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電子電路中常見的“耦合"方式及其特點(diǎn)

時間:2024-10-30 00:02:54 瀏覽量:
影響放大器性能的主要技術(shù)指標(biāo)有輸入阻抗、輸出阻抗、電路增益、頻率響應(yīng)和非線性失真。作為極間的耦合,輸入輸出的阻抗由前后級放大電路去承擔(dān),但其耦合的方式對增益、頻率響應(yīng)和非線性失真都將產(chǎn)生很大的影響。

一、直接耦合

前級輸出信號直接連接到后一級放大電路的輸入端。其特點(diǎn)是:

1.通頻帶寬、線路簡單、體積小,適宜放大緩慢變化的信號甚至直流信號,易于集成化,應(yīng)用于集成運(yùn)算放大的電路中;

2.由于信號的直接傳輸,前后級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽扯,特別是溫度對半導(dǎo)體器件性能的影響,使放大電路的工作點(diǎn)產(chǎn)生溫漂,導(dǎo)致原設(shè)計中正常工作的電路進(jìn)入非線性工作區(qū),甚至無法工作;

3.輸入輸出阻抗不容易匹配,放大難以達(dá)到出色的/卓越的/優(yōu)異的/杰出的的設(shè)計要求。如圖1所示。

一般設(shè)計中.為了使信號得到最大的不失真放大,靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)計在負(fù)載線的中央。
為了解決直接耦合產(chǎn)生的影響,往往在直接耦合的第二級采用射級輸出器結(jié)構(gòu)或采用NPN、PNP管互補(bǔ)放大電路結(jié)構(gòu),以解決阻抗匹配和靜態(tài)工作點(diǎn)移動的問題。

二、阻容耦合

在信號的傳輸中,電容的“隔直通交”的作用,能夠?qū)⑶凹壍慕涣餍盘栶佀偷搅b級實(shí)現(xiàn)“耦合”,如圖2所示。它有如下特點(diǎn):

1.電路簡單,前后級的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響,可以獨(dú)立設(shè)計;

2.頻率特性與耦合電容關(guān)系較大,不適應(yīng)傳輸緩慢變化的交流信號和直流信號;

3.阻抗不容易匹配。

三、變壓器耦合

利用“電磁”轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)信號傳輸構(gòu)成的耦合電路如圖3所示。前后級之間可以實(shí)現(xiàn)完整的磁耦合,各級靜態(tài)工作點(diǎn)可以獨(dú)立設(shè)計,并能夠?qū)崿F(xiàn)前后級電源問的隔離,其特點(diǎn)為:

1.前后級靜態(tài)工作點(diǎn)互不受其影響;

2.利用LC并聯(lián)或串聯(lián)諧振的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)選頻,具有窄帶響應(yīng)的特點(diǎn);

3.利用變壓器阻抗變換的原理,實(shí)現(xiàn)前后級阻抗匹配,以獲得最優(yōu)化的設(shè)計,在選頻放大電路中用途廣泛;

4.體積大,電路制作和調(diào)試難度大;

5.低頻特性差,不適應(yīng)傳輸變化緩慢的信號:此類耦臺方式多用于電源變換、高頻調(diào)諧放大、音頻功率放大。

四、光電耦合

采用光作為媒介實(shí)現(xiàn)信號的,其傳輸電路如圖4所示,前級輸出信號通過發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換為光信號再由光敏器件將此光信號還原為電信號,經(jīng)放大后輸出,其特點(diǎn)為:

1.前后級(信號與電源)完全隔離,靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響,可以獨(dú)立設(shè)計;

2.具有寬的通頻帶,體積小,易于集成,并具有一定的信號收大作用;

3.抗干擾能力強(qiáng),能實(shí)現(xiàn)交直流信號的傳輸;

4.線性較差,容易產(chǎn)生非線性失真。

在實(shí)際應(yīng)用中,除了以上四種耦合方式外,還有像“聲表面濾波器”類的具有特定頻率響應(yīng)的耦合方式。所以,合理地選擇“耦合”方式,優(yōu)化設(shè)計電路,是提高放大器特性的重要保證。

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