電子電路中常見(jiàn)的“耦合"方式及其特點(diǎn)

影響放大器性能的主要技術(shù)指標(biāo)有輸入阻抗、輸出阻抗、電路增益、頻率響應(yīng)和非線性失真。作為極間的耦合，輸入輸出的阻抗由前后級(jí)放大電路去承擔(dān)，但其耦合的方式對(duì)增益、頻率響應(yīng)和非線性失真都將產(chǎn)生很大的影響。

一、直接耦合

前級(jí)輸出信號(hào)直接連接到后一級(jí)放大電路的輸入端。其特點(diǎn)是：

1．通頻帶寬、線路簡(jiǎn)單、體積小，適宜放大緩慢變化的信號(hào)甚至直流信號(hào)，易于集成化，應(yīng)用于集成運(yùn)算放大的電路中；

2．由于信號(hào)的直接傳輸，前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)相互牽扯，特別是溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能的影響，使放大電路的工作點(diǎn)產(chǎn)生溫漂，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)中正常工作的電路進(jìn)入非線性工作區(qū)，甚至無(wú)法工作；

3．輸入輸出阻抗不容易匹配，放大難以達(dá)到出色的/卓越的/優(yōu)異的/杰出的的設(shè)計(jì)要求。如圖1所示。

一般設(shè)計(jì)中．為了使信號(hào)得到最大的不失真放大，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)在負(fù)載線的中央。
為了解決直接耦合產(chǎn)生的影響，往往在直接耦合的第二級(jí)采用射級(jí)輸出器結(jié)構(gòu)或采用NPN、PNP管互補(bǔ)放大電路結(jié)構(gòu)，以解決阻抗匹配和靜態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)的問(wèn)題。

二、阻容耦合

在信號(hào)的傳輸中，電容的“隔直通交”的作用，能夠?qū)⑶凹?jí)的交流信號(hào)饋送到羈級(jí)實(shí)現(xiàn)“耦合”，如圖2所示。它有如下特點(diǎn)：

1．電路簡(jiǎn)單，前后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)；

2．頻率特性與耦合電容關(guān)系較大，不適應(yīng)傳輸緩慢變化的交流信號(hào)和直流信號(hào)；

3．阻抗不容易匹配。

三、變壓器耦合

利用“電磁”轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸構(gòu)成的耦合電路如圖3所示。前后級(jí)之間可以實(shí)現(xiàn)完整的磁耦合，各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)前后級(jí)電源問(wèn)的隔離，其特點(diǎn)為：

1．前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不受其影響；

2．利用LC并聯(lián)或串聯(lián)諧振的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)選頻，具有窄帶響應(yīng)的特點(diǎn)；

3．利用變壓器阻抗變換的原理，實(shí)現(xiàn)前后級(jí)阻抗匹配，以獲得最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，在選頻放大電路中用途廣泛；

4．體積大，電路制作和調(diào)試難度大；

5．低頻特性差，不適應(yīng)傳輸變化緩慢的信號(hào)：此類耦臺(tái)方式多用于電源變換、高頻調(diào)諧放大、音頻功率放大。

四、光電耦合

采用光作為媒介實(shí)現(xiàn)信號(hào)的，其傳輸電路如圖4所示，前級(jí)輸出信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換為光信號(hào)再由光敏器件將此光信號(hào)還原為電信號(hào)，經(jīng)放大后輸出，其特點(diǎn)為：

1．前后級(jí)(信號(hào)與電源)完全隔離，靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)；

2．具有寬的通頻帶，體積小，易于集成，并具有一定的信號(hào)收大作用；

3．抗干擾能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)交直流信號(hào)的傳輸；

4．線性較差，容易產(chǎn)生非線性失真。

在實(shí)際應(yīng)用中，除了以上四種耦合方式外，還有像“聲表面濾波器”類的具有特定頻率響應(yīng)的耦合方式。所以，合理地選擇“耦合”方式，優(yōu)化設(shè)計(jì)電路，是提高放大器特性的重要保證。