多级放大器

多个单级放一起组成的放大器

单级放大电路的电压放大倍数一般可以达到几十倍，然而，在许多场合，这样的放大倍数是不够用的，常需要把若干个单管放大电路串接起来，组成多级放大器，把信号经过多次放大，从而得到所需的放大倍数。

产品介绍

多级放大器中每个单管放大电路称为“级”，级与级之间的连接称为耦合。常用的耦合方式有以下三种：阻容耦合、变压器耦合、和直接耦合。

多级放大器无论采用何种耦合方式，都必须满足下列几个基本要求，才能正常地工作。

（1）保证信号能顺利地由前级传送到后级。

（2）连接后仍能使各级放大器有正常的静态工作点。

（3）信号在传送过程中失真要小，级间传输效率要高。

多级放大器的方框图

实际中，为了得到足够大的放大倍数或考虑到输入电阻、输出电阻等特殊要求，放大器往往由多级电路组成。图1所示为多级放大器的组成框图，其中的输入级主要完成与信号源的衔接并对信号进行放大；中间级主要用于电压放大，将微弱的输入电压放大到足够的幅度；输出级则主要是完成信号的功率放大，以达到满足输出负载需要的功率，并要求和负载相匹配。

级间耦合方式

在多级放大器中，单级放大器之间的连接方式称为耦合，以实现信号的顺利传递。常用的级间耦合方式有三种，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。

阻容耦合

图2所示为两级阻容耦合放大器。两级放大器之间通过电容连接起来，后级放大器的输入电阻充当了前级放大器的负载，故称为阻容耦合。由于电容器具有“隔直流、通交流”的作用，在电容器取值合适的条件下，前级放大器的输出信号经耦合电容传递到后级放大器的输入端，而两级放大器的静态工作点互相不影响，有利于放大器的设计、调试和维修。阻容耦合方式电路的体积小、质量轻，在多级放大器中得到广泛的应用。它的缺点是信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减，阻容耦合方式不适合传递直流信号，因此阻容耦合放大器不能放大直流信号。另外在集成电路中制造大电容很困难，所以阻容耦合只适合分立元件电路。

变压器耦合

利用变压器实现级间耦合的放大电路如图3所示。变压器T1将第一级放大器的输出信号传递给第二级放大器，变压器T2将第二级放大器的输出信号耦合给负载。由于变压器的一次侧、二次侧之间无直接联系，所以采用变压器耦合方式的放大器，其各级静态工作点是独立的。这样便于设计、调试和维修。这种耦合方式的最大优点在于其能实现电压、电流和阻抗的变换，特别适合于放大器之间、放大器与负载之间的匹配，这在高频信号的传递和功率放大器的设计中为重点考虑的问题。变压器耦合的缺点是体积大，且不能放大直流信号，不能集成化，再由于频率特性差，一般只应用于低频功率放大和中频调谐电路中。

直接耦合

前两种耦合方式都存在放大器频率特性不好的缺点，为了解决这个问题，人们设计了直接耦合放大器，把前、后级放大器直接相连，电路如图4所示。直接耦合放大器不但能放大交流信号，还能放大直流信号，其频率特性是最好的。但直接耦合放大器的直流通路是互相连通的，各级放大器的静态工作点互相影响，不便于调试和维修。直接耦合放大器还有一个最大的问题，就是零点漂移。零点漂移使人们无法分清放大器的输出是有用信号还是无用信号，这个问题必须加以解决，否则直接耦合放大器就没法使用。由于直接耦合放大器便于集成，是集成电路中普遍采用的耦合方式。

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