耦合電路功能和電路種類

多級(jí)放大器中，每一級(jí)放大器之間是相對(duì)獨(dú)立的，要將一級(jí)級(jí)放大器之間連接起來，級(jí)間耦合電路不可缺少。

1.耦合電路功能

對(duì)耦合電路的要求是，對(duì)信號(hào)的損耗愈小愈好。有時(shí)，耦合電路不僅起級(jí)間的信號(hào)耦合作用，還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行一些處理，主要有以下幾種情況。

(1)通過耦合電路將兩級(jí)放大器之間的直流電路隔離，這是最常用的功能之一。

(2)通過耦合電路獲得兩個(gè)電壓大小相等、相位相反的信號(hào)。

(3)通過耦合電路對(duì)信號(hào)的電壓進(jìn)行提升或衰減。

(4)通過耦合電路對(duì)前級(jí)和后級(jí)放大器之間進(jìn)行阻抗的匹配。

2.耦合電路種類

多級(jí)放大器中的耦合電路主要有下列幾種。

(1)阻容耦合電路中采用電容器進(jìn)行交流信號(hào)的耦合。這是最常用的耦合電路。電容器具有隔直通交的特性，在讓交流信號(hào)耦合到下一級(jí)放大器的同時(shí)，將前一級(jí)的直流電流隔離。這種電路廣泛用于多級(jí)交流放大器中。

(2)直接耦合電路中沒有耦合元器件。直接將前級(jí)放大器的輸出端與后級(jí)放大器的輸入端相連，這也是一種常見的耦合電路。直接耦合電路可以用于多級(jí)交流放大器中，也可用于多級(jí)直流放大器中，在多級(jí)直流放大器中必須采用這種耦合電路。

(3)變壓器耦合電路中采用變壓器作為耦合元件。變壓器也具有隔直通交特性，所以這種耦合電路與電容器耦合電路相似，同時(shí)由于耦合變壓器具有阻抗變換等特性，所以變壓器耦合電路變化形式很豐富。變壓器耦合電路主要用于一些中頻放大器、調(diào)諧放大器和音頻功率放大器的輸出級(jí)中。

阻容耦合電路工作原理分析與理解

前面在介紹多級(jí)放大器時(shí)已多次講述了耦合電容，當(dāng)兩級(jí)放大器之間采用耦合電容時(shí)，兩級(jí)放大器之間采用阻容耦合電路。阻容耦合電路由電阻和電容構(gòu)成，但是在電路中只能直接看出耦合電容，看不到電阻?？梢杂萌鐖D2-6所示阻容耦合電路的等效電路來說明這種耦合電路的工作原理。

圖2-6 阻容耦合電路等效電路

1.等效電路分析

關(guān)于阻容耦合電路等效電路的工作原理主要說明下列幾點(diǎn)。

(1)電路中的C1是耦合電容，ri是后一級(jí)放大器的輸入阻抗。阻容耦合電路中所說的電阻是下一級(jí)放大器的輸入阻抗ri，電容是C1。

(2)從圖中可以看出這是一個(gè)電容、電阻構(gòu)成的典型分壓電路，加到這一分壓電路中的輸入信號(hào)Ui是前一級(jí)放大器的輸出信號(hào)。從這一分壓電路輸出的信號(hào)是Uo，這也就是加到后一級(jí)三極管基極上的輸入信號(hào)，這一信號(hào)愈大，說明耦合電路對(duì)信號(hào)的損耗愈小。

(3)根據(jù)分壓電路特性可知，當(dāng)放大器輸入阻抗ri大小一定時(shí)(通常它不變化)，耦合電容C1容量大，其容抗小，輸出信號(hào)Uo大，即在耦合電容C1上的信號(hào)損耗小。所以，要求耦合電容的容量要足夠大，這樣信號(hào)通過耦合電容時(shí)損耗才小。

2.幾點(diǎn)說明

關(guān)于阻容耦合電路還要說明以下幾個(gè)問題。

(1)當(dāng)放大器的輸入阻抗比較大時(shí)，可以適當(dāng)減小耦合電容的容量，這一點(diǎn)通過分壓電路的特性很容易理解。降低耦合電容C1的容量，對(duì)降低耦合電容的漏電電流有利，因?yàn)殡娙莸娜萘坑?，其漏電電流就愈大，放大器的噪聲就愈?耦合電容的漏電流就是電路噪聲)，特別是輸入級(jí)放大器的輸入端耦合電容要盡可能小。

(2)耦合電容對(duì)低頻信號(hào)容抗比中頻和高頻信號(hào)的容抗要大，所以阻容耦合電路對(duì)低頻信號(hào)是不利的，當(dāng)耦合電容的容量不夠大時(shí)，低頻信號(hào)首先受到衰減，說明阻容耦合電路的低頻特性不好。

(3)耦合電容具有隔直作用，所以采用阻容耦合的放大器不能放大直流信號(hào)，對(duì)頻率很低的交流信號(hào)耦合電容的容抗太大也不能有效放大。

(4)在不同工作頻率的放大器中，由于放大器所放大的信號(hào)頻率不同，對(duì)耦合電容的容量大小要求也不同。音頻放大器中，一般耦合電容的容量在1～10μF之間。為了降低電容漏電電流，愈是處于前級(jí)的耦合電容，其容量要求愈小。

(5)圖2-7所示是一種變形阻容耦合電路，即在耦合電容C1回路中串聯(lián)一只電阻R1，該電阻一般為2kΩ。這種變形阻容耦合電路在一些性能較好的音頻放大器中常見到。這一耦合電路的作用同普通阻容耦合電路基本一樣，只是電阻R1可以用來防止可能出現(xiàn)的高頻自激。

圖2-7 變形阻容耦合電路

直接耦合電路工作原理分析與理解

在雙管直接耦合放大器中介紹了直接耦合電路。直接耦合電路的特點(diǎn)是前級(jí)放大器輸出端與后級(jí)放大器輸入端之間沒有耦合元器件。

直接耦合電路讓交流電流通過的同時(shí)，也可以讓直流電流通過，這是這種耦合電路的特點(diǎn)，所以直接耦合放大器可以用來放大直流信號(hào)，而且低頻特性好。

直接耦合電路的缺點(diǎn)是，由于直流電流也能通過，參加耦合的各級(jí)放大器直流電路相互牽制，這對(duì)電路故障修理不利。

變壓器耦合電路工作原理分析與理解

變壓器耦合電路的具體電路形式有多種。

1.變壓器耦合電路之一

圖2-8所示是一種變壓器耦合電路。電路中，VT1和VT2構(gòu)成兩級(jí)放大器;T1是一個(gè)耦合變壓器，L1是它的一次繞組，一次繞組有一個(gè)抽頭，L2是它的二次繞組，這一耦合變壓器T1只有一組二次繞組。

圖2-8 變壓器耦合電路之一

關(guān)于這一變壓器耦合電路的工作原理主要說明下列幾點(diǎn)。

(1)VT1 集電極信號(hào)電流流過T1 一次繞組L1抽頭以下繞組，根據(jù)變壓器原理可知，T1二次繞組兩端便有輸出信號(hào)電壓，這一輸出信號(hào)電壓加到VT2基極回路。其信號(hào)電流回路是：二次繞組L2上端→VT2基極→VT2發(fā)射極→發(fā)射極旁路電容C7→地線→電容C4→二次繞組L2下端，通過二次繞組L2成回路，完成信號(hào)的傳輸。

(2)對(duì)于直流電流而言，由于T1一次繞組和二次繞組之間是絕緣的，這樣VT1直流電路與VT2所在的直流電路相互隔離，這一特性同阻容耦合電路相同。

(3)變壓器耦合電路的低頻特性不好，這是因?yàn)轳詈献儔浩鞯囊淮卫@組是VT1集電極負(fù)載，由于繞組的感抗與頻率成正比，這樣當(dāng)信號(hào)頻率低時(shí)感抗小，VT1集電極負(fù)載電阻小，電壓放大倍數(shù)較小(集電極負(fù)載電阻小時(shí)放大器電壓放大倍數(shù)小)，顯然變壓器耦合電路的低頻特性不佳。另外，當(dāng)信號(hào)的頻率高到一定程度時(shí)，由于耦合變壓器T1存在各種高頻的能量損耗，高頻信號(hào)受到損失，所以這種耦合電路的高頻特性也不好。

2.變壓器耦合電路之二

圖2-9所示是另一種變壓器耦合電路，這一電路與前面電路的不同點(diǎn)是：耦合變壓器T1二次繞組有一個(gè)中心抽頭，而中心抽頭通過電容C3交流接地，這樣二次繞組L2上端、下端的信號(hào)電壓相位相反。

圖2-9 變壓器耦合電路之二