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多級(jí)放大電路

(資料圖)

從前面的學(xué)習(xí)中，了解到基本共射極放大電路常用于各種放大器，但是它的放大能力一般。而在實(shí)際中，經(jīng)常需要將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大，基本放大電路是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此常用到多級(jí)放大電路。

輸入級(jí)用于接收輸入信號(hào)，中間級(jí)用于將信號(hào)放大到足夠大，輸出級(jí)用于輸出信號(hào)。

接下來，以阻容耦合兩級(jí)放大電路為例，說明多級(jí)放大電路的性能特點(diǎn)。

阻容耦合兩級(jí)放大電路

如下圖所示，該電路由兩個(gè)基本共射極放大電路構(gòu)成，其中Q1的集電極輸出第一級(jí)信號(hào)，經(jīng)過電容C2（因此稱為阻容耦合）后被Q2的基極接收，放大后從Q2集電極輸出：

為了說明該電路的工作特點(diǎn)，我們對(duì)它進(jìn)行直流分析和交流分析。

1.直流分析

對(duì)以上電路進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析，得到數(shù)據(jù)如下：

可見，

Vb1≈2.75V（探針1）

Vc1≈5.74V（探針2）

Ve1≈2.10V（探針3）

則晶體管Q1（發(fā)射極正偏、集電結(jié)反偏）工作于放大狀態(tài)。

Vb2≈2.57V（探針4）

Vc2≈6.25V（探針5）

Ve2≈1.93V（探針6）

則晶體管Q2（發(fā)射極正偏、集電結(jié)反偏）工作于放大狀態(tài)。

2.交流分析

示波器測得的阻容耦合兩級(jí)放大電路傳輸波形如上圖，藍(lán)色-通道A為輸入波形（刻度：5mV/Div），綠色-通道B為級(jí)間波形（刻度：50mV/Div），紅色-通道C為輸出波形（刻度：500mV/Div）。

2.1 電壓放大倍數(shù)

第一級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為：

第二級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為：

兩級(jí)放大電路的整體電壓放大倍數(shù)為：

近似滿足：

結(jié)論：多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)為每級(jí)電路的電壓放大倍數(shù)之積。

2.2 輸入輸出電阻

一般將第一級(jí)電路的輸入電阻作為多級(jí)放大電路的輸入電阻Ri，將最后一級(jí)電路的輸出電阻作為多級(jí)放大電路的輸出電阻Ro（Ri與Ro的測量方法請(qǐng)參考基本放大電路，此處不再贅述）。

2.3 頻率分析

多級(jí)放大電路的幅頻特性和相頻特性如下圖，紅色曲線為第一級(jí)放大電路的頻率特性，藍(lán)色曲線為多級(jí)放大電路的頻率特性。可見，其低頻特性較差，不能用于放大緩慢變化的信號(hào)。

問題：如何理解幅頻特性與相頻特性？

假定有A、B、C三個(gè)畢業(yè)生應(yīng)聘同一崗位，A為面試做了充分準(zhǔn)備；B在準(zhǔn)備面試的同時(shí)，還不忘玩游戲；C天天睡覺玩游戲。面試這天，A、B都提前準(zhǔn)備妥當(dāng)去了面試地點(diǎn)，C照常睡懶覺，起床晚了匆匆趕往面試地點(diǎn)，結(jié)果忘帶簡歷被取消面試資格。緊張的面試開始了，A很快就通過了面試官的認(rèn)可，B則用了更長的時(shí)間才通過面試。

將面試當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)聘者A、B、C當(dāng)作系統(tǒng)的輸入信號(hào)。A、B兩個(gè)信號(hào)都能通過，C則不能通過系統(tǒng)，反映了系統(tǒng)的選擇性，即幅頻響應(yīng)。A很快就通過了，B則通過慢一些，這反映的是相頻響應(yīng)，即系統(tǒng)對(duì)不同信號(hào)的處理時(shí)間。

以上就是今天的兩級(jí)阻容耦合放大電路的性能分析。

另外，還想多提兩點(diǎn)，其一，阻容耦合有利于高頻信號(hào)的傳輸，且電容隔斷了前后級(jí)之間的直流聯(lián)系，使得各級(jí)放大電路的（靜態(tài)）工作狀態(tài)便于控制，這是阻容耦合方式的優(yōu)點(diǎn)；其二，缺點(diǎn)，除了不能放大緩慢變化的信號(hào)，前后級(jí)的靜態(tài)狀態(tài)相互影響，增加了控制難度，還由于電解電容C2自身體積大小的影響，使這種耦合方式在高度集成化的元件中處處受限。

實(shí)際上，多級(jí)放大電路一般采用直接耦合形式。與阻容耦合相比，直接耦合的優(yōu)勢在哪里，不足有哪些，請(qǐng)關(guān)注明天的更新。