放大電路的輸出最大不失真幅度與靜態工作點設置估算值的設置方法

2020-11-25 電子發燒友

  以共發射極放大電路為研究背景,在電路參數和負載電阻已經確定、並且深入分析T/J,信號放大電路的基礎上,利用放大電路輸出特性曲線,得到了放大電路輸出最大不失真幅度與靜態工作點設置估算值。以上結果對放大電路的設計、使用、調試均具有較大幫助,具備較好的實際應用價值。

  近年來,隨著科學技術的飛速進步,各個領域的電子電器新設備層出不窮,具備各種功能的電子電器設備已經成為人們生活、工作和學習過程中不可缺的部分。模擬電路中的放大電路作為一種基本應用電路,在各種電子、電器、電路中使用非常廣泛。在一般的放大電路設計計算過程中,三極體的特性曲線測量起來比較麻煩,需要使用專門的電晶體特性測試儀,對於小信號、精度低的電路並不十分重要,但是對於大信號電路而言,必須採用圖解法才能使結果滿足實際使用要求[1』2]。因此,需要對三極體的參數進行測量,得出特性曲線。這就對電路設計者的時間和測量設備提出了要求,增大了設計電路的難度,同時要耗用較多的時間。本文在電路參數和負載電阻已經確定、不需要圖解的情況下,對放大電路輸出最大不失真幅度與靜態工作點設置進行了估算。

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    一、輸出電壓的最大幅度 由圖Z0208所示(見十五)的分析過程可以看出,放大電路輸出信號電壓的幅度受到飽和區和截止區的限制。在給定電路參數的條件下,輸出電壓不產生明顯失真時的幅值稱為最大輸出幅度,常用峰值或峰~峰值來表示。 受飽和區的限制,輸出電壓的最大幅度只能達到(UCEQ -UCES),受截止區的限制,最大輸出電壓幅度只能達到IC 。因此,實際能達到的輸出電壓的最大幅度只能為(UCEQ - UCES)與IC 中較小值的二倍(峰-峰值)。 靜態工作點的設置對最大輸出幅度有很大的影響。
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    一、什麼是放大電路?   放大電路義稱為放大器,它是使用最為廣泛的電子電路之一、也是構成其他電子電路的基礎單元電路。所謂放大,就是將輸人的微弱信號(簡稱信號,指變化的電壓、電流等)放大到所需要的幅度值且與原輸入信號變化規律一致的信號,即進行不失真的放大。只有在不失真的情況下放大才有意義。
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    三、構成放大電路的基本原則放大電路必須有合適的靜態工作點:直流電源的極性與三極體的類型相配合,電阻的設置要與電源相配合,以確保器件工作在放大區。輸入信號能有效地加到放大器件的輸入端,使三極體輸入端的電流或電壓跟隨輸入信號成比例變化,經三極體放大後的輸出信號(如ic=β*ib)應能有效地轉變為負載上的輸出電壓信號。
  • 基於Multisim的三極體放大電路仿真分析
    三極體放大電路是含有半導體器件三極體的放大電路,是構成各種實用放大電路的基礎電路,是《模擬電子技術》課程中的重點內容。在課程學習中,一再向學生強調,放大電路放大的對象是動態信號,但放大電路能進行放大的前提是必須設置合適的靜態工作點,如果靜態工作點不合適,輸出的波形將會出現失真,這樣的「放大」就毫無意義。
  • 解析基本放大電路概念,工作原理,工作特點
    放大電路的功能是利用電晶體的控制作用,把輸入的微弱電信號不失真的放到所需的數值,實現將直流電源的能量部分的轉化為按輸入信號規律變化且有較大能量的輸出信號。放大電路的實質,是用較小的能量去控制較大能量轉換的一種能量裝換裝置。利用電晶體的以小控大作用,電子技術中以電晶體為核心元件可組成各種形式的放大電路。
  • Multisim 10在單管共射放大電路教學中的應用
    採用直流工作點分析了電路靜態工作點的設置。利用溫度掃描和參數掃描分析了溫度對靜態工作點以及電路參數對輸出波形的影響。對電壓增益、輸入電阻和輸出電阻的仿真測試結果和理論計算基本吻合。研究表明,利用Multisim 10強大的分析功能對電子電路進行計算機仿真,可以提高教學質量和教學效果。
  • 放大器輸出幅度提高0.1dB是否會有很大差別
    答案: 模數轉換器(ADC)明顯是混合信號器件,但有時候,主要從 事模擬電路工作的工程師似乎會忘記它們的數字性質。選擇放大器時,設計工程師知道:如果信號擺幅遠低於P1dB規格,那麼輸出幅度每提高1 dB,三階失真就會提高大約2 dB。如果輸出幅度提高0.1 dB,三次諧波將提高0.2 dB,這是一個微乎其微的值,非常難以測量。
  • 音頻功放失真?別急!這裡有常見改善方法
    (5)適當加大輸入級的靜態電流,增大其動態範圍,並在其輸入電路中設置低通濾波器,消除80kHz以上的高頻雜波信號,防止高頻幹擾信號導致輸入級瞬間過載。SR數值的大小與功放的輸出電壓和輸出高頻截止頻率等有關,輸出功率大的,SR值就大;高頻截止頻率高的,SR值也大,優質功放的SR值可達100V/μs。為了提高功放的SR值,通常採用超高速、低噪聲的管子,但SR值過高,易使電路自激,穩定性變差。此外,前級電路的SR值不應高於後級電路,否則易引起瞬態互調失真。
  • 乙類雙電源互補對稱功率放大電路
    既避免了輸出波形的嚴重失真,又提高了電路的效率。  由於兩管互補對方的不足,工作性能對稱, 所以這種電路通常稱為互補對稱電路。計算輸出功率Po  在輸入正弦信號幅度足夠的前提下,即能驅使工作點沿負載線在截止點與臨界飽和點之間移動。如圖5.6所示波形。 輸出功率用輸出電壓有效值V0和輸出電流I0的乘積來表示。
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    關於這個電路的一些重要的結論有:輸入阻抗是兩個偏置電阻的並聯值,輸出阻抗是rc,電壓放大倍數Av=rc/re,在不改變靜態偏置電路的同時想提高電壓放大倍數的話,可以在re旁邊並聯電阻電容。 第二種:射極跟隨電路 射極跟隨電路輸出的電壓總是與輸入電壓幅度相同,但是電流會放大,由於靜態工作電流ie是一個定值,當輸入交流電流等於
  • 共射極放大電路
    組成放大電路時,必須遵循的原則是:1.設置直流電源,為電路提供能源。2.電源的極性和大小應保證BJT發射結處於正向偏置,而集電結處於反向偏置,使BJT工作在放大區。(對於場效應管放大電路,則應使之工作在恆流區)。3.電路中電阻的取值與電源電壓配合,使BJT有合適的靜態工作點,避免產生非線性失真。4.輸入信號要有效轉輸,且能作用於放大管的輸入迴路。
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    其主要特點是效率高、耗電省,靜態工作電流典型值只有6mA左右,該集成電路的電壓適應能力強(1.8V~15VDC),即使在1.8V低電壓下使用,仍會有約100mW的功率輸出,具體電路如圖所示。本機接成BTL輸出電路,這對於改善音質,降低失真大有好處,同時輸出功率也增加了4倍,當3V供電時,其輸出功率為350mW。
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    5)適當加大輸入級的靜態電流,增大其動態範圍,並在其輸入電路中設置低通濾波器,消除80kHz以上的高頻雜波信號,防止高頻幹擾信號導致輸入級瞬間過載。如果給放大器輸入一個足夠大的脈衝信號時,其電壓的最大變化速率應是電壓上升值與所需時間之比,單位是每秒上升多少伏,寫成數字表達式為SR=V/μs。SR對高保真功放來說,它直接影響放大器的瞬態響應和反應速度,SR值高的功放,解析力、層次感及定位感都好,聽感佳,重放流行音樂更是如此。
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    二、OTL電路的性能指標   1.最大不失真輸出功率Pom   理想情況下,Pom=UCC2/8RL,在實驗中可通過測量RL兩端的電壓有效值,來求得實際的POM=UO2/RL。   2.效率=POM/PE100%PE-直流供給的平均電流Idc,從而求得PE=UCCIdc,負載上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以計算實際效率了。   3.頻率響應   祥見實驗二有關部分內容   4.輸入靈敏度   輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時,輸入信號Ui之值。
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    甲類功率放大器的特點 音頻功率放大器分為甲類放大器和乙類放大器。甲類放大器由於用兩隻功率管分別擔任正半周和負半周音頻放大。故聲音大,音質好,失真小。又稱推挽放大。被現在普遍使用。乙類放大器用單管作半周放大,缺點是功率小,失真大,音質差,使用較少。 甲類功率放大器的功率計算 甲類功放不存在交越失真,音頻信號可以完整地傳輸。甲類功放是發燒友追求的目標。
  • Multisim 10在差動放大電路分析中的應用
    由ICQ可選取兩管共用的發射極電阻Re,且Re不影響差模電壓放大倍數,僅對共模信號有較強的負反饋作用,因此可以有效地抑制「零點漂移」,穩定靜態工作點。由於兩個放大器的參數不可能完全一致,因此通過電位器Rp對電路進行調零。  基極電阻Rb1,Rb2應根據差模輸入電阻的要求選定。選取集電極電阻Rc1、Rc2時應使靜態工作點靠近負載線的中點。
  • 模擬電子疑難問題解惑系列(一):半導體、放大器
    20、在共發射極放大電路中,一般有那幾種偏置電路? 答:有上基偏、分壓式和集-基反饋式。21、靜態工作點的確定對放大器有什麼意義?答:正確地確定靜態工作點能夠使放大器有最小的截止失真和飽和失真,同時還可以獲得最大的動態範圍,提高三極體的使用效率。
  • 自舉低壓運算放大器通過以實現高壓信號和電源工作的應用
    也許不那麼明顯,但電路整體壓擺率也被自舉提高。通常,它受限於LTC6240內部靜態電流和以電源為基準的補償電容。當電源追隨輸入和輸出時,很少有動態電流流入這些電容,放大器不會進入有限壓擺率狀態。緩衝放大器最終會限制整體壓擺率。
  • 低壓運算放大器通過自舉以實現高壓信號和電源工作的應用
    當內部增益節點和電源軌之間存在電晶體輸出阻抗時,放大器電路會發生增益受限的情況。由於電源被自舉到輸出,所以很少有信號電流流過上述阻抗,而且開環增益的增加量與CMRR的提升量相似。但是,輸出負載仍可能會限制開環增益。  也許不那麼明顯,但電路整體壓擺率也被自舉提高。通常,它受限於LTC6240內部靜態電流和以電源為基準的補償電容。
  • 學電路不得不知道的模擬放大電路四大特點
    放大電路不像放大鏡一樣,直接放大被觀看的文字或物體。放大電路將交流信號疊加在直流信號之上,由交流信號的變化,引起直流信號的變化,再通過負載電阻,將直流信號的變化轉化為交流信號的變化。放大電路中的晶體三極體就是起這種轉換作用,由基極電流微小的變化控制集電極電流較大的變化,相當於放大了基極電流。