2018浅析模拟电路中多级放大器放大倍数与通频带的关系

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　　摘 要:论述了多级放大器放大倍数的提高与通频带变窄的关系。
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　　关键词:多级放大器 通频带放大倍数
　　
　　我们知道，单极放大器，其电压放大倍数只能达到几十到几百， 然而在实际工作中基本放大电路所得到的信号往往都是非常微弱的， 要将其放大到能推动负载工作的程度，仅通过单级放大器远远达不到实际要求。因此，必须通过多个单级放大电路连续多次放大才可满足实际要求在电子线路中，多级放大电路是由两级或两级以上单级放大电路连接成的。
　　为了满足实际要求，必须通过下列三种方式中的任一种进行耦合：
　　一、阻容藕合
　　级与级之间通过电容连接，由于电容具有“隔直通交”作用，因此，该电路的优点是各级电路静态工作点，彼此独立互不影响，这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大方便，但电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输过程中会受到一定衰减，尤其对于低频信号容抗很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电容很困难，所以这种祸合方式下的多级放大器电路不便于集成。
　　二、直接祸合
　　为了避免电容对缓慢变化的信号在传输过程中带来的不良影响， 我们可以把级与级之间直接用导线连接起来，这种连接方式称为直接藕合。其优点是即可以放大交流信号，也可以放大直流信号和变化非常缓慢的信号，而且电路简单，便于集成，但该电路存在各级静态工作点，相互牵制和零点漂移这两个缺点。
　　三、变压器藕合
　　级与级之间通过变压器连接，该电路的优点是因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号和进行阻抗，所以各级电路静态工作点相互独立，互不影响。改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而容易获的较大输出功率，但变压器体积大而且重，不便于集成也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。
　　为了讨论基本放大电路的性能，我们是以单一频率的正弦信号为研究对象的。
　　通频带是放大器频率响应的一个重指标。通频带越宽，表示放大器工作频率范围越宽。但放大倍数与通频带之间也存在着矛盾。在放大器中，由于存在藕合电容，旁路电容以及三极管的结电容与电路中的杂散电容，它们的容抗都将随频率而变化，从而影响信号的传输效果，使同一放大电路对不同频率的信号具有不同放大作用。
　　在某一段频率范围内电压放大倍数与频率无关，这一频率范围为中频区，在中频区外，随着频率降低或升高，电压放大倍数都是减小的，相位差也要发生变化，电压放大倍数在低频区下降原因主要是由于藕合电容和旁路电容的存在，在高频区下降的主要原因是三极管结电容及电路中分布电容的影响。在多级放大器中，随着级数的增加， 其通频带变窄且窄于任何一级放大电路的通频带。现在我们以两级共射放大电路为例，分析多级放大器通频带变窄的原因。
　　在上、下限截止频率处，各级放大电路的电压放大倍数均为中频区放大倍数的倍，由下图可以看出，多级放大电路的上限截止频率小于单级放大电路的上限截止频率，下限截止大于单级放大电路下限截止频率，其通频带窄于单级放大电路通频带。从上面分析我们得到一个结论，多级放大器的放大倍数与通频带是一对矛盾，多级放大器虽然使放大倍数提高了，但通频带却变窄了，且级数越多，通频带越窄。因此，放大器的级数并非多多益善，而是使它的性能指标必须满足实际要求，按特定功能电路的实际要求计算出级数。