详解退耦电容电路

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退耦电路通常设置在两级放大器之间,所以只有多级放大器才有退耦电路,这一电路用来消除多级放大器之间的有害交连。

1.设置退耦电路原因

分析退耦电路工作原理之前,需要了解为什么要在多级放大器中设置退耦电路,也就是各级放大器之间为什么会产生有害的级间交连(一种多级电路之间通过电源内阻的有害信号耦合)。

(1)电源内阻对信号影响。图2-25所示是电源内部电路。理想情况下直流电压+V端对交流而言接地。虚线框内是直流电源,由电压源E和内阻R0串联而成,电流流过这一直流电源时内阻R0上就有压降,当交流信号电流流过这个内阻时也存在交流信号电压降,这个压降是造成电路中有害交连的根本原因所在。

图2-25 电源内部电路
图2-25 电源内部电路

(2)多级放大器之间交连概念。如图2-26所示,VT1和VT2分别构成第一级和第二级共发射极放大器,共发射极放大器的输出信号电压和输入信号电压相位相反。假设电路中没有退耦电容C1,并假设某瞬间在VT1基极上信号电压在增大,即为+,如电路图中所示,VT1集电极上信 号电压相位为−,VT2基极信号电压相位为−,VT2集电极上信号电压相位为+。

由于+V直流电源不可避免地存在内阻R0,VT2集电极信号电流流过R0时,在它上面产生了信号压降,即电路中的B点有信号电压,且相位为+。

图2-26 级间交连示意图
图2-26 级间交连示意图

电路中B点的正极性交流信号经R3加到A点,A点信号电压相位也为+,通过R1加到VT1基极,使VT1基极信号电压更大,通过上述电路的一系列正反馈,VT1中信号很大而产生自激,出现啸叫声,这是多级放大器中有害交连引起的电路啸叫现象。

重要提示

当放大器电路中出现正反馈时,电路就会出现振荡。

这种振荡的频率是单一的,当这一频率落在音频范围内时能听到啸叫声。

当这一振荡频率落在超音频范围内时,将出现超音频振荡,此时听不到啸叫声,但电路中的放大器件会发热,严重时会烧坏放大器件。

2.退耦电容电路

图2-27所示是退耦电容电路。多级放大器的两级放大器直流电压供给电路之间加入退耦电容C1后,电路中A点上的正极性信号被C1旁路到地端,而不能通过电阻R1加到VT1基极,这样,多级放大器中不能产生正反馈,也就没有级间的交连现象,达到了消除级间有害交连的目的。

加入退耦电阻R3后,可以进一步提高退耦效果,因为电路中B点的信号电压被R3和C1(容抗)构成的分压电路进行了衰减,比不加入R3时的A点信号电压还要小,直流电流流过退耦电阻R3后有压降,这样降低了前级电路的直流工作电压。

图2-27 退耦电容电路
图2-27 退耦电容电路

重要提示

多级放大器中,至少每两级共发射极放大器(3种三极管放大器中的一种)要设一节退耦电路,因为每一级共发射极放大器对信号电压反相一次,两级放大器进行两次反相后信号电压的相位又成为同相,这就容易产生级间正反馈而出现自激。所以,级数很多的放大器中设有多节退耦电路。退耦电容除了起退耦作用外,对直流工作电压还具有滤波的作用。

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