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如何看懂放大電路圖?

  能夠把微弱的信號放大的電工電子技術(shù)中的電路叫做放大電路或放大器。例如助聽器里的關(guān)鍵部件就是一個放大器。放大電路的用途和組成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、中源和高頻;接輸出信號強(qiáng)弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運(yùn)算放大器和特殊晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變的電路。但初學(xué)者經(jīng)常遇到的也只是少數(shù)幾種較為典型的放大電路。讀放大電路圖時也還是按照“逐級分解、抓住關(guān)鍵、細(xì)致分析、全面綜合”的原則和步驟進(jìn)行。首先把整個放大電路按輸入、輸出逐級分開,然后逐級抓住關(guān)鍵進(jìn)行分析弄通原理。放大電路有它本身的特點(diǎn):一是有靜態(tài)和動態(tài)兩種工作狀態(tài),所以有時往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進(jìn)行分析;二是電路往往加有負(fù)反饋,這種反饋有時在本級內(nèi),有時是從后級反饋到前級,所以在分析這一級時還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級的原理之后就可以把整個電路串通起來進(jìn)行全面綜合。
下面我們介紹幾種常見的放大電路:低頻電壓放大器    
低頻電壓放大器是指工作頻率在20 赫~ 20 千赫之間、輸出要求有一定電壓值而不要求很強(qiáng)的電流的放大器。( 1 )共發(fā)射極放大電路,圖 1 ( a )是共發(fā)射極放大電路,C1 是輸入電容,C2 是輸出電容,三極管 VT 就是起放大作用的器件, RB 是基極偏置電阻 ,RC 是集電極負(fù)載電阻。 1 、 3 端是輸入, 2 、 3 端是輸出。 3 端是公共點(diǎn),通常是接地的,也稱“地”端。靜態(tài)時的直流通路見圖 1 ( b ),動態(tài)時交流通路


見圖 1 ( c )。電路的特點(diǎn)是電壓放大倍數(shù)從十幾到一百多,輸出電壓的相位和輸入電壓是相反的,性能不夠穩(wěn)定,可用于一般場合。
 
( 2 )分壓式偏置共發(fā)射極放大電路,圖2、比圖 1 多用 3 個元件。基極電壓是由 RB1 和 RB2 分壓取得的,所以稱為分壓偏置。發(fā)射極中增加電阻 RE 和電容 CE , CE 稱交流旁路電容,對交流是短路的; RE 則有直流負(fù)反饋?zhàn)饔。所謂反饋是指把輸出的變化通過某種方式送到輸入端,作為輸入的一部分。如果送回部分和原來的輸入部分是相減的,就是負(fù)反饋。圖中基極真正的輸入
電壓是 RB2 上電壓和 RE 上電壓的差值,所以是負(fù)反饋。由于采取了上面兩個措施,使電路工作穩(wěn)定性能提高,是應(yīng)用最廣的放大電路。

 

 
( 3 )射極輸出器圖 3 ( a )是一個射極輸出器。它的輸出電壓是從射極輸出的。圖 3 ( b )是它的交流通路圖,可以看到它是共集電極放大電路。
 
 這個圖中,晶體管真正的輸入是 V i 和 V o 的差值,所以這是一個交流負(fù)反饋很深的電路。由于很深的負(fù)反饋,這個電路的特點(diǎn)是:電壓放大倍數(shù)小于 1 而接近 1 ,輸出電壓和輸入電壓同相,輸入阻抗高輸出阻抗低,失真小,頻帶寬,工作穩(wěn)定。它經(jīng)常被用作放大器的輸入級、輸出級或作阻抗匹配之用。   ( 4 )低頻放大器的耦合   一個放大器通常有好幾級,級與級之間的聯(lián)系就稱為耦合。放大器的級間耦合方式有三種: ①RC 耦合,見圖 4 ( a )。優(yōu)點(diǎn)是簡單、成本低。但性能不是最佳。 ② 變壓器耦合,見圖 4 ( b )。優(yōu)點(diǎn)是阻抗匹配好、輸出功率和效率高,但變壓器制作比較麻煩。 ③ 直接耦合,見圖 4 ( c )。優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬,可作直流放大器使用,但前后級工作有牽制,穩(wěn)定性差,設(shè)計(jì)制作較麻煩。  功率放大器

 能把輸入信號放大并向負(fù)載提供足夠大的功率的放大器叫功率放大器。例如收音機(jī)的末級放大器就是功率放大器。
( 1 )甲類單管功率放大器
 圖 5 是單管功率放大器, C1 是輸入電容, T 是輸出變壓器。它的集電極負(fù)載電阻 Ri′ 是將負(fù)載電阻 R L 通過變壓器匝數(shù)比折算過來的:  RC′= ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL   負(fù)載電阻是低阻抗的揚(yáng)聲器,用變壓器可以起阻抗變換作用,使負(fù)載得到較大的功率。    這個電路不管有沒有輸入信號,晶體管始終處于導(dǎo)通狀,靜態(tài)電流比較大,困此集電極損耗較大,效率不高,大約只有 35 %。這種工作狀態(tài)被稱為甲類工作狀態(tài)。這種電路一般用在功率不太大的場合,它的輸入方式可以是變壓器耦合也可以是 RC 耦合。   ( 2 )乙類推挽功率放大器  圖 6 是常用的乙類推挽功率放大電路。它由兩個特性相同的晶體管組成對稱電路,在沒有輸入信號時,每個管子都處于截止?fàn)顟B(tài),靜態(tài)電流幾乎是零,只有在有信號輸入時管子才導(dǎo)通,這種狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號是正弦波時,正半周時 VT1 導(dǎo)通 VT2 截止,負(fù)半周時 VT2 導(dǎo)通 VT1 截止。兩個管子交替出現(xiàn)的電流在輸出變壓器中合成,使負(fù)載上得到純正的正弦波。這種兩管交替工作的形式叫做推挽電路。

 
乙類推挽放大器的輸出功率較大,失真也小,效率也較高,一般可達(dá) 60 %。   ( 3 ) OTL 功率放大器   目前廣泛應(yīng)用的無變壓器乙類推挽放大器,簡稱 OTL 電路,是一種性能很好的功率放大器。為了   易于說明,先介紹一個有輸入變壓器沒有輸出變壓器的 OTL 電路,如圖 7 。
 這個電路使用兩個特性相同的晶體管,兩組偏置電阻和發(fā)射極電阻的阻值也相同。在靜態(tài)時, VT1 、 VT2 流過的電流很小,電容 C 上充有對地為 1 2 E c 的直流電壓。在有輸入信號時,正半周時 VT1 導(dǎo)通, VT2 截止,集電極電流 i c1 方向如圖所示,負(fù)載 RL 上得到放大了的正半周輸出信號。負(fù)半周時 VT1 截止, VT2 導(dǎo)通,集電極電流 i c2 的方向如圖所示, RL 上得到放大了的負(fù)半周輸出信號。這個電路的關(guān)鍵元件是電容器 C ,它上面的電壓就相當(dāng)于 VT2 的供電電壓。   以這個電路為基礎(chǔ),還有用三極管倒相的不用輸入變壓器的真正 OTL 電路,用 PNP 管和 NPN 管組成的互補(bǔ)對稱式 OTL 
電路,以及最新的橋接推挽功率放大器,簡稱 BTL 電路等等。
 

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