3多级放大电路.pptx

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1、成成就就是是由由一一点点一一滴滴积积累累起起来来的的，唯唯有有长长期期的的积积累累才才能能由由点点滴滴汇汇成成大大海海。华华罗罗庚庚 思考题 11学号(后2位)：姓名1.画出图示电路的直流通路和交流等效电路？是（CE、CB、CC）电路？2.请填右表。共射共射 共集共集 共基共基电流放大电流放大倍数倍数电压放大电压放大倍数倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻频率响应频率响应相位相位用途用途（填 大、中、小填宽、中、窄）第1页/共63页第三章第三章 多级放大电路多级放大电路3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析 3.

2、3 3.3 差分放大电路差分放大电路3.4 3.4 互补输出级互补输出级3.5 3.5 直接耦合多级放大电路读图直接耦合多级放大电路读图第2页/共63页3.1 3.1 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式一、直接耦合一、直接耦合二、阻容耦合二、阻容耦合三、变压器耦合三、变压器耦合第3页/共63页一、直接耦合一、直接耦合既是第一级的集电极电阻，又是第二级的基极电阻 能够放大变化缓慢的信号，便于集成化，Q点相互影响，存在零点漂移现象。当输入信号为零时，前级由温度变化所引起的电流、电位的变化会逐级放大。第二级第一级Q1合适吗？直接连接输入为零，输出产生变化的现象称为零点漂移求解Q点时应按各回

3、路列多元一次方程，然后解方程组。第4页/共63页如何设置合适的静态工作点如何设置合适的静态工作点？对哪些动态参数产生影响？用什么元件取代Re既可设置合适的Q点，又可使第二级放大倍数不至于下降太多？若要UCEQ5V，则应怎么办？用多个二极管吗？二极管导通电压UD？动态电阻rd特点？Re必要性？稳压管伏安特性UCEQ1太小加Re（Au2数值）改用D若要UCEQ1大，则用DZ。第5页/共63页NPN型管和型管和PNP型管混合使用型管混合使用 在用NPN型管组成N级共射放大电路，由于UCQi UBQi，所以 UCQi UCQ(i-1）（i=1N），以致于后级集电极电位接近电源电压，Q点不合适。UCQ1

4、（UBQ2）UBQ1UCQ2 UCQ1 UCQ1（UBQ2）UBQ1UCQ2 UCQ1 第6页/共63页二、阻容耦合二、阻容耦合 Q点相互独立。不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。共射电路共集电路有零点漂移吗？利用电容连接信号源与放大电路、放大电路的前后级、放大电路与负载，为阻容耦合。第7页/共63页 可能是实际的负载，也可能是下级放大电路三、变压器耦合三、变压器耦合 理想变压器情况下，负载上获得的功率等于原边消耗的功率。从变压器原边看到的等效电阻第8页/共63页 光电耦合器件由发光二极管和光电三极管（又叫光敏三极管）构成。在光电耦合放大电路中，前级的负载就是发光二极管，前级输出电

5、流的变化影响发光二极管的发光强弱，通过光耦合，使光电三极管输出电流也发生变化，经后级放大后，就有放大信号输出，因为光电耦合是通过电光电的转换实现级间耦合的，所以前后级间处于电隔离状态，可有效地抑制电干扰。在输出回路常采用复合管（也称达林顿管）形式以增大放大倍数。因其便于集成，应用越来越广泛。4 光电耦合方式第9页/共63页光电耦合放大电路光电耦合放大电路 两地分离，远距离传输，抗干扰第10页/共63页选择合适参数使电路正常工作电位高低关系讨论：两级直接耦合放大电路讨论：两级直接耦合放大电路第11页/共63页 从Multisim“Multisim“参数扫描”结果分析两级放大电路Q Q点的相互影响

6、。R1R1取何值时T2T2工作在饱和区？uC1uC2T2工作在放大区 第12页/共63页3.2 3.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析二、分析举例二、分析举例一、动态参数分析一、动态参数分析第13页/共63页一、动态参数分析一、动态参数分析1.1.电压放大倍数电压放大倍数2.2.输入电阻输入电阻3.3.输出电阻输出电阻 对电压放大电路的要求：Ri大，Ro小，Au的数值大，最大不失真输出电压大。第14页/共63页二、分析举例二、分析举例第15页/共63页作业学号：姓名 P1793.2(b)图;第16页/共63页讨论讨论一一 失真分析：由NPN型管组成的两级共射放大电路共射放大电路共

7、射放大电路饱和失真？截止失真？首先确定在哪一级出现了失真，再判断是什么失真。比较Uom1和Uim2，则可判断在输入信号逐渐增大时哪一级首先出现失真。在前级均未出现失真的情况下，多级放大电路的最大不失真电压等于输出级的最大不失真电压。第17页/共63页讨论二：放大电路的选用讨论二：放大电路的选用1.按下列要求组成两级放大电路：Ri12k，Au 的数值3000；Ri 10M，Au的数值300；Ri100200k，Au的数值150；Ri 10M，Au的数值10，Ro100。共射、共射；共源、共射；共集、共射；共源、共集。2.若测得三个单管放大电路的输入电阻、输出电阻和空载电压放大倍数，则如何求解它们

8、连接后的三级放大电路的电压放大倍数？注意级联时两级的相互影响！第18页/共63页思考题 13在在探探索索的的道道路路上上走走过过弯弯路路，犯犯过过错错误误并并不不是是坏坏事事，更更不不是是耻耻辱辱，要要在在实实践践中中勇勇于于承承认认和和改改正正错错误误。爱爱因因斯斯坦坦 1.多级放大电路级间耦合方式有哪几种，各自的特点是什么？2.按下列要求组成两级放大电路：a)Ri100200k，Au的数值150，b)Ri 10M，Au的数值300；应该各选用哪2种组态的电路。第19页/共63页思考题 12在在探探索索的的道道路路上上走走过过弯弯路路，犯犯过过错错误误并并不不是是坏坏事事，更更不不是是耻耻辱

9、辱，要要在在实实践践中中勇勇于于承承认认和和改改正正错错误误。爱爱因因斯斯坦坦 1.判断右图中场效应管VT的类型,画出其转移特性曲线概略图。2.判断该电路图的组态类型是（CE、CC、CB、CS、CD、CG）（共射、共集、共基、共源、共漏、共栅）。3.画出其低频小信号的交流等效电路，并求解Au、Ri和Ro。4.判断下图是否能组合成复合管。（a）（b）第20页/共63页3.3 3.3 差分放大电路差分放大电路一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因二、长尾式差分放大电路的组成二、长尾式差分放大电路的组成三、长尾式差分放大电路的分析三、长尾式差分放大电路的分析四、差分放大电路的四

10、种接法四、差分放大电路的四种接法五、具有恒流源的差分放大电路五、具有恒流源的差分放大电路六、差分放大电路的改进六、差分放大电路的改进第21页/共63页一、零点漂移现象及其产生的原因一、零点漂移现象及其产生的原因1.1.什么是零点漂移现象什么是零点漂移现象：uI0，uO0的现象。产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路第22页/共63页零点漂移零输入零输出理想对称二、长尾式差分放大电路的组二、长尾式差分放大电路的组成成信号特点？能否放大？共模信号：大小相等，极性相同。差模

11、信号：大小相等，极性相反.信号特点？能否放大？第23页/共63页典型电路典型电路在理想对称的情况下：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。第24页/共63页三、长尾式差分放大电路的分析三、长尾式差分放大电路的分析 Rb是必要的吗？1.Q点：晶体管输入回路方程：通常，Rb较小，且IBQ很小，故选合适的VEE和Re就可得合适的Q第25页/共63页2.2.抑制共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，即第26页/共63页共模信号输入两个输入信号大小相等、极性相同，即ui1=ui2，这时uo=uc1-uc2=0。差动放大电路对共模信号的抑制能力很强

12、。温度变化对差动放大电路来说相当于一对共模信号。所以差动放大电路对其零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一种特例。第27页/共63页2.2.抑制共模信号抑制共模信号：Re的共模负反馈作用Re的共模负反馈作用：温度变化所引起的变化等效为共模信号对于每一边电路，Re=?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。第28页/共63页3.3.放大差模信号放大差模信号iE1=iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。差模信号：数值相等，极性相反的输入信号，即第29页/共63页两个输入信号大小相等、极性相反,即ui1=-ui2，称差模输

13、入.如ui1为正、ui2为负所以，差动放大电路输入差模信号时的输出电压是两管各自输出电压变化量的两倍差模信号输入第30页/共63页为什么？差模信号作用时的动态分析差模信号作用时的动态分析差模放大倍数第31页/共63页比较输入比较输入V1V2uoui1ui2RERCRCC1C2E+UCC-UCCuo1uo21、比较输入：任意的两个信号ui1、ui2 分别加在两个输入端；2、信号分解uiC=(ui1+ui2)/2uiD=(ui1-ui2)/2ui1=uiC+uiD ui2=uiC-uiD3、双端输出电压uo共模信号作用时：uoC=0差模信号作用时：uoD=uo1D -uo1D =(AD uiD +

14、AD uiD)=2 AD uiD=AD(ui1-ui2)4、差动放大器的放大特点：放大差模成分，抑制共模成分共模抑制比：KCMR=|AD/AC|第32页/共63页ui1=uC+ud/2；ui2=uC-ud/2例:ui1=20 mV,ui2=10 mV则：ud=10mV,uc=15mV 差模分量差模分量:共模分量共模分量:ui1=15mV +5mV；ui2=15mV-5mV第33页/共63页作业学号：姓名 P1823.6;3.7第34页/共63页4.4.动态参数动态参数：Ad、Ri、Ro、Ac、KCMR 共模抑制比KCMR：综合考察差分放大电路放大差模信号的能力和抑制共模信号的能力。在实际应用时

15、，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。根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种接法：双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。第35页/共63页四、差分放大电路的四种接法四、差分放大电路的四种接法 由于输入回路没有变化，所以IEQ、IBQ、ICQ与双端输出时一样。但是UCEQ1 UCEQ2。1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：Q点分析第36页/共63页1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：差模信号作用下的分析第37页/共63页1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：共模信号作用下的分析第38页/共63页思考题

16、14在在探探索索的的道道路路上上走走过过弯弯路路，犯犯过过错错误误并并不不是是坏坏事事，更更不不是是耻耻辱辱，要要在在实实践践中中勇勇于于承承认认和和改改正正错错误误。爱爱因因斯斯坦坦 学号(后2位)：姓名1.写出双端输入单端输出典型差分放大电路的Ac=？，Ad=？，KCMR=？(计算公式)2.若uI1=20mV，uI2=12mV，则uId=？uIc=？3.若某电路性能指标Ad=100dB，KCMR=80dB，那么共模放大倍数是多少倍？KCMRR(dB)=(分贝分贝)第39页/共63页思考题 13在在探探索索的的道道路路上上走走过过弯弯路路，犯犯过过错错误误并并不不是是坏坏事事，更更不不是是耻

17、耻辱辱，要要在在实实践践中中勇勇于于承承认认和和改改正正错错误误。爱爱因因斯斯坦坦 1.多级放大电路级间耦合方式有哪几种，各自的特点是什么？2.按下列要求组成两级放大电路：a)Ri100200k，Au的数值150，b)Ri 10M，Au的数值300；应该各选用哪2种组态的电路。第40页/共63页1.1.双端输入单端输出双端输入单端输出：问题讨论（1）T2的Rc可以短路吗？（2）什么情况下Ad为“”？（3）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？第41页/共63页2.2.单端输入双端输出单端输入双端输出共模输入电压差模输入电压 输入差模信号的同时总是伴随着共模信号输入：在输入信号作用下发射极的电位

18、变化吗？说明什么？第42页/共63页2.2.单端输入双端输出单端输入双端输出问题讨论：（1）UOQ产生的原因？（2）如何减小共模输出电压？测试:差模输出共模输出静态时的值第43页/共63页3.3.四种接法的比较四种接法的比较：电路参数理想对称条件下输入方式：Ri均为2(Rb+rbe)；双端输入时无共模信号输入，单端输入时有共模信号输入。输出方式：Q点、Ad、Ac、KCMR、Ro均与之有关。第44页/共63页五五、具有恒流源的差分放大电路、具有恒流源的差分放大电路 Re 越大，每一边的漂移越小，共模负反馈越强，单端输出时的Ac越小，KCMR越大，差分放大电路的性能越好。但为使静态电流不变，Re

19、越大，VEE越大，以至于Re太大就不合理了。需在低电源条件下，设置合适的IEQ，并得到得到趋于无穷大的Re。解决方法：采用电流源取代Re！第45页/共63页具有恒流源差分放大电路的组成具有恒流源差分放大电路的组成等效电阻为无穷大近似为恒流第46页/共63页1)RW取值应大些？还是小些？2)RW对动态参数的影响？3)若RW滑动端在中点，写出Ad、Ri的表达式。六、差分放大电路的改进六、差分放大电路的改进1.1.加调零电位器加调零电位器 RW第47页/共63页2.2.场效应管差分放大电路场效应管差分放大电路第48页/共63页若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？uIc=？uId=5mV，

20、uIc=7.5mV讨论一讨论一 若将电桥的输出作为差放的输入，则其共模信号约为多少？如何设置Q点时如何考虑？第49页/共63页1、uI=10mV，则uId=?uIc=?2、若Ad=102、KCMR103用直流表测uO，uO=?uId=10mV，uIc=5mVuO=Ad uId+Ac uIc+UCQ1=?=?=?讨论二讨论二第50页/共63页3.4 3.4 互补输出级互补输出级二、基本电路二、基本电路三、消除交越失真的互补输出级三、消除交越失真的互补输出级四、准互补输出级四、准互补输出级一、对输出级的要求一、对输出级的要求第51页/共63页 互补输出级是直接耦合的功率放大电路。对输出级的要求：带

21、负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗；最大不失真输出电压最大。一、对输出级的要求一、对输出级的要求射极输出形式静态工作电流小输入为零时输出为零 双电源供电时Uom的峰值接近电源电压。单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。不符合要求！第52页/共63页二、基本电路二、基本电路静态时T1、T2均截止，UB=UE=01.1.特征特征：T1、T2特性理想对称。2.2.静态分析静态分析T1的输入特性理想化特性第53页/共63页3.3.动态分析动态分析ui正半周，电流通路为 +VCCT1RL地，uo=ui 两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。ui负半周，电流通路为 地 RL T2

22、-VCC，uo=ui第54页/共63页4.4.交越失真交越失真消除失真的方法：设置合适的静态工作点。信号在零附近两只管子均截止开启电压 静态时T1、T2处于临界导通状态，有信号时至少有一只导通；偏置电路对动态性能影响要小。第55页/共63页三、消除交越失真的互补输出级三、消除交越失真的互补输出级第56页/共63页四、准互补输出级四、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。大！第57页/共63页3.5 3.5 直接耦合多级放大电路读图直接耦合多级放大电路读图一、放大电路的读图方法一、放大电路的读图方法二、例题二、例题第58页/共63页一、一、放大电路的读图方法放大电路的读

23、图方法1.化整为零：按信号流通顺序将N级放大电路分为N个基本放大电路。2 2.识别电路：分析每级电路属于哪种基本电路，有何特点。3 3.统观总体：分析整个电路的性能特点。4 4.定量估算：必要时需估算主要动态参数。信号从放大管的哪个极输入？又从哪个极输出？第59页/共63页二、例二、例题题第一级：双端输入单端输出的差放第二级：以复合管为放大管的共射放大电路第三级：准互补输出级动态电阻无穷大1.化整为零，识别电路第60页/共63页2.2.基本性能分析基本性能分析 输入电阻为2rbe、电压放大倍数较大、输出电阻很小、最大不失真输出电压的峰值接近电源电压。整个电路可等效为一个双端输入单端输出的差分放大电路。第61页/共63页3.3.交流等效电交流等效电路路 可估算低频小信号下的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等。第62页/共63页感谢您的观看。第63页/共63页