电工电子技术第7章基本放大电路-课件.ppt

* 电工电子技术 * 电工电子技术 * 电工电子技术 7.5 多级放大电路 7.5.1 阻容耦合多级放大电路 各极之间通过耦合电容及下级输入电阻连接。优点：各级静态工作点互不影响，可以单独调整到合适位置；且不存在零点漂移问题。缺点：不能放大变化缓慢的信号和直流分量变化的信号；且由于需要大容量的耦合电容，因此不能在集成电路中采用。 * 电工电子技术 1．阻容耦合多级放大电路分析 （1）静态分析：各级单独计算。 （2）动态分析 ①电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。 注意：计算前级的电压放大倍数时必须把后级的输入电阻考虑到前级的负载电阻之中。如计算第一级的电压放大倍数时，其负载电阻就是第二级的输入电阻。 ②输入电阻就是第一级的输入电阻。 ③输出电阻就是最后一级的输出电阻。 * 电工电子技术 2．阻容耦合多级放大的频率特性和频率失真 中频段：电压放大倍数近似为常数。 低频段：耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大，以致不可视为短路，因而造成电压放大倍数减小。 高频段：晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的容抗减小，以致不可视为开路，也会使电压放大倍数降低。 * 电工电子技术 除了电压放大倍数会随频率而改变外，在低频和高频段，输出信号对输入信号的相位移也要随频率而改变。所以在整个频率范围内，电压放大倍数和相位移都将是频率的函数。电压放大倍数与频率的函数关系称为幅频特性，相位移与频率的函数关系称为相频特性，二者统称为频率特性或频率响应。放大电路呈现带通特性。图中fH和fL为电压放大倍数下降到中频段电压放大倍数的0.707倍时所对应的两个频率，分别称为上限频率和下限频率，其差值称为通频带。 一般情况下，放大电路的输入信号都是非正弦信号，其中包含有许多不同频率的谐波成分。由于放大电路对不同频率的正弦信号放大倍数不同，相位移也不一样，所以当输入信号为包含多种谐波分量的非正弦信号时，若谐波频率超出通频带，输出信号uo波形将产生失真。这种失真与放大电路的频率特性有关，故称为频率失真。 * 电工电子技术 7.5.2 直接耦合多级放大电路 优点：能放大变化很缓慢的信号和直流分量变化的信号；且由于没有耦合电容，故非常适宜于大规模集成。 缺点：各级静态工作点互相影响；且存在零点漂移问题。 零点漂移：放大电路在无输入信号的情况下，输出电压uo却出现缓慢、不规则波动的现象。产生零点漂移的原因很多，其中最主要的是温度影响。 * 电工电子技术 7.6 差动放大电路 7.6.1 差动放大电路的工作原理 抑制零漂的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。 * 电工电子技术 温度变化时两个单管放大电路的工作点都要发生变动，分别产生输出漂移Δuol和Δuo2。由于电路是对称的，所以Δuol=Δuo2 ，差动放大电路的输出漂移Δuo＝Δuol－Δuo2 ＝0，即消除了零点漂移。 1．抑制零点漂移的原理 2．差模输入 差模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相反。 因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用Ad表示，则： 差模电压放大倍数： 可见差模电压放大倍数等于单管放大电路的电压放大倍数。差动放大电路用多一倍的元件为代价，换来了对零漂的抑制能力。 * 电工电子技术 3．共模输入 共模信号：两输入端加的信号大小相等、极性相同。 共模电压放大倍数： 说明电路对共模信号无放大作用，即完全抑制了共模信号。实际上，差动放大电路对零点漂移的抑制就是该电路抑制共模信号的一个特例。所以差动放大电路对共模信号抑制能力的大小，也就是反映了它对零点漂移的抑制能力。 共模抑制比： 共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。 * 电工电子技术 在发射极电阻RE的作用：是为了提高整个电路以及单管放大电路对共模信号的抑制能力。 负电源UEE的作用：是为了补偿RE上的直流压降，使发射极基本保持零电位。 恒流源比发射极电阻RE对共模信号具有更强的抑制作用。 * 电工电子技术 7.6.2 差动放大电路的输入输出方式 双端输入单端输出式电路的输出uo与输入ui1极性（或相位）相反，而与ui2极性（或相位）相同。所以uil输入端称为反相输入端，而ui2输入端称为同相输入端。双端输入单端输出方式是集成运算放大器的基本输入输出方式。 * 电工电子技术 单端输入式差动放大电路的输入信号只加到放大器的一个输入端，另一个输入端接地。由于两个晶体管发射极电流之和恒定，所以当输入信号使一个晶体管发射极电流改变时，另一个晶体管发射极电流必然随之作相反的变化，情况和双端输入时相同。此时由于恒流源等效电阻或发射极电阻RE的耦合作用，两个单管放大电路都得到了输入信号的一半，但极性相反，即为差模信号。所以，单