交流运放耦合

1、交流耦合运放（转）电气电子技术2010-01-26 10:42:44阅读153评论0 字号：大中小订阅集成运算放大器除了可构成各种基本运算电路外，也可以用来构成各种交流放大电路。集成运放构成 交流放大电路时，可采用双电源供电，也可以采用单电源供电。采用电容耦合时，可以不考虑集成运放输 入失调的影响，但集成运放的高频参数将对交流放大电路的上限频率起到限制作用，用增益带宽积GBW 来表示，一个运放的GBW是一定的，增益带宽积的值指的是当放大倍数为1时，此运放的上限截止频率 的值。若想达到放大倍数为100，则上限截止频率为5MHz/100=50KHz。这里的放大倍数就是指的输入与 输出最大电压的比值

2、，而不是增益，增益的单位是dB，用G表示，计算方法是G=10lgA/B，A与B分别 代表输出与输入电压，如果A=B，即没有放大，则G=0db；若A=10B,则G=10db；若A=100B，则G=20db； 若A=1000，则G=30db。一般来说，单独利用一级运放，放大倍数只能是几十倍左右，若想放大到上百上 千倍，则需要多级放大。5.2.1反相交流放大电路由集成运算放大器构成的反相交流放大电路如图5.2.1所示。图中C1为输入耦合电容，队为交流信号源， 因此i1、if也都为交流电流。该电路采用双电源供电，要求正、负电源对称，静态（即ui=0）时，运算放大器 同相输入端和反相输入端以及输出端的静

3、态电位都应为0V。“F100 kQ图5.2.1双电源交流反相放大电路当输入交流信号Ui时，放大器输出电压Uo为 因此，放大电路的电压增益为则式(5.2.1)可改写成因,为反相比例运算电路电压放大倍数，由式(5.2.2)可见，放大电路具有高通特性，其下限频率fL为I= -一-一 = 一5一(5. 2. 2)鸟1 一房在通带内C1可视为短路，故通带内电压放大倍数为例5.2.1已知集成运放741的BWg=1 MHz，试估算图5.2.1所示交流放大电路的下限和上限频率。4 = -(5,2,4.)解：由式(5.2.3)可求得下限频率fL为根据式(5.1.27)可得上限频率fH为f =1=V59Hz1 2

4、rC氏图5.2.2(a)所示电路为单电源供电的反相交流放大电路，为使运算放大器能对交流信号进行有效的放大而 不产生失真，此时运算放大器的两输入端和输出端的静态电位不能为0 V，而必须大于0 V，一般取电源电压Vcc的一半，因此图中电阻R2和R3为静态偏置电阻，当它们阻值相等时，在同相端得到的静态电位为 (1 / 2)Vcc，又由于“虚短路”，使得反相端的静态电位也为(1/2)Vcc，这样，可以得到如下结论：当运算放 大器单电源应用构成线性放大器时，其同相端、反相端和输出端的静态电位相等，且一般为电源电压的一半。=1。谜图5.2.2单电源供电的反相交流放大电路(a)电路(b)交流等效电路图中C1

5、、c2分别为交流输入和输出耦合电容，c3为滤波电容，要求它们对交流的容抗近似为零，这样可 以画出交流等效电路如图5.2.2(b)所示。其电路形式和双电源供电的反相比例运算电路相同，因此其通带 内电压放大倍数为例5.2.2根据图5.2.2所示参数，试求放大电路的下限频率。解：由图5.2.2可见，电路中由C1、R2和C2、Rl形成两个RC高通电路。由C1R1组成的高通电路可得转 折频率fL1为由c2rl组成的高通电路可得转折频率fL2为京祯石而顽呼沮由于，所以放大电路的下限频率fL决定于fL2，即Ji松0 =池5.2.2同相交流放大电路由集成运算放大器构成的同相交流放大器如图5.2.3(a)所示，

6、图中C1为输入耦合电容，R2用以提供同相输 入端直流通路。该电路的下限频率fL决定于C1及R2,即h 二 2 烘 &在通带内，的容抗近似为零，所以电压增益为I卜岭图5.2.3(a)所示电路由于同相端接入电阻R2,故使该电路的输入电阻降低，其值近似等于R2。为了提高电 路的输入电阻，可采用图5.2.3(b)所示电路，该电路中C2的容量取足够大，对交流短路，这样输出电压U0通过Rf在R1上产生的反馈电压，即#，使R2中几乎没有交流电流通过，从而 获得极高的输入电阻。(a)一般电路(b)高输入电阻电路如果上述同相放大器采用单电源供电，则电路中需加入静态偏置电阻，电路变为如图5.2.4(a)所示。图中R2和R3为电压偏置电阻，使得A点电位为Vcc / 2,通过电阻R1和Rf使得运算放大器的反相输入端和输 出端的静态电位为Vcc/2，又通过电阻R4，使运算放大器同相输入端的静态电位也为Vcc/2。电容C3 为滤波电容，而C1和C2分别为输入和输出耦合电容。该放大器的交流等效电路如图5.2.4(b)所示，显然 其通带内电压放大倍数为Rf 100 kn?+cc血47 pF卜2kQ