如何抑制直接耦合放大電路中零點(diǎn)漂移
直接耦合是級與級連接方式中最簡(jiǎn)單的,就是將后級的輸入與前級輸出直接連接在一起,一個(gè)放大電路的輸出端與另一個(gè)放大電路的輸入端直接連接的耦合方式稱(chēng)為直接耦合。另外直接耦合放大電路既能對交流信號進(jìn)行放大,也可以放大變化緩慢的信號;并且由于電路中沒(méi)有大容量電容,所以易于將全部電路集成在一片硅片上,構成集成放大電路。由于電子工業(yè)的飛速發(fā)展,使集成放大電路的性能越來(lái)越好,種類(lèi)越來(lái)越多,價(jià)格也越來(lái)越便宜,所以直接耦合放大電路的使用越來(lái)越廣泛。除此之外很多物理量如壓力、液面、流量、溫度、長(cháng)度等經(jīng)過(guò)傳感器處理后轉變?yōu)槲⑷醯?、變化緩慢的非周期電信號,這類(lèi)信號還不足以驅動(dòng)負載,必須經(jīng)過(guò)放大。因這類(lèi)信號不能通過(guò)耦合電容逐級傳遞,所以,要放大這類(lèi)信號,采用阻容耦合放大電路顯然是不行的,必須采用直接耦合放大電路。但是各級之間采用了直接耦合的聯(lián)接方式后卻出現前后級之間靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響及零點(diǎn)漂移的問(wèn)題,在此主要分析零點(diǎn)漂移的產(chǎn)生原因,并尋找解決的辦法。
1 直接耦合放大電路的特點(diǎn)
當多級放大電路需要放大頻率極低的信號,甚至直流信號時(shí),級間采用阻容耦合和變壓器耦合都不適用,必須采用如圖1所示的直接耦合方式。
圖1中的阻容耦合方式只用一只電容器就將兩級放大電路連接起來(lái),方式簡(jiǎn)單。耦合電容器具有隔直通交作用。根據信號頻率的高低選取電容器的電容量,使容抗很小,就能順利傳送交流信號;電容器的隔直作用,使各級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)各自獨立,互不影響,只要各級靜態(tài)工作點(diǎn)比較穩定,整個(gè)放大電路工作就比較穩定。所以阻容耦合放大電路應用十分廣泛。但是,在各種自動(dòng)控制系統和一些測量?jì)x表中,傳遞信號多數是變化極為緩慢的、非周期的信號,甚至為直流信號。例如,水輪發(fā)電機組的轉速,發(fā)電機的端電壓,變壓器的油溫,水電站前池的水位等變化是緩慢的,要實(shí)現對這些緩慢變化的物理量的測量和自動(dòng)控制,必須將這些物理量轉變?yōu)殡娦盘?即模擬信號),由于這些電信號不僅是緩變的,而且是微弱的,因此必須進(jìn)行放大。緩變信號包含的頻率極低,用電容耦合,電容量必須很大,這樣的電容器難以制作,不僅成本高、體積大,而且性能也差,是不現實(shí)的。人們自然會(huì )想到直接用導線(xiàn)將兩級放大電路連接起來(lái),這樣再低頻率的信號,乃至直流信號就能順利通過(guò),這就是的直接耦合方式。直接耦合放大電路既能放大交流信號,又能放大緩變信號和直流信號(所以在一些書(shū)中稱(chēng)其為直流放大電路),它的頻率特性的下限頻率為零,在自動(dòng)控制系統和電子儀表中獲得廣泛應用。
2 直接耦合放大電路的特殊問(wèn)題――零點(diǎn)漂移
零點(diǎn)漂移是直接耦合放大電路存在的一個(gè)特殊問(wèn)題。所謂零點(diǎn)漂移的是指放大電路在輸入端短路(即沒(méi)有輸入信號輸入時(shí))用靈敏的直流表測量輸出端,也會(huì )有變化緩慢的輸出電壓產(chǎn)生,稱(chēng)為零點(diǎn)漂移現象,如圖2所示。零點(diǎn)漂移的信號會(huì )在各級放大的電路間傳遞,經(jīng)過(guò)多級放大后,在輸出端成為較大的信號,如果有用信號較弱,存在零點(diǎn)漂移現象的直接耦合放大電路中,漂移電壓和有效信號電壓混雜在一起被逐級放大,當漂移電壓大小可以和有效信號電壓相比時(shí),是很難在輸出端分辨出有效信號的電壓;在漂移現象嚴重的情況下,往往會(huì )使有效信號“淹沒(méi)”,使放大電路不能正常工作。因此,必須找出產(chǎn)生零漂的原因和抑制零漂的方法。
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