别时,输出电压才有变动,因此称为差动差分放大电路是模拟集成运算放大器输入级所采用的的电路形式,差分放大电路是由对称的两个基本放大电路,通过射极公共电阻耦合构成的,对称的意思就是说两个三极管的特性都是一致的,电路参数一致,同时具有两个输入信号
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差模信号、共模信号、
从一个系统的一对输入端看,若信号的极性相反(同样,电流的方向相反),这样的信号为差模信号若信号的极性相同(同样,电流的方向也相同),这样的信号称为共模信号差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声所有的抗干扰措施都是针对共模噪声的
零点漂移
当放大电路输入信号为零时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。它又被简称为:零漂主要原因:(1)温度变化(温漂)
(2)电源波动
典型电路:差分放大电路
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电路工作原理
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1.克服零点漂移;
2.零输入零输出;
3.抑制共模信号;
4.放大差模信号;
抑制共模信号
共模信号:数值相等、极性相同的输入信号如 T(℃)↑→IC1↑IC2↑→UE↑→ IB1↓IB2↓→IC1↓IC2↓
抑制了每只差分管集电极电流、电位的变化
放大差模信号
差模信号:数值相等,极性相反的输入信号
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…
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KCMR
差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力,常用共模抑制比来衡量:放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比在实际应用信号源需要有“接地”点,以避免干扰;
或负载需要有“接地”点,以安全工作;
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四、互补输出级
输出级的要求:带负载能力强、直流功耗小、最大不失真输出电压什么是互补对称输出级
集成运放的输出级采用的是互补对称输出级,互补对称输出级一定是射极输出器,即:共集电极接法T1为NPN管,T2为PNP管
要求:两只管子参数相同,特性对称
共集电极接法
提升带负载能力
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基本电路组成与工作原理
(1)特征:T1、T2特性理想对称(2)静态时T1、T2均截止,UB= UE=0,uo = 0v
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ui>0→T2截止,ui>0.7v→T1导通
ui<0→T1截止,ui<-0.7v→T2导通
T1,T2管子交替工作,两路电源交替供电,双向跟随
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集成运放的组成
电路由输入级、中间级、输出级构成输入级采用差动放大器,中间级由一般放大器构成,输出级多为功率输出器,偏置电路则由电流源组成
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若将集成运放看成为一个“黑盒子”,则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路
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交越失真
输入信号很小时,达不到三极管开启电压,三极管不导电因此在正、负半轴交替过零处会出现一些非线性失真,这个失真称为交越失真非线性失真亦称波形失真、非线性畸变,表现为输出信号与输入信号不成线性关系
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消除交越失真的方法:选择合适的静态工作点
消除交越失真
选择合适的Q点,减小动态损失,避开死区电压区,使每一晶体管处于微导通状态,一旦加入输入信号,使其马上进入线性工作区静态时,有一个回路(蓝色),首先让两只二极管导通,那么可以通过调整R1R2来调整回路电流,使得两只二极管导通电压加起来(b1b2之间的电压)刚好是T1、T2开启电压,或者稍微大一些
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值可忽略不计(ui为负时,只会减小流过D1的电流,但由于它非常小,可以忽略不计)
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准互补输出级
为保持输出管的良好对称性,输出管应为同类型晶体管(T2和T4)这种输出管为同一类型管的电路称为准互补输出电路。常用作功率放大,也称OCL电路
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总结
1、(1)三极管的放大条件是什么?(2)三极管正常导通时硅管VBE和锗管VBE的导通电压分别时多是?
(3)三极管输出特性是反应那两个量之间的关系?
2、(1)共发射极放大电路用于多级放大电路的那一级?
(2)共集电极放大电路电压放大倍数和电流放大各有什么特点?
(3)共基极放大电路主要用于那些场合?
3、固定偏置放大电路中,出现饱和失真和截至失真的原因是什么?
4、放大电路静态工作点不稳定的原因是什么?
5、(1)多级放大电路一般由那几部分组成?
(2)多级放大器耦合方式有那几种?
6、(1)什么是差模信号?
(2)零点漂移的原因是什么?
(3)差分放大器理想对称情况下有什么有点呢,比如克服零点漂移,还有那几个优点呢?
题1
1.三极管这个厂放大信号:发射结应加正向电压,集电结应加反向电压
2.硅管VBE的导通电压约为0.7V,锗管VBE的导通电压约为0.3V
3.三极管输出特性反应了输入电压和输出电流之间的关系题2
1.共发射极放大电路用于多级放大电路的中间级
2.只有电流放大作用,无电压放大作用,输入电阻大,输出电阻小,常用作实现阻抗匹配或作为缓冲电路来使用,也可作为多级放大器的输出级
3.共基极放大电路主要用于高频放大器、高频振荡器、宽频带放大器题3
饱和失真的原因是输入信号过大,使得三极管处于饱和状态;截至失真的原因是输入信号过小,使得三极管处于截至状态题4
温度影响、电源电压波动、元件参数改变题5
1.输入级、中间级、输出级
2.阻容耦合、变压器耦合、和直接耦合题6
1.从一个系统的一对输入端看,若信号的极性相反(同样,电流的方向相反)
差模又称串模,指的是两根线之间的信号差值;而共模噪声又称对地噪声,指的是两根线分别对地的噪声;所有的抗干扰措施都是针对共模噪声的2.温度变化、电源被动
当放大电路输入信号为零时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离固定值而上下漂动现象
3.克服零点漂移、抑制共模信号、放大差模信号、零输入零输出