变压器耦合放大电路

第四章§4.1 多级放大电路习题（一）考核内容3．掌握多级放大电路耦合方式、特点。

4.1 多级放大电路4.4.1 多级放大电路的耦合方式在多级放大电路中,将级与级之间的连接方式称为耦合方式.。

一般常用的耦合方式有：阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。

1、阻容耦合：将放大器通过电容和下一级的输入电阻连接的方式称为阻容耦合方式。

阻容耦合放大电路的优点是:(1)因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态工作点相互独立，互不影响。

这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。

此外，还具有体积小、重量轻等优点。

(2)在信号传输过程中，交流信号损失小。

阻容耦合放大电路的缺点是:(1)因电容对交流信号具有一定的容抗，若电容量不是足够大，则在信号传输过程中会受到一定的衰减。

尤其不便于传输变化缓慢的信号。

(2) 在集成电路中制造大容量的电容很困难，所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。

2直接耦合为了避免在信号传输过程中，耦合电容对缓慢变化的信号带来不良影响，把前一级输出端（或经过电阻等）直接接到下一级的输入端，这种连接方式称为直接耦合。

直接耦合的优点是:(1)既可以放大交流信号，也可以放大直流和变化非常缓慢的信号。

(2)电路简单，便于集成，所以集成电路中多采用这种耦合方式。

直接耦合的缺点是:(1) 直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，各级静态工作点相互牵制。

(2) 存在零点漂移。

多级放大电路的直接耦合是指前一级放大电路的输出直接接在下一级放大电路的输入端，很显然直接耦合放大电路的各级静态工作点相互影响，并且还存在零点漂移现象，即当输入信号为零时，受环境温度等因素的影响，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。

【概念】零点漂移：指当输入信号为零时，输出信号不为零，而是在静态工作点附近上下变化。

原因：放大器件的参数受温度影响而使Q 点不稳定。

也称温度漂移。

放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。

OTL电路组成特点及工作原理教案一、引言OTL电路（Output TransformerLess Circuit）是一种无输出变压器的功率放大电路，它具有简单的构造和高效率的特点。

本教案将详细介绍OTL电路的组成特点及工作原理。

二、OTL电路的组成特点1. 无输出变压器OTL电路是一种无输出变压器的功率放大电路，相比传统的输出变压器放大电路，OTL电路可以减少体积、重量和成本，并提高输出效率。

2. 高功率放大OTL电路采用直接耦合方式，可以实现高功率放大。

传统的输出变压器放大电路存在功率损耗，而OTL电路通过直接耦合方式传递信号，减少了功率损耗，提高了功率放大效果。

3. 低频特性好OTL电路在低频段具有良好的特性，可以实现低频信号的放大和传递。

这对于音频放大器等需要保持音质的应用非常重要。

4. 稳定性高OTL电路的稳定性较高，可以在不影响放大效果的情况下保持稳定的工作状态。

这使得OTL电路在长时间使用和高功率放大时能够保持良好的性能。

三、OTL电路的工作原理1. 工作原理概述OTL电路的工作原理基于直接耦合的方式，通过放大器的输入信号直接传递到输出端，实现信号的放大和传递。

具体来说，OTL电路由输入级、驱动级和输出级组成。

2. 输入级输入级是OTL电路的第一级，负责将输入信号传递到驱动级。

输入级通常采用差模放大器，可以实现对输入信号的放大和处理，提高输入信号的灵敏度和抗干扰能力。

3. 驱动级驱动级是OTL电路的第二级，负责将输入级放大的信号传递到输出级。

驱动级通常采用共射放大器或共基放大器，可以对输入信号进行进一步放大和处理，以适应输出级的工作要求。

4. 输出级输出级是OTL电路的最后一级，负责将驱动级放大的信号传递到输出端。

输出级通常采用功率管或功率晶体管，可以实现对输入信号的最终放大和输出。

5. 反馈电路OTL电路通常会使用反馈电路来提高放大器的稳定性和线性度。

反馈电路可以将输出信号与输入信号进行比较，并通过控制电路对放大器进行调整，使得输出信号更加准确和稳定。

硬件笔试题模拟电路1、基尔霍夫定理的内容是什么？基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流的代数和恒等于零。

电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。

2、描述反馈电路的概念，列举他们的应用。

反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。

反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。

负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。

电压负反馈的特点：电路的输出电压趋向于维持恒定。

电流负反馈的特点：电路的输出电流趋向于维持恒定。

3、有源滤波器和无源滤波器的区别无源滤波器：这种电路主要有无源组件R、L和C组成有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。

集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。

但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。

1、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?答：频率特性好、体积小、功耗小，便于电路的集成化产品的袖珍化，此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出；但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。

2、什么是本征半导体和杂质半导体？答：纯净的半导体就是本征半导体，在元素周期表中它们一般都是中价元素。

在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。

3、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。

空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。

4、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂？答：按百万分之一数量级的比例掺入。

5、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?答：多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。

变压器耦合方式的放大电路及其特点1.简单可靠：变压器耦合放大电路相对于其他耦合方式来说简单可靠。

变压器的结构相对简单，耐压性强，因此可以在高压、高频的电路中使用。

2.宽频带：变压器耦合放大电路具有宽带特性。

变压器的特性可以传递大范围的频率，从几赫兹到几兆赫兹，因此可以在广泛的频率范围内进行放大。

3.高电压增益：变压器耦合放大电路的电压增益较高。

变压器可以提供比较大的电压放大倍数，提高信号的幅度。

4.高输入阻抗：变压器耦合放大电路的输入阻抗较高。

由于变压器的绕组之间相互隔离，输入信号的电流只流过一个绕组，从而使输入阻抗相对较高。

5.耦合效率高：变压器可以实现一个较好的耦合效率。

通过变压器的设计，能够减小耦合过程中的信号损失，提高信号的传递效率。

6.输出不受输入方式限制：变压器耦合放大电路的输出不受输入方式的限制。

无论输入端是电流型还是电压型，输出端都可以实现电流型或者电压型的输出。

此外，变压器耦合放大电路还有一些不足之处。

1.体积较大：变压器作为一个电子元器件，其体积相对较大。

尤其是对于高功率、高频率的放大电路来说，需要采用较大的变压器，从而增加了电路的体积。

2.成本较高：由于变压器的结构相对复杂，因此其成本相对较高。

特别是对于高性能的放大电路来说，需要采用高品质的变压器，进一步提高了成本。

综上所述，变压器耦合放大电路具有宽频带、高电压增益、高输入阻抗和耦合效率高的特点。

但是其体积较大、成本较高，因此在实际应用中需要综合考虑其优缺点来选择合适的耦合方式。

电感耦合和变压器部分电感耦合是指通过电感的作用，将两个或多个电路的电磁场相互连接的一种方式。

它常用于电路的耦合、滤波、谐振等。

1.耦合电感：耦合电感是指将两个电路通过电感连接在一起的一种元件。

它可以让信号从一个电路传递到另一个电路，同时也可以限制高频噪声的传播。

耦合电感通常由线圈组成，其匝数和绕制方式会影响其特性。

2.电感滤波：电感滤波是一种利用电感元件对电路进行滤波的方法。

它可以通过电感的自感效应，对电路中的高频噪声进行抑制，从而提高电路的信噪比。

电感滤波器通常由电感和负载组成，其电感值和负载值的选择会影响滤波效果。

3.电感谐振：电感谐振是指在电感元件和电容元件组成的电路中，当电感元件和电容元件的共振频率相等时，电路的阻抗达到最小值，电流达到最大值的现象。

电感谐振常用于电路的选频、放大等。

变压器是一种利用电磁感应原理，实现电压和电流的变换的装置。

它由两个或多个绕组组成，绕组之间通过铁芯连接。

1.变压器的基本原理：变压器的工作原理是利用电磁感应现象。

当交流电流通过 primary winding（一次绕组）时，会在铁芯中产生变化的磁通量，进而在 secondary winding（二次绕组）中感应出电动势，从而实现电压的变换。

2.变压器的种类：变压器可以按照其工作原理、结构、用途等方面进行分类。

例如，按照工作原理可以分为交流变压器和直流变压器；按照结构可以分为壳式变压器和芯式变压器；按照用途可以分为电力变压器和电子变压器等。

3.变压器的主要参数：变压器的主要参数包括变压比、匝数比、效率、短路阻抗等。

变压比是指变压器的输入电压和输出电压之间的比值；匝数比是指变压器的输入绕组和输出绕组之间的匝数比值；效率是指变压器输出功率与输入功率之间的比值；短路阻抗是指变压器在短路条件下的阻抗值。

4.变压器的应用：变压器在电力系统中具有重要的作用，它可以将高压电能转换为低压电能，以满足不同用电场合的需求。

此外，变压器还可以用于电子设备中，例如电源适配器、音频放大器等。

耦合电路为实现能量和信号的传输，连接各个功能电路的方法即为耦合电路。

一般的，耦合电路通常具有滤波、蓄能、隔离、阻抗变换等一种或几种功能耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。

耦合电路就是指参与耦合过程的电路。

耦合电路示意图从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。

如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是耦合。

2几种耦合电路一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。

级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。

多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。

直接耦合直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。

缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。

有零点漂移现象。

优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。

阻容耦合方式阻容耦合方式：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。

直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。

交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。

因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。

缺点：首先，不适合传送缓慢变化的信号，当缓慢变化的信号通过电容时，将严重被衰减，由于电容有“隔直”作用，因此直流成分的变化不能通过电容。

更重要的是，由于集成电路工艺很难制造大容量的电容，因此，阻容耦合方式在集成放大电路中无法采用。

模拟电路网络课件第十六节:多级放大电路3.9 多级放大电路一、多级放大电路及其耦合方式在许多应用场合，要求放大器有较高的放大倍数及合适的输入、输出多级放大器中各级之间连接方式称为耦合方式。

级间耦合时，一方面要确保各级放大器有合适的直流工作点，另一方面应使前级输出信号尽可能不衰减地加到后级的输入。

常用的耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合和二、阻容耦合方式连接方式框图阻容耦合的连接方框图如图1所示。

特点1）由于2）阻容耦合放大电路的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。

这是因为耦合电容对这类信号呈现出很大的容抗，信号的一部分甚至全部几乎衰减在耦合电容上。

3）由于三、直接耦合方式直接耦合是把前级的输出端直接或通过恒压器件接到下级输入端。

特点1. 这种耦合方式不仅可放大缓变信号，而且便于集成。

2. 由于前后级之间的直流连通，使各级工作点互相影响，不能独立。

因此，必须考虑各级间直流电平的配置问题,以使每一级都有合适的工作点。

图1给出了几种电平配置的实例。

图1 直接耦合电平配置方式实例(a) 垫高后级的发射极电位；(b) 稳压管电平移位；(c) 电阻和恒流源电平移位；(d) NPN、PNP管级联3. 存在零点漂移，即前级工作点随温度的变化会被后级传递并逐级放大，使得输出端产生很大的漂移电压。

显然，级数越多，放大倍数越大，则零点漂移现象就越严重。

因此，在直接耦合电路中，如何稳定前级工作点，克服其漂移，将成为至关重要的问题。

4. 具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号。

四、光电耦合及光电耦合器光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，因其抗干扰能力强而得到越来越广泛的应用。

实现光电耦合的基本器件是光电耦合器。

光电耦合器(a) 内部组成(b) 传输特性图1 光电耦合器及其传输特性光电耦合器将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起，如图1（a）所示。

发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。

多级放大电路3种耦合方式的详细分析
在实际应用中，常对放大电路的性能提出多方面的要求，单级放大电路的电压倍数一般只能达到几十倍，往往不能满足实际应用的要求，而且也很难兼顾各项性能指标。

这时，可以选择多个基本放大电路，将它们合理连接，从而构成多级放大电路。

 组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接方式称为级间耦合。

多级放大电路有3种常见的耦合方式，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。

 1、阻容耦合
 将多级放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。

图1所示为两阻容耦合放大电路，第一级为共射放大电路，第二级为共集放大电路。

 图1 两级阻容耦合放大电路。

模电实验四otl功率放大电路OTL功率放大电路（Output Transformer Less Power Amplifier）又称无输出变压器功率放大电路，是一种常用于音响系统的功率放大设计方案。

它在电子产品设计领域中具有重要的应用，因为它能够实现高保真、高能效、高可靠性等诸多优点。

OTL功率放大电路的优点：1. 无输出变压器：OTL功率放大电路采用直接耦合放大器，省去了输出变压器，可以减小体积、降低成本和产生更好的声音效果。

2. 电流驱动功放：OTL功率放大电路是一种电流驱动功放，因为它采用静态工作点固定的负反馈，所以保证了高保真度。

3. 电源回馈：OTL功率放大电路具有电源回馈作用，可以稳定电源电压，提高了功率放大的可靠性和稳定性。

4. 高输入阻抗：OTL功率放大电路采用电压输入，所以具有高输入阻抗，不会对前级信号造成影响。

1. 输出功率有限：OTL功率放大电路由于输出电压不高，不能用于大功率放大。

2. 难以实现类A放大：OTL功率放大电路由于需要维持大的静态电流，所以难以实现类A放大。

3. 对负载的要求高：OTL功率放大电路对负载要求高，需要使用高灵敏度扬声器，否则可能会出现需要大功率驱动的情况。

OTL功放电路的基本原理是采用高质量的功率管件做放大器，在这些管件的串联上安装一个负载电阻，将电阻的阻值调整到数千欧姆到数十欧姆之间，使得输出涌流的冲击性变得很小，这样就能够避免过载或短路时输电线圈的烧毁。

同时，OTL功放电路还采用输出电压与输入电压成正比的开环反馈，使得音频信号能够得到非常精确和快速的放大。

输入级：又叫前级，接收声音信号进行处理。

中间级：又叫驱动器，把输入信号放大到适当的电平并驱动输出级。

电源：为整个电路供电。

具体的实验流程：实验器材：电压表、电流表、万用表、三极管、晶体管、电容、电阻等。

实验步骤：1.根据电路图构建OTL功率放大电路。

2.连接电源，调整电路静态工作点，使得输出为0V时电流丝不发光。