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多級放大器設置退耦電路原因解析

電子設計 ? 來源:電子工程師小李 ? 作者:電子工程師小李 ? 2021-04-01 15:26 ? 次閱讀

退耦電路通常設置在兩級放大器之間,所以只有多級放大器才有退耦電路,這一電路用來消除多級放大器之間的有害交連。

1.設置退耦電路原因

分析退耦電路工作原理之前,需要了解為什么要在多級放大器中設置退耦電路,也就是各級放大器之間為什么會產(chǎn)生有害的級間交連(一種多級電路之間通過電源內(nèi)阻的有害信號耦合)。

(1)電源內(nèi)阻對信號影響。圖2-25所示是電源內(nèi)部電路。理想情況下直流電壓+V端對交流而言接地。虛線框內(nèi)是直流電源,由電壓源E和內(nèi)阻R0串聯(lián)而成,電流流過這一直流電源時內(nèi)阻R0上就有壓降,當交流信號電流流過這個內(nèi)阻時也存在交流信號電壓降,這個壓降是造成電路中有害交連的根本原因所在。

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圖2-25 電源內(nèi)部電路

(2)多級放大器之間交連概念。如圖2-26所示,VT1和VT2分別構(gòu)成第一級和第二級共發(fā)射極放大器,共發(fā)射極放大器的輸出信號電壓和輸入信號電壓相位相反。假設電路中沒有退耦電容C1,并假設某瞬間在VT1基極上信號電壓在增大,即為+,如電路圖中所示,VT1集電極上信 號電壓相位為?,VT2基極信號電壓相位為?,VT2集電極上信號電壓相位為+。

由于+V直流電源不可避免地存在內(nèi)阻R0,VT2集電極信號電流流過R0時,在它上面產(chǎn)生了信號壓降,即電路中的B點有信號電壓,且相位為+。

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圖2-26 級間交連示意圖

電路中B點的正極性交流信號經(jīng)R3加到A點,A點信號電壓相位也為+,通過R1加到VT1基極,使VT1基極信號電壓更大,通過上述電路的一系列正反饋,VT1中信號很大而產(chǎn)生自激,出現(xiàn)嘯叫聲,這是多級放大器中有害交連引起的電路嘯叫現(xiàn)象。

重要提示

當放大器電路中出現(xiàn)正反饋時,電路就會出現(xiàn)振蕩。

這種振蕩的頻率是單一的,當這一頻率落在音頻范圍內(nèi)時能聽到嘯叫聲。

當這一振蕩頻率落在超音頻范圍內(nèi)時,將出現(xiàn)超音頻振蕩,此時聽不到嘯叫聲,但電路中的放大器件會發(fā)熱,嚴重時會燒壞放大器件。

2.退耦電容電路

圖2-27所示是退耦電容電路。多級放大器的兩級放大器直流電壓供給電路之間加入退耦電容C1后,電路中A點上的正極性信號被C1旁路到地端,而不能通過電阻R1加到VT1基極,這樣,多級放大器中不能產(chǎn)生正反饋,也就沒有級間的交連現(xiàn)象,達到了消除級間有害交連的目的。

加入退耦電阻R3后,可以進一步提高退耦效果,因為電路中B點的信號電壓被R3和C1(容抗)構(gòu)成的分壓電路進行了衰減,比不加入R3時的A點信號電壓還要小,直流電流流過退耦電阻R3后有壓降,這樣降低了前級電路的直流工作電壓。

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圖2-27 退耦電容電路

重要提示

多級放大器中,至少每兩級共發(fā)射極放大器(3種三極管放大器中的一種)要設一節(jié)退耦電路,因為每一級共發(fā)射極放大器對信號電壓反相一次,兩級放大器進行兩次反相后信號電壓的相位又成為同相,這就容易產(chǎn)生級間正反饋而出現(xiàn)自激。所以,級數(shù)很多的放大器中設有多節(jié)退耦電路。退耦電容除了起退耦作用外,對直流工作電壓還具有濾波的作用。

編輯:hfy

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