模拟电路第三章3-多级大电路-课件.ppt
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- 模拟 电路 第三 多级 课件
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1、(4-1)耦合方式:耦合方式:直接耦合;阻容耦合;变压器耦合。直接耦合;阻容耦合;变压器耦合。3-11 多级放大电路及耦合方式多级放大电路及耦合方式耦合:耦合:即信号的传送。即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求:多级放大电路对耦合电路要求:1.静态:保证各级静态:保证各级Q点设置点设置2.动态动态:传送信号。传送信号。要求:要求:波形不波形不失真,减少压失真,减少压降损失。降损失。输输 入入 输输 出出功放级功放级第一级第一级放大电路放大电路第二级第二级第第 n 级级第第 n-1 级级(4-2)3.11.1 3.11.1 级间耦合方式级间耦合方式阻容耦合阻容耦合变压器耦合变压器耦合直接耦合
2、直接耦合(不共地不共地)(4-3)解决方法解决方法:提高后极的提高后极的E E极电位极电位,加加R RE2E2。提高了提高了T1T1的输出电压的输出电压,使使T2T2有合适的有合适的Q Q点。点。问题问题 1:1:前后级前后级Q Q点相互影响点相互影响,需设置合适的需设置合适的Q Q点点。+VCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2RE2直接耦合电路的问题直接耦合电路的问题(4-4)问题问题 2 2:零点漂移。零点漂移。前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得当当 u ui i 等于零时,等于零时,u uo o不等于零。不等于零。uiRC1R1T1+VC
3、CuoRC2T2R2RE2uot0有时会将有时会将信号淹没信号淹没解决方法解决方法:差动电路。差动电路。(4-5)例例11共集共集-共射共射-共集级联共集级联1.1.直流工作点分析直流工作点分析2.2.放大倍数放大倍数3.3.输入电阻输入电阻,决定笫一级决定笫一级4.4.输出电阻输出电阻,决定最后一级决定最后一级分析步骤 例例11(4-6)共射共射-共基级联共基级联 例例 22(4-7)例例 33CC-CECE-CBCECC-CB(4-8)3.11.2 3.11.2 多级放大器的分析多级放大器的分析ouiUUA.o1o.io1UUUUu2u1AA1 1).电压放大倍数(以两级为例)电压放大倍数
4、(以两级为例)注意:注意:前对后级影响!前对后级影响!unu2u1uAAAA扩展到扩展到n n级级 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载后级的输入阻抗是前级的负载2 2).两级之间的相互影响两级之间的相互影响 3 3).输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻ii1RRoonRR(4-9)设设:1=2=50,rbe1=2.9k ,rbe2=1.7 k 例例4:RRvsoiA、求:前级前级后级后级+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2uSuoui(4-10)
5、关键关键:考虑级间影响。考虑级间影响。1.静态静态:Q点同单级。点同单级。2.动态性能动态性能:方法方法:ri2 =RL1ri212uoiu+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2uSuoui1uo2ui性能分析性能分析(4-11)考虑级间影响考虑级间影响2Ri ,Ro:概念同单级概念同单级1RiRo1122UUUUUUooousususisAAARi2+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2USUoUi1Vo2Vi(4-1
6、2)微变等效电路微变等效电路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2SUoUiU1oU2iURE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(4-13)1.Ri=R Ri1 i1=R1/rbe1+(+1)RL1其中其中:RL1=RE1/ri2=RE1/R2/R3/rbe1=RE1/RL1 =RE1/ri2=27/1.7 1.7k Ri=1000/(2.9+511.7)82k 2.Ro=RC2=10k RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2b
7、er1bi1bi2bi2biOUiR2iRoR(4-14)3.中频电压放大倍数中频电压放大倍数:其中:其中:11iusuisRAARR968.07.1519.27.151)1()1(111111LbeLuRrRA778.0968.02082821111uSiiusARrrARE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror(4-15)147711010502222.)/(rRAbeLuRE1R2R3RC2RLRSR1VSiU1ber2ber1bi1bi2bi2biVOir2iror4114778014721.AAAuusus(4-16)1=60,
8、2=100;rbe1=2 k,rbe2=2.2 k。求求 Au,Ri,Ro。例例 5:(4-17)解解 Ri2=R6/R7/rbe2R L1=R3/Ri21L1 u1be11460 1.39.6(1)2 61 0.1RArR2L u2be2100 (4.7/5.1)111 2.2RArAu=Au1Au2Ri=Ri1=R1/R2/rbe1+(1+1)R4Ro=R9=4.7 k(4-18)(1(L622be5i2RRrRR3i21be1()uRRAr be121irRRR1be2536orRRRR例例626L2be226L(1)()(1)()uRRArRR12uuuAAA(4-19)三极管的参数为
9、三极管的参数为 1=2=100,UBE1=UBE2=0.7=0.7 V。计算总电压放大倍数。计算总电压放大倍数。两级放大电路计算例子 例例7(4-20)(1 1)求静态工作点)求静态工作点CCBEBQ1b1b2e13.38 0.7=mA(/)+(1+)(51/20)101 2.7=0.0093mA=9.3AUUIRRRmA93.0BQ1CQ1IICEQ1CCCQ1c1CQ1BQ1e1ccCQ1c1e1=()()12 0.93 7.8 4.7 VUUIRIIRVIRRC1B2ccCQ1c112 0.93 5.1 7.26 VUUUIR(4-21)EQ2CQ2CCE2e2()/(12 7.96)/
10、3.94.04/3.9 1.04 mAIIUURC2CQ2c21.04 4.34.47VUIRE2B2BE27.260.77.96VUUUCEQ2C2E24.47 7.963.45VUUU(4-22)(2 2)求电压放大倍数)求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻先计算三极管的输入电阻k8.204.126101300mA)(mV)(26)1(=k1.393.026101300mA)(mV)(26)1(=E2bbbe2E1bbbe1IrrIrr电压增益电压增益c1i21i2be2be1(/)100(5.1/2.8)=58.3,3.1uRRARrr式中c2L2be2(/)100 4.3=153.62
11、.8uRRAr 1258.3(153.6)8955uuuAA A (4-23)如果求从uS算起的电压增益,需计算第一级的输入电阻 Ri=Ri1=rbe1/Rb1/Rb2=3.1/51/20 =3.1/14.4=2.55 ki1s11si1ss122.55=(58.3)41.9+12.5541.9(153.6)6436uuuuuRAARRAA A Ro=Rc2(4-24)例例:8如图所示的两级电压放大电路,如图所示的两级电压放大电路,已知已知1=2=50,T1和和T2均为均为3DG8D。RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+B1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 4
12、3k 7.5k 510 10k oU.Ui(4-25)i2Rii1RR2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_1ERUioU.o1U.(4-26)be2E2626200(1)200511.58k 0.96rI2B1B2be2E2/(1)14 k iRRRrRL1E1i227 14/k9.22 k 27 14RRR i2R2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER UioU.o1U.(4-27)k 349 02650)(120026)(1200rE11be1 .Iii1B1be1L1/(1)320 k
13、 RRRrRoo2RRoo2C210k RRR2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_2ER UioU.o1U.(4-28)(2 2)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数L11u11L1be1(1)(1 50)9.220.994(1)3(1 50)9.22RArR2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_1ERUioU.o1U.(4-29)C2u22E1be2105018(1)1.79(1 50)0.51RArR 总电压放大倍数总电压放大倍数9.1718)(994.0
14、21 uuuAAA2bI2cIrbe2RC2rbe1RB1B1R 2BR 1bI1cIRE1+_+_+_1ERUioU.o1U.(4-30)解:解:画中频小信号等效电路画中频小信号等效电路mgsg UiU gsUmgs2g U R bIbI bI oU cbRI 例例9放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知,ms 18m g,100 试求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。试求电路的中频增益、输入电阻和输出电阻。,k 1ber根据电路有根据电路有(4-31)解:解:gsmVgiU gsUmgs2g U R bIbI bI oU cbRI uMA2mcm1RgRg 6.128 giRR c
15、oRR M 5则电压增益为则电压增益为sgRR 根据电路有根据电路有oiUU由于由于则则sMuAosUUoisiUUUU k 20iMsiuRARRM128.6uA(4-32)例题例题10求AB两端的等效电阻(4-33)例题例题11求电压放大倍数(4-34)1122gsgssUIRUUIR 12212gsgsdUUI RRr21212sdVIRIRI RRr根据KVL可知211(1)2sdVRRr1111ogsddUUI RrIRI Rr 111212111(1)2(1)2ddouiddRrRRrUAURRrRRr由图可知所以(4-35)(4-36)(4-37)(4-38)例题例题12(4-3
16、9)(4-40)(4-41)END(4-42)4.7 4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念4-7-3 放大器的低频响应放大器的低频响应4-7-2 单级共射放大器的高频响应单级共射放大器的高频响应4-7-4 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应(4-43)4-7-1 4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念 实际信号为正弦信号的叠加:实际信号为正弦信号的叠加:nUinuSintnUuSint以前讨论电路的输入为正弦信号:以前讨论电路的输入为正弦信号:n0U()innuSintnnA U()onnuSint即:即:4.7 4.
17、7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应(4-44)一、频率失真(线性失真)一、频率失真(线性失真)对不同频率的信号增益对不同频率的信号增益不同,产生的失真。不同,产生的失真。O t IO t O基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波 幅度失真:幅度失真:4-7-1 4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念放大倍数不同(4-45)一、频率失真(线性失真)一、频率失真(线性失真)对不同频率的信号产生相对不同频率的信号产生相移不同,引起的失真。移不同,引起的失真。O t I O t O 基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基
18、波二次谐波二次谐波相位失真:相位失真:4-7-1 4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念相移不同(4-46)二、线性失真和非线性失真二、线性失真和非线性失真线线 性性失失 真真线线 性性元元 件件非线性非线性失失 真真非线性非线性元元 件件电阻、电容、电感电阻、电容、电感半导体器件半导体器件起因不同起因不同不产生新不产生新频率分量频率分量 产生新产生新频率分量频率分量结结 果果4-7-1 4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念(4-47)()dj tuAke|AV|2202 1022 1032 104f/Hz)(/度度f/Hz幅度特性幅度特性相位特性相位特性vovi系统系统
19、 AV()()oidu tku tt传递函数传递函数()()udA tktt频域频域三、不失真条件三、不失真条件()()ddjtt为常数()()uAjKK为常数4-7-1 4-7-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念(4-48)四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定A.A.频率响应频率响应电压增益可表示为电压增益可表示为oiU()()U()ujAjj&在输入正弦信号情况下,输出随输入信号频率连续变化的稳态在输入正弦信号情况下,输出随输入信号频率连续变化的稳态响应,称为放大电路的频率响应。响应,称为放大电路的频率响应。Rs放大电路放大电路IoIi+Vo+Vs+ViRLooiiU
20、()()()U()jj&或写为或写为()()uuAA 其中其中oiU()()U()ujAj称为幅频响应&称称为为相相频频响响应应)()()(io (4-49)03dB20lg|AV|/dB带宽带宽2204060202 1022 1032 104f/HzfLfH3dB 频率点频率点(半功率点)(半功率点)3dB 频率点频率点(半功率点)(半功率点)根据放大器所放大的信号不根据放大器所放大的信号不同,最大容许值有所不同。同,最大容许值有所不同。对于为人们感官所直接对于为人们感官所直接感受的信号,如人耳感受音响,感受的信号,如人耳感受音响,人眼感受光亮等当声或光的人眼感受光亮等当声或光的功率的变化不
21、超过一倍时不功率的变化不超过一倍时不会给人造成以感觉上明显的变会给人造成以感觉上明显的变化。因此,化。因此,人们确定一个半功人们确定一个半功率点作为放大倍数下降的最大率点作为放大倍数下降的最大容许值。容许值。对于某些专用放大器,例如微波接力通信设备中的中频对于某些专用放大器,例如微波接力通信设备中的中频放大器,在信号占据的频率内,即放大器,在信号占据的频率内,即70MHz6MHz的频率范围的频率范围内,放大倍数的幅模变化只容许几个百分点。对相频特性的要内,放大倍数的幅模变化只容许几个百分点。对相频特性的要求,容许的时延差不得超过求,容许的时延差不得超过 1ns。四、四、频率响应的特性及带宽定频
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