电路图中的扩大电路

电路图中的扩大电路

能够把弱小的信号扩大的电路叫做扩大电路或扩大器。例如助听器里的要害部件便是一个扩大器。

　扩大电路的用处和组成

　　扩大器有沟通扩大器和直流扩大器。沟通扩大器又可按频率分为低频、中源和高频；接输出信号强弱分红电压扩大、功率扩大等。此外还有用集成运算扩大器和特别晶体管作器材的扩大器。它是电子电路中最杂乱多变的电路。但初学者常常遇到的也仅仅少数几种较为典型的扩大电路。

　　读扩大电路图时也仍是依照“逐级分解、捉住要害、详尽剖析、全面归纳”的准则和过程进行。首要把整个扩大电路按输入、输出逐级分隔，然后逐级捉住要害进行剖析弄通原理。扩大电路有它本身的特色：一是有静态和动态两种作业状况，所以有时往往要画出它的直流通路和沟通通路才干进行剖析；二是电路往往加有负反应，这种反应有时在本级内，有时是从后级反应到前级，所以在剖析这一级时还要能“左顾右盼”。在弄通每一级的原理之后就能够把整个电路勾结起来进行全面归纳。

    下面咱们介绍几种常见的扩大电路。

　低频电压扩大器

　　低频电压扩大器是指作业频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有必定电压值而不要求很强的电流的扩大器。

　（ 1 ）共发射极扩大电路

　　图 1 （ a ）是共发射极扩大电路。 C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 便是起扩大效果的器材， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。 1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。 3 端是公共点，一般是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 （ b ），动态时沟通通路见图 1 （ c ）。电路的特色是电压扩大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，功用不行安稳，可用于一般场合。

　（ 2 ）分压式偏置共发射极扩大电路

　　图 2 比图 1 多用 3 个元件。基极电压是由 RB1 和 RB2 分压获得的，所以称为分压偏置。发射极中添加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称沟通旁路电容，对沟通是短路的； RE 则有直流负反应效果。所谓反应是指把输出的改变经过某种方法送到输入端，作为输入的一部分。假如送回部分和本来的输入部分是相减的，便是负反应。图中基极真实的输入电压是 RB2 上电压和 RE 上电压的差值，所所以负反应。因为采取了上面两个方法，使电路作业安稳功用进步，是运用最广的扩大电路。

　（ 3 ）射极输出器

　　图 3 （ a ）是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 （ b ）是它的沟通通路图，能够看到它是共集电极扩大电路。

　　这个图中，晶体管真实的输入是 V i 和 V o 的差值，所以这是一个沟通负反应很深的电路。因为很深的负反应，这个电路的特色是：电压扩大倍数小于 1 而挨近 1 ，输出电压和输入电压同相，输入阻抗高输出阻抗低，失真小，频带宽，作业安稳。它常常被用作扩大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用。

　（ 4 ）低频扩大器的耦合

　　一个扩大器一般有好几级，级与级之间的联络就称为耦合。扩大器的级间耦合方法有三种： ①RC 耦合，见图 4 （ a ）。长处是简略、成本低。但功用不是最佳。 ② 变压器耦合，见图 4 （ b ）。长处是阻抗匹配好、输出功率和功率高，但变压器制造比较费事。 ③ 直接耦合，见图 4 （ c ）。长处是频带宽，可作直流扩大器运用，但前后级作业有操控，安稳性差，规划制造较费事。

功率扩大器

　　能把输入信号扩大并向负载供给足够大的功率的扩大器叫功率扩大器。例如收音机的末级扩大器便是功率扩大器。

　（ 1 ）甲类单管功率扩大器

　　图 5 是单管功率扩大器， C1 是输入电容， T 是输出变压器。它的集电极负载电阻 Ri′ 是将负载电阻 R L 经过变压器匝数比折算过来的：

　　RC′= （ N1 N2 ） 2 RL=N 2 RL

　　负载电阻是低阻抗的扬声器，用变压器能够起阻抗改换效果，使负载得到较大的功率。

　　这个电路不论有没有输入信号，晶体管一直处于导通状况，静态电流比较大，困此集电极损耗较大，功率不高，大约只需 35 ％。这种作业状况被称为甲类作业状况。这种电路一般用在功率不太大的场合，它的输入方法能够是变压器耦合也能够是 RC 耦合。

　（ 2 ）乙类推挽功率扩大器

　　图 6 是常用的乙类推挽功率扩大电路。它由两个特性相同的晶体管组成对称电路，在没有输入信号时，每个管子都处于截止状况，静态电流几乎是零，只需在有信号输入时管子才导通，这种状况称为乙类作业状况。当输入信号是正弦波时，正半周时 VT1 导通 VT2 截止，负半周时 VT2 导通 VT1 截止。两个管子替换呈现的电流在输出变压器中组成，使负载上得到纯粹的正弦波。这种两管替换作业的方法叫做推挽电路。

　　乙类推挽扩大器的输出功率较大，失真也小，功率也较高，一般可达 60 ％。

　（ 3 ） OTL 功率扩大器

　　现在广泛运用的无变压器乙类推挽扩大器，简称 OTL 电路，是一种功用很好的功率扩大器。为了

　　易于阐明，先介绍一个有输入变压器没有输出变压器的 OTL 电路，如图 7 。

　　这个电路运用两个特性相同的晶体管，两组偏置电阻和发射极电阻的阻值也相同。在静态时， VT1 、 VT2 流过的电流很小，电容 C 上充有对地为 1 2 E c 的直流电压。在有输入信号时，正半周时 VT1 导通， VT2 截止，集电极电流 i c1 方向如图所示，负载 RL 上得到扩大了的正半周输出信号。负半周时 VT1 截止， VT2 导通，集电极电流 i c2 的方向如图所示， RL 上得到扩大了的负半周输出信号。这个电路的要害元件是电容器 C ，它上面的电压就相当于 VT2 的供电电压。

　　以这个电路为根底，还有用三极管倒相的不必输入变压器的真实 OTL 电路，用 PNP 管和 NPN 管组成的互补对称式 OTL 电路，以及最新的桥接推挽功率扩大器，简称 BTL 电路等等。

直流扩大器

　　能够扩大直流信号或改变很缓慢的信号的电路称为直流扩大电路或直流扩大器。丈量和操控方面常用到这种扩大器。

　（ 1 ）双管直耦扩大器

　　直流扩大器不能用 RC 耦合或变压器耦合，只能用直接耦合方法。图 8 是一个两级直耦扩大器。直耦方法会带来前后级作业点的彼此操控，电路中在 VT2 的发射极加电阻 R E 以进步后级发射极电位来处理前后级的操控。直流扩大器的另一个更重要的问题是零点漂移。所谓零点漂移是指扩大器在没有输入信号时，因为作业点不安稳引起静态电位缓慢地改变，这种改变被逐级扩大，使输出端发生虚伪信号。扩大器级数越多，零点漂移越严峻。所以这种双管直耦扩大器只能用于要求不高的场合。

　（ 2 ）差分扩大器

　　处理零点漂移的方法是选用差分扩大器，图 9 是运用较广的射极耦合差分扩大器。它运用双电源，其间 VT1 和 VT2 的特性相同，两组电阻数值也相同， R E 有负反应效果。实际上这是一个桥形电路，两个 R C 和两个管子是四个桥臂，输出电压 V 0 从电桥的对角线上取出。没有输入信号时，因为 RC1=RC2 和两管特性相同，所以电桥是平衡的，输出是零。由所以接成桥形，零点漂移也很小。

　　差分扩大器有杰出的安稳性，因而得到广泛的运用。

集成运算扩大器

　　集成运算扩大器是一种把多级直流扩大器做在一个集成片上，只需在外部接少数元件就能完结各种功用的器材。因为它前期是用在模仿计算机中做加法器、乘法器用的，所以叫做运算扩大器。它有十多个引脚，一般都用有 3 个端子的三角形符号表明，如图 10 。它有两个输入端、 1 个输出端，上面那个输入端叫做反相输入端，用“ — ”作符号；下面的叫同相输入端，用“＋”作符号。

　　集成运算扩大器能够完结加、减、乘、除、微分、积分等多种模仿运算，也能够接成沟通或直流扩大器运用。在作扩大器运用时有：

　（ 1 ）带调零的同相输出扩大电路

　　图 11 是带调零端的同相输出运放电路。引脚 1 、 11 、 12 是调零端，调整 RP 可使输出端（ 8 ）在静态时输出电压为零。 9 、 6 两脚别离接正、负电源。输入信号接到同相输入端（ 5 ），因而输出信号和输入信号同相。扩大器负反应经反应电阻 R2 接到反相输入端（ 4 ）。同相输入接法的电压扩大倍数总是大于 1 的。

　（ 2 ）反相输出运放电路

　　也能够使输入信号从反相输入端接入，如图 12 。如对电路要求不高，能够不必调零，这时能够把 3 个调零端短路。

　　输入信号从耦合电容 C1 经 R1 接入反相输入端，而同相输入端经过电阻 R3 接地。反相输入接法的电压扩大倍数能够大于 1 、等于 1 或小于 1 。

　（ 3 ）同相输出高输入阻抗运放电路

　　图 13 中没有接入 R1 ，相当于 R1 阻值无穷大，这时电路的电压扩大倍数等于 1 ，输入阻抗可达几百千欧。>
扩大电路读图关键和举例

　　扩大电路是电子电路中改变较多和较杂乱的电路。在拿到一张扩大电路图时，首要要把它逐级分解开，然后一级一级剖析弄懂它的原理，最终再全面归纳。读图时要留意： ① 在逐级剖析时要区分隔首要元器材和辅佐元器材。扩大器中运用的辅佐元器材许多，如偏置电路中的温度补偿元件，稳压稳流元器材，避免自激振荡的防振元件、去耦元件，维护电路中的维护元件等。 ② 在剖析中最首要和困难的是反应的剖析，要能找出反应通路，判别反应的极性和类型，特别是多级扩大器，往往今后级将负反应加到前级，因而更要详尽剖析。 ③ 一般低频扩大器常用 RC 耦合方法；高频扩大器则常常是和 LC 调谐电路有关的，或是用单调谐或是用双调谐电路，并且电路里运用的电容器容量一般也比较小。 ④ 留意晶体管和电源的极性，扩大器中常常运用双电源，这是扩大电路的特别性。

　例 1 助听器电路

　图 14 是一个助听器电路，实际上是一个 4 级低频扩大器。 VT1 、 VT2 之间和 VT3 、 VT4 之间选用直接耦合方法， VT2 和 VT3 之间则用 RC 耦合。为了改进音质， VT1 和 VT3 的本级有并联电压负反应（ R2 和 R7 ）。因为运用高阻抗的耳机，所以能够把耳机直接接在 VT4 的集电极回路内。 R6 、 C2 是去耦电路， C6 是电源滤波电容。

例 2 收音机低放电路

　　图 15 是普及型收音机的低放电路。电路共 3 级，第 1 级（ VT1 ）前置电压扩大，第 2 级（ VT2 ）是推进级，第 3 级（ VT3 、 VT4 ）是推挽功放。 VT1 和 VT2 之间选用直接耦合， VT2 和 VT3 、 VT4 之间用输入变压器（ T1 ）耦兼并完结倒相，最终用输出变压器（ T2 ）输出，运用低阻扬声器。此外， VT1 本级有并联电压负反应（ R1 ）， T2 次级经 R3 送回到 VT2 有串联电压负反应。电路中 C2 的效果是增强高音区的负反应，削弱高音以增强低声。 R4 、 C4 为去耦电路， C3 为电源的滤波电容。整个电路简略明了。