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直流放大器

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2011-6-7

直流放大器常用于測量儀表。在高精度電位測量和生物電與物理電測量中(見生物醫學核電子儀器),電信號往往很弱,而且變化緩慢,含有直流成分,經放大后才便于檢測、記錄和處理。此外,在許多情況下,被測信號源的內阻高,要求放大器具有高增益和高輸入阻抗。具有這種特性的直流放大器也適合用作運算放大器。  直接耦合的晶體管或電子管放大器都可作為直流放大器。這類放大器也靠直流電源供電。當無信號輸入時,理想的直流放大器的輸出電位應該是零、或者是一個稱之為放大器直流零點的參考電位。但是實際上,由于電源電壓的波動和諸如溫度等環境因素的改變,以及電子元件、器件的老化,這個參考電位會隨放大器特性參數的改變而發生變化。這樣,放大器的輸出中就不可避免地含有一個稱為零點漂移的不固定誤差。在多級放大器直接耦合的情況下,前級的零點漂移會被后面各級漸次放大,結果便會與被放大的有用信號相混淆,影響放大器的性能。最大限度地克服零點漂移,是直流放大器設計中的一個重要目標。  直流放大器的類型很多。直接耦合的單管放大器是最簡單的一種。這種放大器的缺點是零點漂移大。利用成對晶體管或場效應晶體管構成的差分放大器是一種零點漂移較小的直流放大器,常用于集成運算放大器的輸入級和中間級。在測量儀器中還常用斬波式直流放大器。  雙通道斬波式直流放大器的原理圖。它由斬波通道、高頻通道和主放大器三部分組成。被測信號中的直流分量(包括緩變分量)和高頻分量,分別經斬波通道和高頻通道處理后由主放大器相加。經過斬波通道的信號在被放大之前,先被“斬切”成方波,經交流放大以后再由解調器恢復為直流。交流放大器和低通濾波器不會產生零點漂移,只要斬波器的“通”、“斷”不引入殘存電壓和漏電流,整個放大器基本上不會產生零點漂移。高頻通道使信號頻率較高的分量直接經主放大器輸出,能起補償和加寬頻帶的作用。斬波器的好壞對直流放大器的性能影響很大。早期的機械振子斬波器具有理想的開關特性,但工作頻率只有幾百赫,而且壽命短。現代的以場效應晶體管為主構成的斬波器具有良好的性能,得到了廣泛的應用。  斬波式直流放大器作為運算放大器,曾在模擬計算機中發揮過重要作用,后來主要用于高精度的測試系統。集成式運算放大器可以直接用于線性直流放大,使用比較廣泛。

直流放大器種類

  常用的直流放大電路有單端式直流放大器、差動式直流放大器、調制型直流放大器等。  1、單端式直流放大器  單端式直流放大器需要解決級間直流電平配置問題,利用電阻Re2拉低BG2的射極電位以滿足直流電平配置要求(即令Ube2=Uc1-Ue2).利用D1及D2作電平配置。使BG2、BG3的偏聽偏信置電壓分別為Ube2=0.3伏、Ube3=0.45伏。D3起保護作用,避免使BG1基極受到過大的反壓,如果前級輸出電壓主和后級輸入電壓相差較大,可以利用硅穩壓管的穩定電壓來代替硅二極管的作用。下圖C的電路是利用較大的Rc1、Rc2來提高集電極電壓,以實現前后級直流電平的配置。下圖D的電路是利用PNP(BG1和BG3)與NPN(BG2)的極性相反來進行電平配置于,BG1的輸出電流是BG2的輸入電流,BG2的輸出電流是BG2的輸出電流是BG3輸入電流,較好地實現了級間耦合,上述四種電路的最大缺點是零點漂移大。  2、差動式直流放大器  它是由BG1、BG2一對特性相同的晶體管組成,而且電路元件也都是對稱的。輸入信號人別為Ui1、Ui2;單端輸出信號分別是Uc1、Uc2;雙端輸出為UC1與UC2之差,即UO=UC1-UC2。差動電路具有下列特點: 

  ●具有抑制零點漂移能力  

  ●共模輸入時,具有抑制放大能力

  ●差模輸入時,具有放大能力

  ●具有穩定靜態工作點的能力

Tags:直流放大器介紹,放大器  
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