【正文】 信號(hào) ui1 = – ui2 大小相等、極性相反 uo= (VC1－ ?VC1 )－ (VC2 +? VC１ ) =－ 2 ?VC1 即 對(duì)差模信號(hào)有放大能力 。 + – + – +UCC uo ui1 RC RB2 T1 RB1 RC ui2 RB2 RB1 + + + – – – T2 差模信號(hào) 是有用信號(hào) (3) 比較輸入 ui1 、 ui2 大小和極性是任意的。 例 1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV － 2 mV 例 2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成 : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV － 2 mV 可分解成 : ui1 = 8 mV + 2 mV 共模信號(hào) 差模信號(hào) 放大器只 放大兩個(gè) 輸入信號(hào) 的差值信 號(hào) —差動(dòng) 放大電路。 這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見的。 15. 8. 2 典型差分放大電路 +UCC uo ui1 RC RP T1 RB RC ui2 RE RB + + + – – – T2 EE + – RE的作用： 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。 EE： 用于補(bǔ)償 RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。 電位器 RP : 起調(diào)零作用。 在靜態(tài)時(shí) ， 設(shè) IB1 = IB2 = IB， IC1= IC2 = IC， 忽略阻值很小的 RP 可列出 EEEBEBB1 2 EIRUIR ??? 上式中前兩項(xiàng)較第三項(xiàng)小得多略去， 則每管的集電極電流 EEEC 2 REII ??發(fā)射極電位 VE ? 0 每管的基極電流 每管的集 — 射極電壓 ECECCCCCCCE 2 RREUIRUU ????15. 差分放大電路對(duì)差模信號(hào)的放大 RC +UCC RB1 T1 RE EE IB 2IE IC IE +UCE + － UBE + － 單管直流通路 單管差模信號(hào)通路 由于差模信號(hào)使兩管的集電極電流一增一減 ，其變化量相等 ， 通過(guò) RE 的電流近于不變 ， RE 上沒有差模信號(hào)壓降 ， 故 RE 對(duì)差模信號(hào)不起作用 ， 可得出下圖所示的單管差模信號(hào)通路 。 單管差模電壓放大倍數(shù) beBCbeBbCbi1o1d1 rRβR)rR(iRiβuuA???????同理可得 d1beBCi2o2d2 ArRRuuA ??????T1 RC ib ic + uo1 RB + ? ui1 ? 雙端輸入 —雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為 beBCd1i2i1od rRRAuuuA???????當(dāng)在兩管的集電極之間接入負(fù)載電阻時(shí) beBLd rRRA???? ?式中 LCL 21// RRR ??兩輸入端之間的差模輸入電阻為 )(2 beBi rRr ??兩集電極之間的差模輸出電阻為 Co 2 Rr ? 例 1:在 前圖所示的差分放大電路中 ,已知 UCC=12V， EE = 12V, ? = 50, RC = 10 k?, RE =10 k?, RB = 20 k?， RP =100 ?, 并在輸出端接負(fù)載電阻 RL = 20k?, 試求 電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù) 。 解 : 122 3EEC ????? REImA0 . 0 1 2mA500 . 6CB ??? ?IIV6V)100 . 6101012( 33CCCCCE ???????? ?IRUU112 .4 120 550beBLd ??????????rRRA ?式中 ???? k521// LCL RRR???????? k 2 . 4 1Ω)0 . 626( 2 0 026)1()(200Ebe Ir ?單端輸出時(shí)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為 )(beBCi1o1i2i1o1d 212反相輸出rRβRuuuuuA??????)(212 beBCi2o2i2i1o2d 相輸出同rRβRuuuuuA??????即：?jiǎn)味溯敵霾罘蛛娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)只有雙端輸出 差分電路的一半。 雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還 有單端輸入的 , 即將 T1輸入端或 T2輸入端接“地” , 而另 一端接輸入信號(hào) ui 。同樣單端輸入也分為雙端輸出和 單端輸出兩種。四種差分放大電路的比較見表 。 (Common Mode Rejection Ratio) CdC MR AAK ? ) (lg20( d B )CdC M R 分 貝AAK ? 全面衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力。 差模放大倍數(shù) 共模放大倍數(shù) KCMR越大，說(shuō)明差放分辨 差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制 共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。 共模抑制比 共模抑制比 若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0 輸出電壓 uo = Ad （ ui1 － ui2 ） = Ad uid 若電路不完全對(duì)稱，則 Ac? 0， 實(shí)際輸出電壓 uo = Ac uic + Ad uid 即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響 。 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路 對(duì)功率放大電路的基本要求 功率放大電路的作用： 是放大電路的 輸出級(jí) ，去推動(dòng)負(fù)載工作。例如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)等。 (1) 在不失真的情況下能輸出盡可能大的功率。 (2) 由于功率較大，要求提高效率。 電源供給的直流功率率負(fù)載得到的交流信號(hào)功?ηIC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O IC UCE O Q iC t O 晶體管的工作狀態(tài) 甲類工作狀態(tài) 晶體管在輸入信號(hào) 的整個(gè)周期都導(dǎo)通 , 靜態(tài) IC較大，波形好 , 管耗大效率低。 乙類工作狀態(tài) 晶體管只在輸入信號(hào) 的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通， 靜態(tài) IC=0，波形嚴(yán)重失真 , 管耗小效率高。 甲乙類工作狀態(tài) 晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài) IC? 0，一般功放常采用。 互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式。當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器 (Output Transformerless)電路，簡(jiǎn)稱 OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無(wú)輸出電容 (Output Capacitorless)電路，簡(jiǎn)稱 OCL電路。 OTL電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源供電。 1. OTL電路 (1) 特點(diǎn) T T2的特性一致； 一個(gè) NPN型、一個(gè) PNP型 兩管均接成射極輸出器； 輸出端有大電容； 單電源供電。 (2) 靜態(tài)時(shí) (ui= 0) 2 CCCUu ?2CCAUV ?, IC1? 0， IC2 ? 0 OTL原理電路 電容兩端的電壓 RL ui T1 T2 +UCC C A uO + + + RL ui T1 T2 A uo + + (3) 動(dòng)態(tài)時(shí) 設(shè)輸入端在 UCC/2 直流 基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)。 T1導(dǎo)通 、 T2截止 ； 同時(shí)給電容充電 T2導(dǎo)通 、 T1截止 ； 電容放電，相當(dāng)于電源 若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負(fù)載上得到的交流信號(hào)正負(fù)半周對(duì)稱。 ic1 ic2 交流通路 uo 輸入交流信號(hào) ui的正半周 輸入交流信號(hào) ui的負(fù)半周 (4) 交越失真 當(dāng)輸入信號(hào) ui為正弦波時(shí)， 輸出信號(hào)在過(guò)零前后出現(xiàn)的 失真稱為交越失真。 交越失真產(chǎn)生的原因 由于晶體管特性存在非線性， ui 死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。 交越失真 采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作點(diǎn)稍高于截止點(diǎn)，即工作于甲乙類狀態(tài)。 克服交越失真的措施 ui ?t O uo ?t O (5) 克服交越失真的 OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 兩個(gè)晶體管 T1 (NPN型 )和 T2(PNP 型 )的特性基本相同 。 靜態(tài)時(shí) , 調(diào)節(jié) R3 ,使 A 點(diǎn)的電位 為 ； CC21 U 輸出電容 CL上 的電壓也等于 ； CC21U R1 和 D D2 上的壓降使兩管獲得合適的偏壓 ， 工作在甲乙類狀態(tài) 。 OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 O t ui O t uo iC2 iC1 ? R1 RL R3 R2 D1 D2 T1 T2 +UCC A C + uo + ? + CL + 在輸出功率較大時(shí)常采用復(fù)合管 復(fù)合管的構(gòu)成 ic1=? 1 ib1 , ic2=??2 ib2 = ?2 (1+?1 ) ib1, ic = ic1+ ic2 =[?1+?2 (1+??1 )] ib1 ? ?1 ?2 ib1 方式 1 ib2= ie1=(1+?1 ) ib1 , ib= ib1 , C B E T1 NPN T2 NPN ib ic ie B E C ib ic ie NPN ?復(fù)合管的電流放大系數(shù) ? ? ?1 ?2 復(fù)合管的類型與復(fù)合管中第一只管子的類型相同 方式 2 E B C T1 PNP T2 NPN ib ic ie B C E ib ic ie PNP OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 3. R8和 R9 的作用 ? 1. R D D2的作用 ？ 2. T1 和 T3 、 T2 和 T4 構(gòu)成什么工作方式 ？ 4. R6和 R7 的作用 ? ui +UCC RL T1 T2 R3 D1 D2 R1 R4 R6 T3 T4 CL + + _ R2 R5 R7 R9 R8 T5 uo + _ + + OTL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 (3) R8 和 R9 的作用 ? (1) R D D2的作用？ (2) T1 和 T3 、 T2 和 T4 構(gòu)成什么工作方式？ (4) R6和 R7 的作用 ? 避免產(chǎn)生交越失真 構(gòu)成復(fù)合管 引入電流負(fù)反饋，使電路工作穩(wěn)定。 分流 T T2的 ICEO， 提高溫度穩(wěn)定性。 ui +UCC RL T1 T2 R3 D1 D2 R1 R4 R6 T3 T4 CL + + _ R2 R5 R7 R9 R8 T5 uo + _ + + 2. 無(wú)輸出電容 (OCL)的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 OCL電路需用正負(fù) 兩路電源 。 其工作原理 與 OTL電路基本相同 。 R1 RL R3 R2 D1 D2 T1 T2 +UCC A C + Ui + uo ? ?UCC ? + OCL互補(bǔ)對(duì)稱放大電路 集成功率放大器 相位補(bǔ)償 , 消除 自激振蕩 , 改善 高頻負(fù)載特性。 去耦，濾掉 高頻交流 消振，防止高頻自激 集成功放 LM386接線圖 特點(diǎn) : 工作可靠、使用方便。只需在器件外部適當(dāng)連線，即可向負(fù)載提供一定的功率。 。 + + ∞ .