2022-2023学年高二物理竞赛课件：多级放大器的基本问题

多级放大器的基本问题 A、多级放大器的概念(以扩音机为例) 放大的对象：变化量。 放大的本质：能量的控制和转换。 直流电源的能量 输出信号正弦波的能量。 放大电路的基本特征：功率放大。 放大的前提：信号不失真。 多级放大器的基本问题 一、 耦合方式。 单管(单级)放大器，AV几十倍。实际的电子设备要求AV很大。因此，需由若干单级放大器串接构成:多级放大器。 多级放大器 多级放大电路中， 输入级：常用高Ri的共集电极电路或场效应管放大 电路，且多采用低噪声管； 中间级:多级共发射极放大电路，以获得较大的电压 放大倍数； 输出级:输出功率要大，常用大信号放大——功率放 大电路。 换能器： ①扩音器的话筒：声音信号转变成微弱的电信号。 ②收录机的磁头：磁信号转变成微弱的电信号。 ③VCD、DVD的激光头：光信号转变成微弱电信号。 例：收音机、扩音机等电子设备中的各种放大电路。 扩音机：放大微弱声音的放大器。话筒将声音信号变成微弱的电信号；经放大电路，将电源提供的能量转换为较强的电信号输出，并驱动扬声器播出放大后的原声音信号。 1、多级放大器的概念(以扩音机为例) vs +RS 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 B、 3种连接方式。 放大器与信号源、放大器级与级之间、（以及放大器末级与负载：高频）的连接方式称耦合方式。 交流信号正常传输。 耦合方式必须保证： 不失真放大。 多级放大器的基本问题 放大器组成框图 耦合电路 耦合电路 输出负载 输入信号 直流偏置电路 外 围 电 路 放大器输出端与输出负载的连接。 输入信号源与放大器输入端的连接。 保证三极管工作在放大模式 隔直(电隔离)耦合方式： ①电容耦合(阻容耦合)。图(a) ③变压器耦合。图(b) ④光电耦合(P44)。 ②直接耦合。图(c) 1、放大器与换能器的连接。 要求： （1）有效将换能器的输出（P、V或I）加到放大器输入端。如要Pimax，则插入匹配网络。又如Vimax，则Ri˃˃RS。 （2）接入后不影响放大器的Q点。 多级放大器的基本问题 2、级、级间的连接：实际电路常用两种耦合方式。 先介绍，电隔离耦合方式： 两级通过变压器连接，由变压器的磁路耦合，将原边的前级交流输出传送到副边，作为后级的输入或传送到负载电阻上。 ③变压器耦合方式（电—磁—电转换）： 图4-5-3(b) ③可由所需的电压放大倍数选择合适的匝数比； 优点：①Q点相互独立 便于分析、设计和调试； ②实现阻抗变换，最佳匹配。音频功放电路中，输出级与负载间用变压器耦合，可实现阻抗变换，使负载获得最高的输出功率。 互不影响，抑制温漂； 很多缺点： ①变压器体积大，重量大、笨重，不适合小型化和集成化； ②低频率特性差，直流、频率低的信号不能通过变压器，应用局限性许多。 ③只能放大高频率交流信号。 ③变压器耦合方式（电—磁—电转换）： 适用场合：1、分立元件功率放大电路中。 2、特大功率或高频功率放大的场合。 器件由LED和光电三极管（又叫光敏三极管）构成。光电耦合放大电路前级的负载就是发光二极管，前级输出电流的变化决定发光二极管的发光强弱。 通过光耦合，使光电三极管输出电流也发生变化，经后级放大后输出。因为光电耦合通过电—光—电的转换实现级间耦合，所以前后级间处于电隔离状态。 便于集成，应用越来越广泛。 ④光电耦合方式：用光电耦合器件。书P44 1. 静态分析： 2. 动态分析： 确定Q点IDQ、ICQ、VCEQ iD变化 uRC变化 uCE变化 光敏元件 发光元件 交直流信号均能放大。 优点：抗电干扰能力强。 光电耦合放大电路 $