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多级放大电路放大倍数算法

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第十一讲 多级放大电路

第三章 多级放大电路

［教学目的］

1、掌握多级放大电路的耦合方式，为集成电路的学习打好基础

2、掌握直接耦合放大电路中差分放大电路的组态及动态参数的计算

3、了解多级放大电路中的互补输出级

［教学重点和难点］

1、差分放大电路的作用

2、差分放大电路双入、双出组态中静态工作点的计算，差模电压增益、共模电压增益、共模抑制比、差模输入电阻及输出电阻的分析计算

3、消除交越失真的措施

［教学内容］

第一节 多级放大电路的耦合方式

一、直接耦合

二、阻容耦合

三、变压器耦合

四、光电耦合

第二节 多级放大电路的动态分析

第三节 直接耦合放大电路

一、直接耦合放大电路的零点漂移

二、差分放大电路

三、直接耦合互补输出级

四、直接耦合多级放大电路

本章讨论的问题：1.单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求？2.如何将多个单级放大电路连接成多级放大电路？ 各种连接方式有和特点？3.直接耦合放大电路的特殊问题是什么？如何解决？4.差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？ 为什么它能抑制零点漂移？5.直接耦合放大电路输出级的特点是什么？如何根据 要求组成多级放大电路？ 3.1多级放大电路的耦合方式

3.1.1直接耦合

多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题，即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态工作点正确。

直接耦合——耦合电路采用直接连接或电阻连接，不采用电抗性元件。直接耦合电路可传输低频甚至直流信号，因而缓慢变化的漂移信号也可以通过直接耦合放大电路。

3.1.2阻容耦合

电抗性元件耦合——级间采用电容或变压器耦合。电抗性元件耦合，只能传输交流信号，漂移信号和低频信号不能通过。

根据输入信号的性质，就可决定级间耦合电路的形式。

3.1.3变压器耦合

采用变压器耦合也可以隔除直流，传递一定频率的交流信号，因此各放大级的Q互相独立。变压器耦合的优点是可以实现输出级与负载的阻抗匹配，以获得有效的功率传输。变压器耦合阻抗匹配的原理见 (a)。

在理想条件下，变压器原副边的安匝数相等，

I1 N1=I2 N2

I2 =（I1 N1 / N2）

=I1 (V1 / V2)=(V2 /RL)

(V1 /R1)(V1 / V2)=(V2 /RL)

(N1 / N2 )2 =R1 /RL

n2 =R1 /RL

可以通过调整匝比n来使原副端阻抗匹配。

当变压器的原端作为谐振回路使用时，为了使较小的三极管输出电阻不影响谐振回路的Q值，在原端采用抽头的方式以实现匹配。此时将V1接在

ab之就可以减轻三极管对Q值的影响。如图 (b)所示。

3.1.4光电耦合

耦合电路的简化形式如图所示。

(a) 阻容耦合 (b) 直接耦合 (c) 变压器耦合

耦合电路形式 图变压器的阻抗匹配 直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响，应认真加以解决。

3.2多级放大电路的动态分析

一、多级放大电路电压放大倍数的计算

在求分立元件多级放大电路的电压放大倍数时有两种处理方法。一是将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联，简称输入电阻法。二是将后一级与前一级开路，计算前一级的开路电压放大倍数和输出电阻，并将其作为信号源内阻加以考虑，共同作用到后一级的输入端，简称开路电压法。

现以图的两级放大电路为例加以说明，将该图给出参数后示于图中。

两级放大电路计算例

三极管的1=2==100，VBE1=VBE2=0.7 V。计算总电压放大倍数。分别用输入电阻法和开路电压法计算。

1 用输入电阻法求电压增益

（1）求静态工作点

A9.3=mA0.0093=mA7.2101)20//51(7.038.3)+(1+)//('=e1b2b1BE1CCBQ1RRRVVI

mA93.0BQ1CQ1II

V 26.7V )1.593.012(c1CQ1ccB2C1RIVVV

V 7.4V )8.793.012()()(=e1c1CQ1cce1BQ1CQ1c1CQ1ccCEQ1RRIVRIIRIVV

V 96.7V )7.026.7(BE2B2E2VVV

V 47.4V )3.404.1(mA 04.1mA 9.3/04.4mA ]9.3/)96.712[(/)(c2CQ2C2e2E2CCCQ2EQ2RIVRVVII

V 45.3V )96.747.4(E2C2CEQ2VVV （2）求电压放大倍数

先计算三极管的输入电阻

k 8.2 04.126101 300mA)(mV)(26)1(=k 1.3 93.026101 300mA)(mV)(26)1(=E2bbbe2E1bbbe1IrrIrr

电压增益

be2i2be1i2c113.581.3)8.2//1.5(100)//(=rRrRRAv式中

6.1538.23.4100)//(=be2Lc22rRRAv

8955)6.153(3.5821vvvAAA

如果求从VS算起的电压增益，需计算输入电阻

k55.220//51//1.3//// b2b1be1i1RRrR

9.41)3.58(55.2155.21i1Si1s1vvARRRA

6436)6.153(9.412s1svvvAAA

2 用开路电压法求电压增益

第一级的开路电压增益

8932)3.54()5.164(==3.548.23.41008.21.58.2=5.1641.31.5100=2O1be2c2i2o1i22c1o1be1c1O1vvvvvAAArRRRRARRrRA

3.3直接耦合放大电路

3.3.1 直接耦合放大电路的零点漂移现象

直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响，这是构成直接耦合多级放大电路时必须要加以解决的问题。

一、直接耦合放大电路 (1) 电位移动直接耦合放大电路

如果将基本放大电路去掉耦合电容，前后级直接连接，如图07.02所示。于是

VC1=VB2

VC2= VB2+ VCB2＞VB2（VC1）

这样，集电极电位就要逐级提高，为此后面的放大级要加入较大的发射极电阻，从而无法设置正确的工作点。这种方式只适用于级数较少的电路。

图07.02 前后级的直接耦合

(2) NPN+PNP组合电平移动直接耦合放大电路

级间采用NPN管和PNP管搭配的方式，如图07.03所示。由于NPN管集电极电位高于基极电位，PNP管集电极电位低于基极电位，它们的组合使用可避免集电极电位的逐级升高。

图07.03 NPN和PNP管组合

(3) 电流源电平移动放大电路

在模拟集成电路中常采用一种电流源电平移动电路，如图07.04所示。电流源在电路中的作用实际上是个有源负载，其上的直流压降小，通过R1上的压降可实现直流电平移动。但电流源交流电阻大，在R1上的信号损失相对较小，从而保证信号的有效传递。同时，输出端的直流电平并不高，实现了直流电平的合理移动。

图07.04 电流源电平移动电路

二、零点漂移是三极管的工作点随时间而逐渐偏离原有静态值的现象。

产生零点漂移的主要原因是温度的影响，所以有时也用温度漂移或时间漂移来表示。工作点参数的变化往往由相应的指标来衡量。

一般将在一定时间内，或一定温度变化范围内的输出级工作点的变化值除以放大倍数，即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。例如 V/C 或 V/min。

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模电放大电路公式

模电放大电路公式

模电放大电路公式

模拟电路设计中的放大电路可以采用多种不同的拓扑和设计方法，每种方法都有其特定的公式和特性。以下是一些常见的放大电路公式。

1.基本放大电路公式：

放大电路的基本公式是电流倍增关系和电压增益关系。对于共射放大电路，其电流倍增率为：

β = ic / ib

其中，ic是集电极电流，ib是基极电流。电压增益为：

Av = vo / vi

其中，vo是输出电压，vi是输入电压。

2.电压放大器公式：

电压放大器的电压增益公式可以通过放大器的输入和输出电压之间的关系来表示。一般情况下，电压放大器的电压增益可以通过放大器中的电流倍增率和电阻值来计算。例如，共射放大器的电压增益公式为：

Av = - β * Rc / re

其中，Rc是集电极电阻，re是发射极电阻。

3.电流放大器公式：

电流放大器的电流增益公式可以通过放大器的输入和输出电流之间的关系来表示。一般情况下，电流放大器的电流增益可以通过放大器中的电压增益和电阻值来计算。例如，共射放大器的电流增益公式为： Ai=β*(Rc/Re)

其中，Rc是集电极电阻，Re是发射极电阻。

4.差分放大器公式：

差分放大器是一种常用的放大电路，可以对输入信号进行放大。差分放大器的增益公式可以通过输入和输出电压之间的关系来表示。一般情况下，差分放大器的增益公式为：

Ad = gm * Rd

其中，gm是差分对的跨导，Rd是差分对的负载电阻。

5.反馈放大器公式：

反馈放大器是一种通过在放大电路中添加反馈电路来改变增益和频率响应的放大器。反馈放大器的增益公式可以通过输入和输出电压之间的关系来表示。一般情况下，反馈放大器的增益公式为：

Af=Av/(1+β*Af)

其中，Av是放大器的开环增益，β是反馈电阻和输入电阻之比，Af是放大器的反馈增益。

这些是一些常见的模拟放大电路的基本公式，用于计算电压增益、电流增益和反馈增益等参数。在实际设计中，根据具体的电路拓扑和设计需求，还可以采用其他公式和方法来计算放大电路的性能和参数。

放大电路au计算公式

放大电路au计算公式

放大电路au计算公式

放大电路是现代电子工程中最常用的电路类型之一。针对不同的设计需求，需要使用不同的电路参数来实现放大电路的设计计算。其中，AU计算公式是放大电路设计的一个重要部分。

AU计算公式是放大电路中常用的计算公式之一，常用于放大电路的设计和分析。AU的含义是放大电路输出信号与输入信号之比的大小，通常用dB或倍数来表示。这个指标是非常重要的，因为它直接反映了电路的放大能力。而AU计算公式就是计算放大电路的AU的公式。

AU计算公式涉及到许多电路参数，因此在设计和计算之前需要了解这些参数的定义和计算方法。以下是一些常用的电路参数：

1. 增益（Gain）：增益是指输出电信号幅度与输入电信号幅度之比。增益可以表示为数字值或以dB为单位的值。

2. 带宽（Bandwidth）：带宽是指放大电路在不同频率下的放大能力。带宽越宽，电路的放大性能就越好。

3. 输入阻抗（Input Impedance）：输入阻抗是指电路响应输入信号时所呈现的阻抗。

4. 输出阻抗（Output Impedance）：输出阻抗是指电路输出信号时所呈现的阻抗。 在设计和计算放大电路时，AU计算公式可以帮助我们快速计算出电路的放大能力。接下来，我将介绍两个常用的AU计算公式。

1. 标准非反馈放大电路AU计算公式

在标准非反馈放大电路中，输入信号直接传递到输出端，不经过反馈回路。这种电路通常用于单级放大器的设计。AU计算公式可以表示为：

AU = Vout / Vin

其中，Vout是输出电信号幅度，Vin是输入电信号幅度。

如果增益以dB为单位，则AU的计算公式可以表示为：

AU = 20log(Vout / Vin)

2. 反馈放大电路AU计算公式

反馈放大电路是一种利用反馈回路来影响输出信号的电路。反馈可以降低噪音和失真，提高电路的稳定性。AU计算公式可以表示为：

AU = (1 + Aβ)/β

其中，A是放大电路的开环增益，β是反馈电路的比例。

运算放大器的输出计算公式

运算放大器的输出计算公式

- 1 - 运算放大器的输出计算公式

运算放大器是一种电子元件，它可以放大输入信号的幅度，并将其输出。输出信号的幅度取决于输入信号和运算放大器的放大倍数。通常，运算放大器的输出计算公式如下：

Vout = A*(V2-V1)

其中，Vout是运算放大器的输出电压，A是运算放大器的放大倍数，V1是运算放大器的负输入电压，V2是运算放大器的正输入电压。

如果运算放大器是非反馈式的，那么放大倍数A可以达到非常高的值。这意味着输出电压可以非常大，但也会容易出现饱和问题。如果使用反馈电路，可以将放大倍数控制在一个合适的范围内，以避免饱和和失调问题。

总之，运算放大器的输出计算公式是一个非常重要的工具，可以帮助工程师设计和优化电路。同时，也需要注意运算放大器的特性和限制，以确保电路的稳定性和可靠性。

差分放大电路中放大倍数的计算

差分放大电路中放大倍数的计算

差分放大电路中放大倍数的计算

第一种方式是直接通过差分输入电压与输出电压的关系进行计算。假设差分放大电路的输入电压分别为Vin1和Vin2，放大电路的输出电压为Vout。差分放大电路的放大倍数可以定义为：

Av = Vout / (Vin1 - Vin2)

其中，Av为放大倍数。为了方便计算，通常使用共模放大倍数Acm和差模放大倍数Ad进行表示。

共模放大倍数Acm表示当输入信号为共模信号，即Vin1 = Vin2时，输出信号相对于输入信号的放大倍数。假设此时的输出电压为Vout(cm)，则共模放大倍数可以定义为：

Acm = Vout(cm) / (Vin1 - Vin2)

差模放大倍数Ad表示当输入信号为差模信号，即Vin1 ≠ Vin2时，输出信号相对于输入信号的放大倍数。假设此时的输出电压为Vout(dm)，则差模放大倍数可以定义为：

Ad = Vout(dm) / (Vin1 - Vin2)

通过计算可以得到放大倍数Av = Ad - Acm。

第二种方式是通过电路中的元器件参数进行计算。差分放大电路通常由一个差分放大器和一个输出级组成。差分放大器的放大倍数由其输入级和差模放大倍数决定，输出级则是为了提供较大的输出功率。

差分放大器的放大倍数可以通过计算其电路增益进行估算。对于普通的差分放大器电路来说，其电路增益可以定义为： G=RL(Ic1-Ic2)/(2Vt)

其中，RL为负载电阻，Ic1和Ic2为输入端电流，Vt为热压降。

差异放大倍数Ad可以通过差分放大器的电路增益以及输出级的放大倍数进行计算。如果输出级的放大倍数为Ao，则差异放大倍数可以定义为：

Ad=G*Ao

通过计算可以得到放大倍数Av = Ad - Acm。

综上所述，差分放大电路的放大倍数可以通过差分输入电压与输出电压的关系计算，也可以通过电路中的元器件参数进行计算。不同的计算方法可以根据具体需要进行选择，但是需要确定输入信号的形式和具体电路结构的参数。