多级放大器

多级放大器中的每个单管放大器电路称为“级”,级之间的连接称为耦合。有三种常用的耦合方法:RC耦合,变压器耦合和直接耦合。
无论使用何种耦合方法,多级放大器必须满足以下基本要求才能正常工作。 (1)确保信号可以从前一级平稳地传输到后一级。
(2)连接后,每级放大器仍然可以有一个正常的静态工作点。 (3)信号在传输过程中失真较小,各级之间的传输效率较高。
实际上,为了获得足够大的放大系数或考虑输入电阻和输出电阻等特殊要求,放大器通常由多级电路组成。该图显示了多级放大器的方框图,其中输入级主要完成与信号源的连接并放大信号;中间级主要用于电压放大,弱输入电压放大到足够的幅度;输出级主要是完成信号的功率放大,以满足输出负载所需的功率,并匹配负载。
在多级放大器中,单级放大器的连接方法称为耦合,以实现平滑的信号传输。有三种常用的级间耦合方法,即RC耦合,变压器耦合和直接耦合。
电阻耦合耦合两级放大器通过电容连接。后置放大器的输入电阻充当前置放大器的负载,因此称为RC耦合。
由于电容具有“直流阻断和交流”功能,前置放大器的输出信号在电容适用的条件下通过耦合电容传输到后置放大器的输入端,并且静态工作点由两个放大器不相互影响这对放大器的设计,调试和维护有益。 RC电容器电路尺寸小,重量轻,广泛用于多级放大器。
它的缺点是当通过耦合电容器将信号施加到下一级时信号大大衰减,并且电阻 - 电容耦合方法不适合传输DC信号,因此RC耦合放大器不能放大DC信号。另外,在集成电路中难以制造大电容器,因此RC耦合仅适用于分立元件电路。
变压器耦合变压器T1将第一级放大器的输出信号传送到第二级放大器,第二级放大器将第二级放大器的输出信号耦合到负载。由于变压器的初级侧和次级侧之间没有直接连接,因此使用变压器耦合放大器,其静态工作点是独立的。
这很容易设计,调试和修复。这种耦合方法的最大优点是它可以实现电压,电流和阻抗的转换。
它特别适用于放大器和放大器与负载之间的匹配。这是高频信号传输和功率放大器设计的关键考虑因素。
问题。变压器耦合的缺点是体积大并且不能放大DC信号,不能集成,并且由于频率特性差,通常仅用于低频功率放大和中频调谐电路。
直接耦合前两种耦合方法的缺点是放大器的频率特性差。为了解决这个问题,设计了一个直接耦合放大器来直接连接前后放大器。
电路如图4所示。直接耦合放大器不仅放大了交流信号,还放大了直流信号,其频率特性最佳。
然而,直接耦合放大器的DC路径彼此连接。每级放大器的静态工作点相互影响,不便于调试和维护。
直接耦合放大器的最大问题之一是零漂移。零漂移使得无法判断放大器的输出是有用信号还是无用信号。
必须解决这个问题,否则不能使用直接耦合放大器。由于直接耦合放大器易于集成,因此它是集成电路中常用的耦合方法。