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放大电路范文1
摘要:本文总结了电子设计实验中常用的几种功率放大电路的设计方案，针对不同的设计要求和设计条件从电路搭建、注意事项及测试结果进行了说明，能满足大多数实验电路设计的需要。
关键词:功率放大;推挽输出;丙类功放
一.前言
在电子电路设计中，很多系统需要对输出信号进行放大，以提高其带负载能力，驱动后级电路，因此就要对信号进行功率放大。功率放大器的主要性能指标有输出功率及效率，其按照电流导通角的不同，可分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的通角为180度，适用于小信号低频放大，效率最低;乙类放大器的通角约为90度，适于宽带大功率工作，大多数集成运放的末级输出都采用乙类推挽形式;丙类放大器的电流的通角则小于90度，电流波形失真太大，只适于以调谐回路为负载的窄带放大，但效率较甲、乙类高。【1】
二.电路设计
(一)大电流高摆幅运放
若不考虑成本限制，可直接采用大输出电流、高摆幅运算放大器作为输出级。设计重点在于运放的选择及电路连接。市面上有各种性能的Buffer以及可用以驱动的运放，它们能满足大多数设计的要求。专门的驱动芯片如BUF634，其输出电流达250mA，摆率为2000V/us。美国德州仪器公司也有许多相关产品，如THS3121，输出电流可达450mA，摆率达1500V/us。设计的关键在于芯片的正确使用，由于大多数为电流型运放，故反馈电阻的选取很重要，另外由于处理的是高频信号，所以电源去耦，电路布线方面也须十分注意。经实验测试，THS3121在反馈电阻取470Ω、增益为2时在50Ω负载时小信号-3dB带宽达100MHz，-0.1dB带宽达30MHz，并且在电压峰-峰值为10V的输出状态下，频率大于10MHz时仍无失真现象。
(二)互补对管推挽输出
若对功率放大要求不高，可采用分立元件搭建，以互补对管推挽电路作为输出级。设计的关键在于根据系统要求选择合适的互补对管。互补对管采用2SD667和2SB647，其特征频率为140MHz，集电极功率耗散为0.9W，适合低频功率放大。前级放大负反馈由输出引入，使得通频带更加平坦。
(三)直接功率合成
在手头没有合适的驱动芯片时，可以采用三极管直接搭建，虽在实际应用中较少，但在实验室条件下仍是不错的选择。直接功率合成的先决条件是各路参数要对称。要求VT1和VT2、VT3和VT4参数对称，R2=R3，R4=R5，R11=R12等。输入功率在A点一分为二，分两路分别进行放大，在C点合二为一。
(四)单管丙类功率放大
以上三种都是宽频带非谐振功率放大，效率较低，而在无线通信设计中，效率是发射机的主要性指标之一，丙类谐振功率放大较甲类、乙类相比具有更高的效率。三极管基极采用自给偏压电路，集电极采用RLC并联谐振回路，滤除谐波分量，采用π网络作为输出滤波匹配网络，实际参数值可根据所要求的谐振频率具体设计，在此不赘述。
结语
本文通过对不同条件下功率输出级设计提出相应的方案，并经过实际实验测试，效果良好。但在电子设计实验中，较少涉及电力系统，对信号的功率放大要求不是很高，本文仅对系统中常用的简单功率放大进行总结与实验验证，而实际应用中的功率放大电路远不止如此简单。
参考文献
【1】董尚斌，等。电子线路(1)。北京:清华大学出版社，2006.
放大电路范文2
关键词： 信号放大电路； 放大测量电路； 低通滤波电路； 影响隔离
中图分类号： TN721+.5?34； TM930 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0149?05
Abstract： In view of the facts that the low signal?to?noise ratio， poor anti?interference ability and low measurement accuracy exist in the measuring process of microvolt?level DC voltage signal， an amplifying measurement circuit taking TLC2652 as its core device is proposed in this paper to realize precision amplification of voltage signals （5～45 μV）. The low?pass filtering circuit and band?stop circuit are adopted to reduce its internal noise and external interference. The isolation circuit is adopted to isolate the effect of the measuring end on the collection end. The linear regulating chip is used in power module design to improve the measurement accuracy and reduce power consumption. The simulation experiment result proves that the amplifying measurement circuit for microvolt?level DC voltage signal can suppress common mode interference and temperature drifting， has good stability and strong anti?interference， and its accuracy can reach to 0.044%.
Keywords： signal amplifying circuit； amplification measuring circuit； low?pass filtering circuit； influence isolation
0 引 言
信号检测是人们在当今时代获取信息的重要途径。在需要微弱信号检测的各个领域中，各N微弱的物理量信号都需要先转换成电压或电流信号之后再进行放大、并进行信号检测处理，因此研究微弱信号的检测方法具有重要意义。然而，由各种微弱物理量信号转换得到的电信号多数是微弱的直流或低频信号，如微波功率检波器输出的信号[1]。微弱信号，顾名思义信号的幅度是极其微弱的，但这不是微弱信号检测的难点所在，检测微弱直流信号的困难在于其被严重淹没于噪声信号中。在实际的电路测量系统中，微弱的直流信号更是容易受到各种直流误差的影响，特别是放大器的失调、漂移等误差的影响[1]。此外，微弱直流电压信号的检测还容易受到各种低频噪声的干扰，因此，直流微弱信号的检测困难重重。
从了解的资料来看，对微伏级直流电压信号的测量大致分为两种测量方法。一是将直流信号调制成幅值和直流信号呈比例关系的方波交流信号[2]。以避免直接放大微弱直流信号存在直流误差的影响，特别是直流放大器失调电压的影响，还可以避免外部工频干扰等低频噪声的影响。在各种直流调制技术中，应用最广泛的就是通过场效应管的开关特性来作为调制器。通过一定频率的控制信号控制场效应管栅极电压的极性来控制场效应管的通断，以达到调制直流信号的目的[1]。但存在的问题是：在调制过程中会产生斩波失调电压、调制尖峰信号等。场效应管作为电子开关的同时也存在开关管损耗。实际应用中模拟开关的这种理想效果是不可能达到的，场效应管开关在作为调制器时，无论有无输入信号，只要存在调制信号，模拟开关的输出端都会产生瞬态的尖峰电压，而且还会引起输出信号漂移，从而造成测量结果不精确。二是利用特低噪声、特低漂移的高精度直流放大器对微弱直流信号进行测量。如市面上的高精度直流放大器输出电压能达到伏级，可以给数据采集和处理，但存在的问题是，价格昂贵，不能广泛应用于实践研究。
为了解决微弱直流电压信号测量易受噪声干扰、测量精度不高、抗干扰能力差的问题，设计微伏级信号放大电路时，采用高精度仪表运算放大器TLC2652进行信号的精准放大，以提高测量精度；采用四阶低通滤波电路、双T型带阻滤波电路来减小内部噪声与外部干扰；采用高精度模拟信号隔离电路，隔离测量端对采集端的影响；采用低噪声、高效率的电源芯片及线性稳压芯片进行电源模块的设计，以提高测量精度并降低功耗。
1 设计思路
微伏级直流电压信号，首先要通过放大才能被后端电路所采集。然而，后端采集电路的电压工作范围一般在伏级，因此放大电路的放大倍数应该设置的很大。但实现较高的放大倍数必须要进行多级放大才可实现，因为输入的直流微弱信号和噪声是叠加在一起的，一般比噪声小很多，如果输入级放大倍数设置过大，微弱直流电压信号在被放大的同时，噪声信号同样也会被放大，造成后续很难去除噪声[3]。但随着放大级数的增多，势必也带来很多杂波，此外，微弱直流信号的测量易受到各种低频噪声的干扰，及各种直流误差的影响，如放大器中的失调电压、温漂等。工频干扰也是一种低频噪声，这种干扰电信号进入电子检测系统会严重影响微弱信号检测的准确性。
因此，针对输入信号为微伏级直流电压信号，测量过程中存在信噪比低、测量精度不高、抗干扰能力差的问题，设计了微伏级直流电压信号放大电路。系统主要由高精度仪表放大电路、低通滤波电路、陷波电路及高精度隔离电路组成。微伏级直流电压信号采用屏蔽电缆送进高精度仪表放大电路进行初步放大后，首先进行低通滤波，再输入到中间级放大电路进行主要放大，而后进行高频噪声和市电50 Hz降噪处理，以及通过高精度模拟信号隔离电路隔离测量端对采集端的影响，实现输入、输出和电源间的相互隔离。应用低噪声、高效率的电源芯片及线性稳压芯片进行电源模块的设计，以提高测量精度并降低功耗。经实验测量，系统可以实现对5～45 μV范围内电压信号的精准放大，放大输出电压范围为0.25～2.25 V，完全可以满足后级采集电路的需要，且能够达到0.044%的精度。此外，该电路还具有抗共模干扰、抑制温漂、稳定性好、抗干扰性强等特点。微伏级电压信号放大电路系统方框图如图1所示。
2 信号放大电路
信号放大电路采用初级放大和中间级放大两级放大形式。传感器采样输出的直流电压信号经屏蔽电缆输入到初级放大电路，因此需要检测的直流电压信号微弱且含有大量杂波。从而要求选用的运算放大器具有以下特点：低失调电压、低温度漂移的高性能差动放大电路，以克服温漂；选用开环增益较大的运放，而单级放大器的闭环增益不可过大，这会大大减小增益误差，从而提高检测信号的精度。
因此，设计电路时采用高精度斩波稳零运算放大器TLC2652，具有优异的直流特性，失调电压及其漂移、低频噪声、电源电压变化、共模电压等对运算放大器的影响被降低到了最小[4]。Multisum中的具体设计电路如图2所示。
运算放大器TLC2652的增益由输入电阻和反馈电阻决定，计算公式为：
设计时输入电阻 kΩ，反馈电阻 kΩ，电路增益为50。电路中为确保运算放大器输入级差分放大电路的对称性，设置补偿电阻，其值为输入端接地时，反相输入端总等效电阻。电路中，使用绝缘电阻很高的优质电容器，可选择的容量范围为0.1～1 μF之间。放大倍数的设置，要考虑到初级放大电路中存在有用信号和噪声一起输入的问题，如果初级放大电路的增益设置较大，信号和噪声将被同时放大，在这种情况下，若噪声幅值较大，无疑会降低电路信噪比（信噪比是指电子系统中信号和噪声的比值），不便于对信号的进一步去噪处理。另外，为确保运算放大器的精度，负反馈电阻的精度要很高，同时电路的闭环增益不能设置的太大；保证印制板较高的质量，以避免印制板表面存在的漏电流问题[4]。为此，可在印制板上设置保护环。高精度仪表放大器在放大微弱直流信号时，通常可在输出端加一低通滤波电路，以滤除输出电压中的交流分量来减小交流干扰，使电压输出更加稳定。中间级放大电路，设置在四阶低通滤波电路之后，主要目的是实现放大模块较大的放大倍数。
3 滤波电路
因为需要检测的微伏级直流电压信号非常微弱且含有大量杂波，测量回路、仪表放大电路和相关器件的固有噪声以及外界的干扰噪声通常比被检测目标信号的幅值大很多，有用信号和噪声在经仪表放大电路后将被同时放大。此外，电路结构的不合理设计也会引入噪声干扰，所以，仅对信号进行放大是测量不出微伏级这样微小信号的[5]。电路中为了更好地提取出有用信号，设计了滤波模块来有效地抑制噪声。
3.1 低通滤波电路
针对电路系统的内部噪声以及外部系统的干扰多为交流信号，设计四阶巴特沃斯型有源低通滤波电路对输入级放大电路的输出电压信号进行处理，以抑制放大了的噪声信号。设置低通滤波电路的截止频率为20 Hz，选用单片集成运算放大器OP200，具体器件参数设置及电路设计如图3所示。图4为电路在Multisum中仿真的幅频特性。
3.2 陷波电路
陷波电路也即带阻滤波电路，主要用来减少工频干扰。通常使用的各种仪器的供电电源都为市电或者经市电转换得到，而市电的频率为50 Hz。这样测量电路中就会串入工频，产生工频干扰，严重时将导致电路无法接收信号[6]。电路中采用经典的双T型带阻滤波电路，其中要求电阻R和电容C有较高的精度，以保证带阻滤波电路的中心频率正好在50 Hz处。图5为陷波电路结构原理图。
由此可以得出结论：为了使设计的陷波电路性能最佳，也即满足窄带滤波效果和高Q值，m应接近1取值。
设计电路时采用增益调节电位器，使其在50 Hz处衰减效果最好。经计算kΩ， μF；为增益带宽调节电位器。图6为具体设计电路，图7为50 Hz陷波电路在Multisum中仿真的幅频特性图。
4 隔离电路
在微伏级直流电压信号放大测量过程中，抗干扰是一个不可避免的问题。若不通过信号隔离，测量系统就会引入各种电磁干扰。目诵藕胖谢烊敫扇判藕牛不但会降低测量的准确度，而且尖峰电磁脉冲会对后端采集电路造成一定破坏。因此，针对微弱直流电压信号测量存在的干扰问题，设计了隔离电路。
发光二极管和光敏三极管的伏安特性使光电耦合器件非线性失真十分严重，一般只用来隔离数字信号，而不能简单应用到对模拟信号的隔离。因此，模拟信号的隔离相对复杂的多，一方面要求其达到隔离效果，另一方面又要求最大限度地使模拟信号不失真，也就是能确保模拟信号的线性传输[7]。有源隔离模块T6550D/S内部采用电磁隔离技术，精度达到13～14位，具有良好的线性度及优良的温漂与时漂性能[8]，能够实现输入/输出和电源间的相互隔离，非常适合高精度信号隔离测量。电路接口如图8所示。
放大电路范文3
关键词： 反馈放大电路； 信号； 单向传递； 等效变换
中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）03?0135?03
Conditions of signal one?way transmission for feedback amplification circuits
FENG Lu， CHEN Xin， LI Weihui， SHI Qingfan
（Experimental Center of Physics， School of Physics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）
Abstract： The signal reverse transfer in feedback amplification circuits may lead to the design failure. It is necessary to perform the precise impedance matching calculation and analysis to obtain the reliable output signal. The equivalent transformation method is applied to conducting equivalent transformation for various feedback circuits. The conditions of signal one?way transmission for four feedback amplification circuits including voltage shunt feedback， current series feedback， voltage series feedback and current shunt feedback are detailedly analyzed based on the feedback control model and circuit network theory.
Keywords： feedback amplification circuit； signal； one?way transmission； equivalent transformation
通过引入负反馈可以很好地改善放大电路的许多性能，如稳定静态工作点、提高放大倍数的稳定性、改善失真、展宽通频带、改变输入/输出电阻的大小等[1]。放大电路通常分为放大部分和负反馈部分，为避免这两部分信号的混淆以保证实现信号的单向传输，参数选择是电路设计的关键技术之一。
1 反馈放大电路信号的传递
负反馈放大电路是由一个基本放大电路和一个反馈网络构成的，如图1所示。
从图1中可以看出：基本放大电路是由输入到输出传递信号，而反馈网络将基本放大电路的输出信号送回到输入端实现反馈[2]。为了实现信号的单向传递，要求反馈放大电路信号传输的过程满足以下三个条件：
（1） 基本放大电路只将外界输入信号从输入端传到输出端，不通过反馈网络；
（2） 反馈网络只把反馈信号传送回输入端，不通过基本放大电路；
（3） 信号源的内阻[RS]和负载电阻[R′L]与反馈系数[F?]无关。
信号只有严格按照上述过程进行传输，才能保证放大电路正向传递信号，反馈网络反向传递信号。下面分析保证放大电路正向传递信号，反馈网络反向传递信号的条件。
2 负反馈放大电路信号单向传递的条件
2.1 电压并联反馈[3]
根据电路网络理论[4]，并联反馈放大电路相当于两个双口网络并联组合，如图2所示。其中一个是由基本放大电路组成的有源网络A；另一个是由反馈网络组成的无源网络F。
基本放大电路A的分析如下：
为了保证信号只通过基本放大电路，而不通过反馈网络，要求电路导纳[YfA?][YfF，]由于三极管使基本放大电路有放大作用，而反馈网络不但没有放大作用，反而使信号衰减，这样满足了第一个条件；为了保证反馈信号从输出端传送到输入端时只通过反馈网络，基本放大电路无信号，则[YrF?][YrA，]即放大管内部反馈作用可以忽略，因此也满足了第二个条件。
在电路参数满足上述条件时，可以忽略[YfF]和[YrA，]其中[YiF]和[YoF]分别并接到基本放大电路的输入端和输出端，此时反馈网络只相当于放大电路的负载。这样基本放大电路就只传递正向信号，反馈网络只传递反向信号，且反馈系数[F?]为[YrF]的反馈网络，因此[F?=YrF=IiF?V0?Vi?=0]，由于计算时满足短路参数的要求，所以信号源内阻[RS]和负载电阻[R′L]都与反馈系数[F?]无关，这样就满足了第三个条件。电压并联反馈简化方框图如图3（a）所示。
2.2 电流串联反馈[3，5]
根据电路网络理论[4]，串联反馈放大电路相当于两个双口网络串联组合，如图4所示。
为了保证信号只在基本放大电路中的传输，而反馈网络无信号，则电路参数[ZfA?][ZfF]；为了保证反馈信号只通过反馈网络网络从输出端传送到输入端，而基本放大电路无信号，则[ZrF?][ZrA]。这样满足了第一个和第二个条件。
在电路参数满足上述条件时，可以忽略[ZrA]和[ZfF，]其中[ZiF]和[ZoF]分别串接到基本放大电路的输入端和输出端，这时反馈网络对放大电路只起负载作用。反馈系数[F?]为[ZrF]的反馈网络，因此[F?=ZrF=][ViF?Io?Ii?=0]，这样就满足了第三个条件。电流串联反馈简化方框图如图3（b）所示。
2.3 电压串联反馈[6]
电压串联反馈放大电路如图5所示。
基本放大电路A的分析：
为了满足第一个条件，即基本放大电路有信号，而反馈网络无信号，则电路参数[YfA?][YfF]；为了满足第二个条件，即只通过反馈网络只将反馈信号从输出端传送到输入端，而基本放大电路无信号，则[ZrF?][ZrA]。
在电路参数满足上述条件时，可以忽略[YfF]和[ZrA，]其中[ZiF]串接到基本放大电路的输入端，[YoF]并接到输出端作为基本放大电路的一部分，这时反馈网络对放大电路只起负载作用。电压串联反馈简化方框图如图3（c）所示。
2.4 电流并联反馈[5?6]
根据网络理论[4]，并联反馈放大电路相当于两个双口网络并联组合，如图6所示。其中一个是由基本放大电路组成的有源网络[A，]另一个是由反馈网络组成的无源网络[F。]
为了满足第一个条件，即只有基本放大电路有信号，而反馈网络无信号，则电路参数[ZfA?][ZfF；]为了满足第二个条件，即反馈信号只通过反馈网络网络从输出端传送到输入端，而基本放大电路无信号，则[YrF?][YrA]。
在电路参数满足上述条件时，可以忽略[ZfF]和[YrA，]其中[YiF]并接到基本放大电路的输入端，[ZoF]串接到输出端作为基本放大电路的一部分，这时反馈网络对放大电路只起负载作用。当反馈网络有两个电阻[R1]和[R2]时，电流并联反馈简化方框图如图3（d）所示。
3 结 论
设计反馈电路时，必须考虑阻抗匹配的问题。本文采用等效变换的方法，对各类反馈电路进行等效变换，根据反馈控制模型和电路理论定理详细分析了四种反馈放大电路信号单向传递的条件。对于并联电路采用导纳[Y]参数便于分析，对于串联电路采用开路阻抗[Z]参数便于分析。电压并联反馈中基本放大电路[YfA?][YfF，]反馈网络[YrF?][YrA；]电流串联反馈中基本放大电路[ZfA?][ZfF，]反馈网络[ZrF?][ZrA；]电压串联反馈中基本放大电路[YfA?][YfF，]反馈网络[ZrF?][ZrA；]电流并联反馈中基本放大电路[ZfA?][ZfF，]反馈网络[YrF?][YrA]。
参考文献
[1] 康华光.模拟电子技术基础：模拟部分[M].4版.北京：高等教育出版社，2002.
[2] 童诗白.利用虚接概念分析反馈放大电路的拆环问题[J].电气电子教学学报，2000，22（2）：27?31.
[3] 童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1980.
[4] 李瀚荪.简明电路分析基础[M].北京：高等教育出版社，2002.
放大电路范文4
【关键词】直流负载线；交流负载线；最大输出电压幅值；失真
图解法是一种行之有效的方法，其基础和依据是晶体管的特性曲线。在此基础上可以做图，利用所做的图可以对放大电路的工作状态进行分析。
使用图解法可以完成对晶体管的非线性的直接、客观、有效、真实的分析：比如，可以直观的反映放大电路的静态和动态的两种工作状态，并且对这两类工作状态可以进行很好的分析；此外，还可以有效设立静态工作点，同时可以求出放大倍数；对波形失真和动态范围的确定也可以进行适当的分析。当出现输出幅值较大，但工作频率较低的情况时，就可以使用图解法。在实际的生活和使用过程中，图解法主要被用来分析和研究静态工作点（Q点）的位置和探讨最大不失真输出电压的幅值，此外还可以分析：功率放大电路的最大不失真输出幅值等。
就此，依据放大电路的输入回路与输出回路的公共端的不同，将其分为3种基本的组态：共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路.因此，笔者采用图解法对以下情况进行分析：工作点稳定电路（共发射极放大电路）、共集电极放大电路、共基极放大电路的直流负载线及交流负载线、最大输出电压幅值和失真等。
1.工作点稳定共发射极放大电路的Uomax
我们在图1中可以看到工作点稳定共发射极放大电路。以电路的直流通路为依据，我们可以得到关于输出回路的直流负载线的式子：
图1中，C1和C2是耦合电容，旁路电容Ce一般被当做开路。此外，C1、C2、Ce均被视作最大值，由于交流信号很微弱，因此可以忽略不计，此时可以看做是短路的状况。另外，直流电源是恒流源，因此可以视为短路这一状况。以电路的交流通路为依据，得出交流负载线的斜率是：。在该式子中，是和相除得到的。
可以看到直流负载线和横轴有一个交点，即（Vcc，0）这一点。而交流负载线和横轴的交点为（，0）。此外，也不难得出的值，即。也可以计算出。
使用图1，我们可以计算出最大输出的电压幅值，即：
电路的最大输出动态范围也可以计算出，即：
2.共集电极放大电路的Uomax
和上面一样，我们可以使用图解法来计算输出回路的直流负载线的方程是：。进而得出交流负载线的斜率是：。在该式子中，是和的比值。我们可以将直流负载线和交流负载线共同作于晶体管输出特性曲线图中。交流负载线和横轴的交点是（，0），。和U0的方向不同，是相反的，但是二者的大小一样。
我们可以计算出共集电极放大电路的最大输出的电压幅值：
此外，还可以就算出该放大电路的最大输出动态范围，即：
3.共基极放大电路的UomaX
我们可以参考图3，图4来研究这一问题。
直流负载线的方程为：
交流负载线的斜率是：，是Re和RL的比值。
而：
共集极放大电路的输出不再是Uce，而是Ucb，因此UcBQ和IcQR’L决定了该电路下最大输出电压幅值，也就是：
该放大电路的最大输出动态范围可以这样计算：。
4.关于电压U0的波形失真现象的探讨
使用图解法我们可以得出这样的结论：假如在选择静态的工作点Q较低时，那么：
的值就会比的值小。
这时，电路就会出现受截止失真的限制，饱和和失真的状况就会出现，也就是说失真的状况很容易发生在Uce的波形的底部。在放大电路的3种基本组态中，Uce和U0的关系是各不形同的。但是，也并不是说Uce和U0二者的顶部是重合的，要具体情况具体分析：（1）在共发射极放大电路中，Uce和U0的方向是一致的，二者的顶部也是对应的。（2）在共集电极的放大电路中，Uce和U0的方向是并不一致，是相反的，Uce的顶部是U0的底部。（3）共基极放大电路中，二者的方向是一致的，顶部也是对应的。因此，在使用NPN型管组成的放大电路中，可以得出以下结论：当顶部失真出现在输出U0波形时，共发射极放大电路就是顶部失真，即截止失真；但是对于共集放大电路来说就是饱和失真。对于共基极放大电路来说就是Uce的顶部失真，即截止失真。
通过以上分析，不难得出放大电路中的静态工作点Q的选择很重要，当这个点较低时，就会容易产生截止失真的现象；当过高时，饱和失真的现象就会产生。因此，要将Q点选在合适的位置，即交流负载线的中央。这样才会计算出最大不失真输出电压幅值，也可以计算出放大电路的最大输出动态范围。
5.结束语
本文使用图解法对放大电路的三种组态进行了研究，同时也对失真现象进行了探讨，希望对大家有所帮助和借鉴。
参考文献
[1]李永佳.基于Multisim10的OTL甲乙类功放的分析[J].科学咨询，2013（2）.
[2]张爱英.基于Multisim的三极管放大电路仿真分析[J].现代电子技术，2013（4）.
[3]李付亮，吴涛，周有庆.继电保护测试仪用高电压功率放大电路的研制[J].电力系统保护与控制，2012（11）.
放大电路范文5
【关键词】负反馈 反馈通路 电压反馈 电流反馈 串联反馈 并联反馈 瞬时极性
【中图分类号】TN721 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682（2012）09-0190-02
在电子电路中，反馈是指将输出量（电压或电流）的一部分，按一定的方式送回到输入回路，来影响输入量（电压或电流）的一种连接形式。经过反馈后，若输出量比没有反馈时变小，这情况称为负反馈；否则就是正反馈。
负反馈在电子电路中得到非常广泛的应用。放大电路中引入负反馈可以改善放大性能，比如稳定电路的静态工作点，稳定放大倍数，扩展频带，减小非线性失真，改变放大器输入和输出电阻。因此，几乎所有的实用放大电路都是带反馈的电路。在实际中有时侧重改善放大器的某方面性能，就要求针对不同类型的电路加有不同形式的反馈。于是产生了各种类型的负反馈。按照它们对放大器性能的影响规律和反馈网络的不同接法，可归纳为四个基本类型。即：电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈。每一种类型的负反馈，对放大器性能的影响有其确定的规律。只要判断出负反馈的类型，就可以对放大器许多性能和参数进行估计。
关于负反馈类型的判断方法，有关电子技术的教材都做了比较一致的阐述。但笔者在多年教学过程中发现，学生采用教材上的方法在判断反馈类型时往往感到困难，理解不透彻。关于教材上介绍的方法在此不再赘述，下面笔者将在教学中归纳出来的一种快速简洁地判断放大器反馈组态的方法介绍给读者，希望对各位读者尤其是初学者有所帮助。
一、判断步骤
首先，找反馈通路，同时判断交、直流反馈。我们判断一个电路是否有反馈，是通过分析它是否存在反馈通路而进行的。简单的说，就是观察电路中是否存在从输出端到输入端的反向信号通路，如果存在，那么这条反向的信号通路就是反馈通路。反馈通路通常是由电阻和电容构成。寻找这条通路时，要注意若是直接经过电源端和接地端的电路不是反馈通路。根据电容“隔直通交”的特点，我们可以判断出反馈的交直流特性。如果反馈通路中有电容接地，则为直流反馈，其作用为稳定静态工作点；如果反馈通路中串联电容，则为交流反馈，改善放大电路的动态特性；如果反馈通路中只有电阻或只有导线，则反馈为交直流共存。
其次，对输出端信号采样方式的判断（电压、电流反馈）：如果反馈支路直接与输出端相连（同一节点）则是对输出电压采样（电压反馈），否则是对输出电流采样（电流反馈）。
再次，对输入端信号比较方式的判断（串联、并联反馈）：如果反馈支路直接与输入端相连（同一节点）则在输入端比较的是电流信号（并联反馈），否则在输入端比较的是电压信号（串联反馈）。
最后，正、负反馈的判断：正负反馈的判断使用瞬时极性法。瞬时极性是一种假设的状态，它假设在放大电路的输入端引入一瞬时增加的信号。这个信号通过放大电路和反馈回路回到输入端。反馈回来的信号如果使引入的信号增加则为正反馈，否则为负反馈。在这一步要弄清楚放大电路的组态，是共发射极、共集电极还是共基极放大。每一种组态放大电路的信号输入点和输出点都不一样，其瞬时极性也不一样。如表1所示。相位差180o则瞬时极性相反，相位差0o则瞬时极性相同。运算放大器电路也同样存在反馈问题，运算放大器的输出端和同相输入端的瞬时极性相同，和反相输入端的瞬时极性相反。
依据以上瞬时极性判别方法，从放大电路的输入端开始用瞬时极性标识，沿放大电路、反馈回路再回到输入端。这时再依据负反馈总是减弱净输入信号，正反馈总是增强净输入信号的原则判断出反馈的正负。
具体判断方法是：串联反馈中，在反馈通路与输入回路的连接点处，若反馈信号极性与输入信号极性相同则为负反馈，否则为正反馈；并联反馈中，在反馈通路与输入端的连接点处，若反馈信号极性与输入信号极性相反为负反馈，否则为正反馈。
二、实例分析
我们应用上述方法对以下放大电路的反馈组态进行分析判断：
例1：如图1所示，分析V1、V2两级放大器的级间反馈组态。
解：判断步骤如下：①反馈通路：由Rf和 构成，由于存
在隔直电容，级间反馈只有交流反馈；②输出端信号采样方式：Rf直接连接到输出端B，属电压反馈；③输入端信号比较方式：Rf未直接连接到输入端A，属串联反馈；④正、负反馈的判断：由图1所标的瞬时极性，经Rf反馈回来的信号极性与输入回路C点的极性相同，对于串联反馈为负反馈。结论：此放大电路的级间交流反馈组态为“电压串联负反馈”。
例2：如图2所示，分析V1、V2、V3、V4构成的多级放大器的级间反馈组态。
解：判断步骤如下：①反馈通路：由Rf构成，由于不存在
隔直电容，级间反馈既有直流又有交流反馈；②输出端信号比较方式：Rf直接连接到输出端B，属电压反馈；③输入端信号比较方式：Rf直接连接到输入端A，属并联反馈；④正、负反馈的判断：由V1、V2构成的差分放大电路仅对对输入信号中的差模分量进行放大，因此，假设V1基极瞬时极性为“（+）”时，V2基极瞬时极性则为“（-）”，由图2所标的瞬时极性，经Rf反馈回来的信号极性与输入端A点的极性相反，对于并联反馈为负反馈。结论：此放大电路的级间反馈组态为“电压并联负反馈”。
例3：如图3所示，分析V1、V2、V3构成的多级放大器的级间交流反馈组态。
解：判断步骤如下：①反馈通路：由R9、R4、C5、R2构成级间交流反馈通路；②输出端信号比较方式：C5未直接连接到输出端B，属电流反馈；③输入端信号比较方式：R4未直接连接到输入端A，属串联反馈；④正、负反馈的判断：由图3所标的瞬时极性，经R4、C5反馈回来的信号极性与输入回路C点的极性相同，对于串联反馈为负反馈。结论：此放大电路的级间交流反馈组态为“电流串联负反馈”。
图3 图4
例4：如图4所示，分析V1、V2构成的两级放大器的级间反馈组态。
解：判断步骤如下：①反馈通路：由R1构成，由于不存在隔直电容，级间反馈既有直流又有交流反馈；②输出端信号比较方式：R1未直接连接到输出端B，属电流反馈；③输入端信号比较方式：R1直接连接到输入端A，属并联反馈；④正、负反馈的判断：由图4所标的瞬时极性，经R1反馈回来的信号极性与输入端A点的极性相反，对于并联反馈为负反馈。结论：此放大电路的级间反馈组态为“电流并联负反馈”。
三、结束语
本文旨在为读者介绍一种如何直接利用反馈通路与放大电路的电路连接形式来快速简洁地判断负反馈组态，因此，对于反馈信号如何使放大电路的净输入减少（负反馈）或增加（正反馈）的关系未做分析，读者可参阅其它相关书籍。另外文中所举例题，为了说明判断方法，只对电路中的级间反馈做了分析，电路中还存在部分本级反馈，有兴趣的读者可自行分析。文中不妥和阐述未详之处，望广大读者批评指正。
参考文献
1 童诗白、华成英.模拟电子技术基础（第4版）[M].北京：高等教育出版社，1980
放大电路范文6
关键词：仿真；静态工作点；交流参数；失真；频率响应
中图分类号：TP393;TN79+1文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)26-6461-02
模拟电子技术课程是电子信息类专业的一门主干课程，该课程既有抽象的理论分析又有较具体的实践应用，此门课程教学质量的优劣直接影响到此类专业后续课程的学习以及学生的电路理论分析能力和实践动手能力。本文以模拟电子技术课程中的基本放大电路为例，介绍了利用Multisim仿真软件如何分析静态工作点的设置与波形失真的关系，如何利用仿真软件测试电路交流参数，分析电路参数对电路高低频特性的影响，在课堂教学中，使模拟电子技术教学更加形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。这对提高学生学习兴趣，培养学生创新能力，提高学生专业素质具有重要的意义。
1 静态工作点的设置及测量
按如图1所示连接电路。为实现电路最大不失真输出，调节可变电阻R2，使节点4对地直流电压为6V（即是=6V）。为保证所测试的交流参数有效，应保证晶体管工作在线性范围内，适当选取输入交流信号的幅度，保证电路非线性失真不超过5%，电路中输入交流信号的有效值设为4.9mV，此时电路的非线性失真为4.932%。
利用软件的分析功能，执行命令Simulate/Analysis/DC Operating Point；设定节点1、3、4、6，执行Simulate，可得图2所示的各节点电压，图中节点4的电压为5.98961V，此电压即为，节点3的电压约为0.476V，即为之值。节点1、6的电压为零，这就是电容C1、C2的隔直作用。
2 交流参数的测定
2.1 交流放大倍数
双击示波器，适当选取X轴扫描刻度，A、B通道Y轴幅度刻度以及两通道的模式均为AC模式。打开电源，在示波器上看到输入、输出波形，关闭电源，拖动示波器屏幕上的两读数标尺分别至两曲线的波峰和波谷点，从读数窗口可以读出输入信号的峰峰值为13.854mV，输出信号的峰峰值为-1.382V，其中负号表示输出信号与输入信号相位相反，这与单管共射电路的输出信号与输入信号的相位关系相符。由以上数据我们可得电路的交流电压放大倍数是：99.8。如在电路中的输入输出端分别接上万用表测量其交流电压放大倍数是：，与前者数据较好地吻合。2.2 输入电阻
输入电阻为放大电路的重要概念，在该电路中，即为从节点1看进去的总等效电阻。测量步骤如下，在交流信号与C1之间接一已知电阻RS，该电阻等效为交流信号内阻RS，用交流电压表测量节点1与地之间的电压V1，由关系式：
即可求出该电路的输入电阻，将RS=3 ，VS=4.9mV，V1=1.78mV，代入上式得该电路的输入电阻为：1.7KΩ。
2.3 输出电阻
输出电阻的测量方法是：分别测量输出端有负载和没有负载时的输出电压、。根据公式：，即可求得。将各测量值代入上式，得该电路的输出电阻为2.57KΩ，理论值为：3KΩ。
3 输出信号失真的观察
适当选取R1、R2的阻值，增大输入信号的幅度，可以观察到图5所示的截止、饱和失真。图5（右）中是当减小R1、R2的阻值时，所看到的静态工作点太高，动态工作点进入了饱和区所出现的负半周被削去一部分的饱和失真。图5（左）中是当增加R1、R2的阻值时，所看到的静态工作点太低，动态工作点进入了截止区所出现的正半周被削去一部分的截止失真。这与课本上所分析的单管共射电路静态工作点与波形失真的关系很好的吻合。
4 放大电路的频率响应
连接一单级阻容耦合电路如图6所示。为保证晶体管工作在线性范围内，用失真度测试仪监测（非线性失真控制在5%以内），其输入信号有效值选定为4.5mV。
4.1 幅频特性的观测
双击波特图测试仪，作如下调节：Mode区，选择Magnitude；Horizontal区，选择Log，F值为100MHz，I值为1Hz，Vertical区，F值为40dB，I值为-20dB。打开电源开关就可以观察到如图7所示的幅频特性曲线。拖动读数指针就可测量出中频段的增益以及高低端-3dB处的上下限截止频率。本例中，测得中频段的增益是38.334dB，fH=9.3MHZ，fL=125Hz。
4.2 耦合、旁路电容对低频特性的影响
课本中，理论研究了耦合、旁路电容对下限频率的影响，我们可以通过仿真的形式验证其影响程度。将C2由10uF减小到1uF，其他参数不变，可测得下限频率为135Hz，同理将C3由10uF减小到1uF，其他参数不变，可测得下限频率为136Hz，将旁路电容C4由47uF减小到4uF，其他参数不变，测得下限频率为1.585kHz。以上数据说明，影响低频特性的主要因素是旁路电容，这也验证了课本中的结论。
4.3 晶体管参数对高频特性的影响
教材中讲述了，晶体管的极间电容和电路中的分布电容等，是影响电路高频特性的主要因素，我们可以通过更换晶体管的方式，表明晶体管的极间电容对高频特性的影响情况。将电路中的2SC1815更换为2N2222A，由上所述方法可测得此时的上限频率为17.92MHz，由此可见，晶体管的极间电容对电路的高频特性有着明显的影响。
5 结束语
本文以模拟电子技术课程中的基本放大电路为例，介绍了利用Multisim仿真软件分析静态工作点与波形失真的关系，电路交流参数的测试，以及分析了电路参数对电路频率特性的影响，在课堂教学中，使该课程的教学更加形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。相信这种形象化的教学方法在电子类各门课程教学中会发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.
[2] 罗映祥.Multisim2001电路仿真软件在负反馈电路教学中的应用[J].现代电子技术,2008,31(7):161-162.
[3] 聂典.Multisim9计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2007.
