RC耦合放大器的工作原理介紹
由于其低成本和在寬頻率范圍內(nèi)出色的音頻保真度，RC 耦合放大器是多級放大器中最流行的耦合類型。
通常用于電壓放大。
下圖顯示了 RC 耦合放大器的兩級。
正如您在上圖中所看到的，耦合電容器 C?C?用于將第一級的輸出連接到基極，即第二級的輸入，并且當(dāng)連接更多級時，這種情況會繼續(xù)下去。
由于這里從一級到下一級的耦合是通過耦合電容器和分流電阻器的連接來實現(xiàn)的，因此，此類放大器被稱為電阻電容耦合放大器或簡稱為 RC 耦合放大器。
電阻R?1、R?2?和R?E?形成偏置和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。
發(fā)射極旁路電容器為信號提供低電阻路徑。如果沒有這個電容器，每級的電壓增益都會丟失。
耦合電容C?C ?傳輸交流信號但阻擋直流信號，這可以防止各級之間的直流干擾和工作點的偏移。
RC耦合放大器的工作原理
當(dāng)交流信號施加到第一個晶體管的基極時，它被放大并出現(xiàn)在其集電極負(fù)載 R?C上。
現(xiàn)在，通過 R C?產(chǎn)生的放大信號通過耦合電容器 C?C提供給下一個晶體管的基極?。
第二級再次放大該信號，并且放大的信號出現(xiàn)在第二級集電極電阻上。
通過這種方式，級聯(lián)級放大信號并且總體增益顯著增加。
然而，總增益小于各個階段增益的乘積。這是因為，當(dāng)?shù)谝患壐S第二級時，由于第二級輸入電阻的分流作用，第一級的有效負(fù)載電阻減小。這降低了由下一級加載的級的增益。
為了更好地解釋它，讓我們以三級放大器為例。由于下一級的負(fù)載效應(yīng)，第一級和第二級的增益會降低。但由于后續(xù)級沒有負(fù)載影響，第三級的增益保持不變。
總增益等于三級增益的乘積。
RC 耦合放大器的頻率響應(yīng)
下圖顯示了典型 RC 耦合放大器的頻率響應(yīng)。
從上圖中你可以注意到。電壓增益在低頻率 (< 50 Hz) 和高頻率 (> 20 KHz) 時下降。然而，它在中頻范圍（即 50 Hz 至 20 KHz）上是均勻的。
放大器的這種行為可以解釋如下：
(i) 低頻
在低頻，即低于50Hz，耦合電容器C?C?的電抗相當(dāng)高，因此只有很小一部分信號會從一級傳遞到下一級。
同樣，C?E?不能有效地分流發(fā)射極電阻 RE，因為?其在低頻時電抗較大。
這兩個因素導(dǎo)致低頻電壓增益下降。
(ii) 高頻
在高頻下，即高于20KHz，耦合電容器C?C?的電抗非常小，因此表現(xiàn)為短路。這會增加下一級的負(fù)載效應(yīng)并導(dǎo)致電壓增益降低。
同樣，在高頻下，基極-發(fā)射極結(jié)的容抗較低，從而導(dǎo)致基極電流增加。這導(dǎo)致電流放大系數(shù)β減小。
這兩個因素導(dǎo)致高頻電壓增益下降。
(iii) 中頻
在中頻，即 50 Hz 至 20 KHz 之間，放大器的電壓增益是恒定的。
耦合電容器在此頻率范圍內(nèi)的作用是使電壓增益保持均勻。
當(dāng)頻率在此范圍內(nèi)增加時，C?C?的電抗減小，從而增加增益。然而，同時較低的電抗意味著第一級對下一級的負(fù)載效應(yīng)較高，因此增益降低。
因此，這兩個因素幾乎相互抵消，從而在該中頻處產(chǎn)生均勻的增益。
RC耦合放大器的優(yōu)點
它具有很好的頻率響應(yīng)。增益在音頻范圍內(nèi)是均勻的，這對于語音、音樂等很重要。
它僅采用廉價的電阻和電容，因此成本較低。
由于電阻和電容尺寸小、重量輕，電路非常緊湊。
RC 耦合放大器的缺點
RC 耦合放大器具有低電壓和功率增益。因為，每級輸入到后續(xù)級呈現(xiàn)的低電阻降低了有效負(fù)載電阻，從而降低了增益。
隨著時間的推移，這些放大器會變得嘈雜，特別是由于潮濕。
由于RC耦合放大器的輸出阻抗為數(shù)百歐姆，而揚聲器的輸入阻抗僅為幾歐姆，因此阻抗匹配較差。
RC耦合放大器的應(yīng)用
例如在公共廣播系統(tǒng)的初始階段用作電壓放大器。
如果在初始級中使用其他類型的耦合（例如變壓器耦合），則會導(dǎo)致頻率失真，該失真可能在下一級中被放大。
但由于其阻抗匹配較差，因此很少在末級使用。
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