退耦电容电路工作原理分析与理解
发布时间:2011/9/13 15:02:07 访问次数:8319
退耦电路通常设置在两级放大器之间,所以只有多级放大器才有退耦电路。
1.设置退耦电路的原因 T10C220B
分析退耦电路工作原理之前,需要了解为什么要在多级放大器中设置退耦电路,也就是各级放大器之间为什么会产生有害的级间交连(多级电路之间通过电源内阻的一种有害信号耦合)。
(1)电源内阻对信号的影响。图3-56所示是电源内部电路。理想情况下直流电压+V端对交流而言接地。
虚线框内是直流电源,由电压源E和内阻RO串联而成,电流流过这一直流电源时,内阻RO上就有压降。当交流信号电流流过这个内阻时,也存在交流信号电压降,这个电压降是造成电路中有害交连的根本原因所在。
(2)多级放大器之间交连。图3-57所示是一个多级放大器,VT1和VT2分别构成第一级和第二级英发射极放大器,共发射极放大器的输入信号电压和输出电压相位相反。
假设电路中没有退耦电容Cl,并假设某瞬间在VT1基极上信号电压在增大,即为“+”,如电路图中所示,VT1集电极上信号电压相位为“-”,VT2基极信号电压相位为“-”,VT2集电极上信号电压相位为“+”。
由于直流电源+V端不可避免地存在内阻RO,VT2集电极信号电流流过RO时,在它上面产生了信号压降,即电路中的B点有信号电压,且相位为“+”。
电路中B点的正极性交流信号经R3加到A点,A点信号电压相位也为“+”,该电压通过Rl加到VT1基极,使VT1基极信号电压更大。通过上述电路的一系列正反馈,VT1中的信号很大而产生自激,出现啸叫声,这是多级放大器中的有害交连信号引起的电路啸叫现象。
2.退耦电容电路
图3-58所示是退耦电容电路示意图,多级放大器的两级放大器直流电压供给电路之间加入退耦电容Cl后,电路中A点上的正极性信号被Cl旁路到地端,而不能通过电阻Rl加到VT1基极。这样,多级放大器中不能产生正反馈,也就没有级间的交连现象,从而达到了消除级间有害交连的目的。
加入退耦电阻R3后,可以进一步提高退耦效果,因为电路中B点的信号电压被R3和Cl(容抗)构成的分压电路进行了衰减,比不加入R3时的A点信号电压还要小,直流电流流过退耦电阻R3后有压降,这样降低了前级电路的直流工作电压。
多级放大器中,至少每两级共发射极放大器(三种三极管放大器中的一种)要设一节退耦电路,因为每一级共发射极放大器对信号电压反相一次,两级放大器进行两次反相后信号电压的相位又成为网相,这就容易产生级间正反馈而出现自激。所以级数很多的放大器中要设有多节退耦电路。退耦电容除了起退耦作用外,对直流工作电压还具有滤波的作用。
退耦电路通常设置在两级放大器之间,所以只有多级放大器才有退耦电路。
1.设置退耦电路的原因 T10C220B
分析退耦电路工作原理之前,需要了解为什么要在多级放大器中设置退耦电路,也就是各级放大器之间为什么会产生有害的级间交连(多级电路之间通过电源内阻的一种有害信号耦合)。
(1)电源内阻对信号的影响。图3-56所示是电源内部电路。理想情况下直流电压+V端对交流而言接地。
虚线框内是直流电源,由电压源E和内阻RO串联而成,电流流过这一直流电源时,内阻RO上就有压降。当交流信号电流流过这个内阻时,也存在交流信号电压降,这个电压降是造成电路中有害交连的根本原因所在。
(2)多级放大器之间交连。图3-57所示是一个多级放大器,VT1和VT2分别构成第一级和第二级英发射极放大器,共发射极放大器的输入信号电压和输出电压相位相反。
假设电路中没有退耦电容Cl,并假设某瞬间在VT1基极上信号电压在增大,即为“+”,如电路图中所示,VT1集电极上信号电压相位为“-”,VT2基极信号电压相位为“-”,VT2集电极上信号电压相位为“+”。
由于直流电源+V端不可避免地存在内阻RO,VT2集电极信号电流流过RO时,在它上面产生了信号压降,即电路中的B点有信号电压,且相位为“+”。
电路中B点的正极性交流信号经R3加到A点,A点信号电压相位也为“+”,该电压通过Rl加到VT1基极,使VT1基极信号电压更大。通过上述电路的一系列正反馈,VT1中的信号很大而产生自激,出现啸叫声,这是多级放大器中的有害交连信号引起的电路啸叫现象。
2.退耦电容电路
图3-58所示是退耦电容电路示意图,多级放大器的两级放大器直流电压供给电路之间加入退耦电容Cl后,电路中A点上的正极性信号被Cl旁路到地端,而不能通过电阻Rl加到VT1基极。这样,多级放大器中不能产生正反馈,也就没有级间的交连现象,从而达到了消除级间有害交连的目的。
加入退耦电阻R3后,可以进一步提高退耦效果,因为电路中B点的信号电压被R3和Cl(容抗)构成的分压电路进行了衰减,比不加入R3时的A点信号电压还要小,直流电流流过退耦电阻R3后有压降,这样降低了前级电路的直流工作电压。
多级放大器中,至少每两级共发射极放大器(三种三极管放大器中的一种)要设一节退耦电路,因为每一级共发射极放大器对信号电压反相一次,两级放大器进行两次反相后信号电压的相位又成为网相,这就容易产生级间正反馈而出现自激。所以级数很多的放大器中要设有多节退耦电路。退耦电容除了起退耦作用外,对直流工作电压还具有滤波的作用。
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