交流運放耦合

1、交流耦合運放（轉(zhuǎn)）電氣電子技術(shù)2010-01-2610:42:44閱讀153評論0字號：大中小訂閱集成運算放大器除了可構(gòu)成各種基本運算電路外，也可以用來構(gòu)成各種交流放大電路。集成運放構(gòu)成交流放大電路時，可采用雙電源供電，也可以采用單電源供電。采用電容耦合時，可以不考慮集成運放輸入失調(diào)的影響，但集成運放的高頻參數(shù)將對交流放大電路的上限頻率起到限制作用，用增益帶寬積GBW來表示，一個運放的GBW是一定的，增益帶寬積的值指的是當(dāng)放大倍數(shù)為1時，此運放的上限截止頻率的值。若想達(dá)到放大倍數(shù)為100,則上限截止頻率為5MHz/100=50KHz。這里的放大倍數(shù)就是指的輸入與輸出最大電壓的比值，而不是增益，

2、增益的單位是dB，用G表示，計算方法是G=10lgA/B,A與B分別代表輸出與輸入電壓，如果A=B，即沒有放大，則G=0db；若A=10B,則G=10db；若A=100B，則G=20db；若A=1000,則G=30db。一般來說，單獨利用一級運放，放大倍數(shù)只能是幾十倍左右，若想放大到上百上千倍，則需要多級放大。5.2.1反相交流放大電路由集成運算放大器構(gòu)成的反相交流放大電路如圖5.2.1所示。圖中C1為輸入耦合電容，ui為交流信號源，因此if也都為交流電流。該電路采用雙電源供電，要求正、負(fù)電源對稱，靜態(tài)（即q=0）時，運算放大器同相輸入端和反相輸入端以及輸出端的靜態(tài)電位都應(yīng)為0V。Ru1|1F

3、AOO100k0圖5.2.1雙電源交流反相放大電路當(dāng)輸入交流信號Ui時，放大器輸出電壓Uo為因此，放大電路的電壓增益為為反相比例運算電路電壓放大倍數(shù),，則式(521)可改寫成由式(522)可見，放大電路具有高通特性，其下限頻率fL為在通帶內(nèi)C,可視為短路，故通帶內(nèi)電壓放大倍數(shù)為例5.2.1已知集成運放741的BWg=1MHz,試估算圖5.2.1所示交流放大電路的下限和上限頻率。(5,2,4.)解：由式(523)可求得下限頻率fL為根據(jù)式(5.1.27)可得上限頻率fH為圖5.2.2(a)所示電路為單電源供電的反相交流放大電路，為使運算放大器能對交流信號進行有效的放大而不產(chǎn)生失真，此時運算放大器

4、的兩輸入端和輸出端的靜態(tài)電位不能為0V,而必須大于0V,般取電源電壓Vcc的一半，因此圖中電阻R2和R3為靜態(tài)偏置電阻，當(dāng)它們阻值相等時，在同相端得到的靜態(tài)電位為(1/2)Vcc,又由于“虛短路”，使得反相端的靜態(tài)電位也為(1/2)Vcc,這樣，可以得到如下結(jié)論：當(dāng)運算放大器單電源應(yīng)用構(gòu)成線性放大器時，其同相端、反相端和輸出端的靜態(tài)電位相等，且一般為電源電壓的一半。RQOUM丄(a)7?likn+卩cc+%lOpFilRy100kQ5o|匚n-lOpF呀。V*(AOVo(DC)i/3圖5.2.2單電源供電的反相交流放大電路(a)電路(b)交流等效電路圖中CC2分別為交流輸入和輸出耦合電容，C3

5、為濾波電容，要求它們對交流的容抗近似為零，這樣可以畫出交流等效電路如圖5.2.2(b)所示。其電路形式和雙電源供電的反相比例運算電路相同，因此其通帶內(nèi)電壓放大倍數(shù)為%(5.2.5)2例5.2.2根據(jù)圖5.2.2所示參數(shù)，試求放大電路的下限頻率。解：由圖5.2.2可見，電路中由CR2和C2、Rl形成兩個RC高通電路。由C1R1組成的高通電路可得轉(zhuǎn)折頻率fL1為由c2rl組成的高通電路可得轉(zhuǎn)折頻率fL2為，即氓聲叫，使R2中幾乎沒有交流電流通過，從而fnJn由于，所以放大電路的下限頻率fL決定于fL2，即Ji=16fe5.2.2同相交流放大電路由集成運算放大器構(gòu)成的同相交流放大器如圖5.2.3(a

6、)所示，圖中C1為輸入耦合電容，R2用以提供同相輸入端直流通路。該電路的下限頻率fL決定于C1及R2,即2鷗在通帶內(nèi)，的容抗近似為零，所以電壓增益為圖5.2.3(a)所示電路由于同相端接入電阻R2，故使該電路的輸入電阻降低，其值近似等于R2。為了提高電路的輸入電阻，可采用圖5.2.3(b)所示電路，該電路中C2的容量取足夠大，對交流短路，這樣輸出電壓U0通過Rf在R1上產(chǎn)生的反饋電壓獲得極高的輸入電阻。(a)般電路(b)高輸入電阻電路如果上述同相放大器采用單電源供電，則電路中需加入靜態(tài)偏置電阻，電路變?yōu)槿鐖D5.2.4(a)所示。圖中R2和R3為電壓偏置電阻，使得A點電位為Vcc/2,通過電阻R1和Rf使得運算放大器的反相輸入端和輸出端的靜態(tài)電位為Vcc/2，又通過電阻R4，使運算放大器同相輸入端的靜態(tài)電位也為Vcc/2。電容C3為濾波電容，而C1和C2分別為輸入和輸出耦合電容。該放大器的交流等效電路如圖5.2.4(b)所示，顯然其通帶內(nèi)電壓放大倍數(shù)為A+RU.(a)G9+cciokn琳F&iom-I