📜  RC耦合放大器

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:29:22             🧑  作者: Mango


电阻电容耦合简称为RC耦合。这是放大器中最常用的耦合技术。

两级RC耦合放大器的构造

两级RC耦合晶体管放大器电路的结构细节如下。两级放大器电路具有两个晶体管,以CE配置连接,并使用公共电源V CC 。分压器网络R 1和R 2以及电阻器R e形成偏置和稳定网络。发射极旁路电容器C e为信号提供了低电抗路径。

电阻器R L被用作负载阻抗。在放大器耦合AC信号提供给晶体管的基极的初始阶段存在的输入电容器C。电容器C C是连接两级的耦合电容器,可防止两级之间的直流干扰并控制工作点的偏移。下图显示了RC耦合放大器的电路图。

RC两级

RC耦合放大器的操作

当交流输入信号施加到第一晶体管的基极时,它被放大并出现在集电极负载R L上,然后通过耦合电容器C C到达下一级。这成为下一级的输入,其放大后的输出再次出现在其集电极负载上。因此,信号被逐级放大。

这里必须注意的重要一点是,总增益小于各个阶段的增益的乘积。这是因为当使第二级跟随第一级时,由于第二级的输入电阻的分流效应而降低了第一级的有效负载电阻。因此,在多级放大器中,只有最后一级的增益保持不变。

当我们在这里考虑两级放大器时,输出相位与输入相同。因为由两级CE配置的放大器电路完成了两次反相。

RC耦合放大器的频率响应

频率响应曲线是表示电压增益与频率函数之间关系的曲线图。 RC耦合放大器的频率响应如下图所示。

频率响应

从上图可以看出,对于低于50Hz的频率和高于20KHz的频率,频率会降低或降低。而50Hz至20KHz频率范围内的电压增益是恒定的。

我们知道,

$$ X_C = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$

这意味着电容电抗与频率成反比。

在低频下(即低于50 Hz)

容抗与频率成反比。在低频下,电抗很高。输入电容器C in和耦合电容器C C的电抗是如此之高,以致仅允许输入信号的一小部分。在低频期间,通过电容器C E的发射极电抗也很高。因此,它不能有效地分流发射极电阻。由于所有这些因素,电压增益在低频时会下降。

在高频下(即20 KHz以上)

再次考虑同一点,我们知道电容电抗在高频下很低。因此,电容器在高频下表现为短路。结果,下一级的负载效应增加,这降低了电压增益。随之,随着发射极二极管的电容减小,其增大了晶体管的基极电流,因此电流增益(β)减小。因此,电压增益在高频下会下降。

在中频(即50 Hz至20 KHz)下

如图所示,电容器的电压增益在该频率范围内保持恒定。如果频率增加,则电容器C C的电抗减小,这趋于增加增益。但是,这种较低的电抗性增加了下一级的负载效果,从而降低了增益。

由于这两个因素,增益保持恒定。

RC耦合放大器的优点

以下是RC耦合放大器的优点。

  • RC放大器的频率响应可在很宽的频率范围内提供恒定的增益,因此最适合音频应用。

  • 该电路简单,成本较低,因为它使用了便宜的电阻器和电容器。

  • 升级技术使其变得更加紧凑。

RC耦合放大器的缺点

以下是RC耦合放大器的缺点。

  • 由于有效的负载电阻,电压和功率增益较低。

  • 随着年龄的增长,他们变得嘈杂。

  • 由于阻抗匹配不良,功率传输会很低。

RC耦合放大器的应用

以下是RC耦合放大器的应用。

  • 它们在很宽的频率范围内具有出色的音频保真度。

  • 广泛用作电压放大器

  • 由于阻抗匹配不良,因此在最终阶段很少使用RC耦合。