直流耦合

直流耦合

直流耦合(DC Coupling)就是直通,交流直流一起過,並不去掉了交流分量。

基本介紹

  • 中文名:直流耦合
  • 套用領域:電子元件
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簡介

直流耦合(DC Coupling)就是直通,交流直流一起過,並不去掉了交流分量。
比如在3V的直流電平上疊加一個1Vpp的正弦波,如果用直流耦合,看到的是以3V為基準,+/-0.5V的正弦波。在功率放大中有重要套用。

直流耦合的匹配電路

直流耦合就是直接的導線連線,包括通過像電阻之類的線性元件的連線。它適用於對包括直流分量的信號的放大電路中。在直流耦合電路中,各級電路的靜態工作點是互相影響的。一級的工作點改變了相鄰的二級也會受到影響。因此不能單獨地調整工作點電流和電壓。而在交流耦合直流不耦合的電路中各級電路是用電容或者是電感隔離開的。因此靜態工作點是獨立的,調整靜態工作點比較容易。直流耦合中因為各級的輸入和輸出阻抗是一定的,不好作阻抗變換,直接耦合時高效率匹配就很難做到。而在交流耦合電路中用線間變壓器就很好地進行阻抗變換實現高效率的匹配。特別是選頻放大電路中普遍採用的LC諧振電路更是極大地提高了電路的效率。
電容具有隔直通交的特性,所以電容只能用來耦合交流信號,而對於直流,電容用來濾波,就是把直流中的交流濾去。

相關優缺點

優點

1、具有良好的低頻特性,可以對緩慢信號進行放大,適合於直流(零頻)放大器。容易將電路集成在一塊矽片上,構成放大器
2、由於電容的隔直作用,各級直流通路相互獨立,靜態工作點互不影響,所以對Q點的分析、設計、調試如同單管放大器一樣,簡單方便。

缺點

1、電容對低頻信號呈現的電抗大,傳遞低頻信號的能力弱,所以不能反映直流成分的變化,不適合放大緩慢變化的信號。為了減小耦合電容對信號的衰減,耦合電容的選取一般在幾十微法到幾百微法,這樣大的電容是不可以集成化的。所以,阻容耦合只適用於分立元件的交流放大器。
2、由於直接耦合方式前後級直接相連,工作點必然相互影響,這不僅使Q分析複雜化,同時帶來兩個需要解決的問題:級間電平配置問題;解決零點漂移問題。

直流耦合電容的介紹

耦合電容的作用

是使得強電和弱電兩個系統通過電容器耦合併隔離,提供高頻信號通路,阻止工頻電流進入弱電系統,保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器除以上作用外,還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用,起到電壓互感器的作用。

耦合電容器的使用

耦合電容器是和結合濾波器、阻波器一起使用的。結合設備接在耦合電容器的低電壓端和連線電力線載波機的高頻電纜之間;或者在橋路情況下,直接或經過附加設備接往另一台結合設備。結合設備經耦合電容器與電力線的一相或多相導線耦合。相地耦合、相相耦合是最普遍的耦合方式。這種方式的特點:
1、既能使高壓強電與高頻設備進一步隔離,並抑制其它頻率信號的干擾,又能使高頻通路的輸入阻抗與高頻電纜的輸入阻抗相匹配,以利於高頻信號的傳輸。
2、通過結合濾波器、阻波器還能使經過耦合電容器泄漏的高壓工頻電流可靠接地保障高頻設備的安全。

耦合電容的工作原理

由電工原理可知,電容器容抗的大小取決與電流的頻率和電容器的容量,高頻載波信號通常使用的頻率大約為30~500kHz,對於50Hz的工頻來說,耦合電容器呈現的阻抗要比高頻信號呈現的阻抗值大600~1000倍,基本上相當於開路,而對於高頻信號來說,則相當於短路。
電容接在交流電路中,一個腳接的電路的電壓逐漸升高,逐漸在所在的極板集聚電荷,待該腳所接的電路的電壓下降時,再將電位高時積聚的電荷返回電路。另端也是如此。電容是絕緣的,整個電容並沒有電流通過,但是它隨著電位升高、降低而集聚和釋放電荷的現象,使人誤以為是有電流通過。因此,它能把直流隔離,而交流信號呢,以兩端升高和降低電位的形式,耦合過來,傳給以下的電路元件。作為耦合電容,它的作用是允許交流信號正常通過,而隔斷上一級放大電路的直流電流,使之對下一級放大電路工作點不會產生影響。電容為什麼能夠使交流電流過而直流電不能流過呢?電容兩個極板並沒有直流通路,所以直流電不能流過;電容的兩個極板能夠存儲電荷,交流電的正半周給電容充電,負半周時先給電容放電,如此不斷的充電和放電,相當於電流流過電容。

直流耦合特點

直流耦合放大電路與阻容耦合放大電路相比,具有以下特點:
1、電路中只有電晶體和電阻,沒有大電容,級與級之間是直接聯結,便於集成化。
2、由於級間採用直接耦合,電路對於低頻信號甚至直流信號都能放大。
3、 前後級的靜態工作點互不獨立,相互影響。前級的集電極電位恆等於後級的基極電位,前級的集電極電阻同時又是後級的基極偏流電阻,以致造成前後級的工作點互相影響,互相牽制。
在放大電路中,任何參數的變化,如電源電壓的波動、元件的老化、元件參數隨溫度的變化等都將產生零點漂移。而在多級直接耦合放大電路中,又以第一級的漂移影響最大,因為第一級的漂移會被後面各級逐級放大。因此,抑制零漂要著重於第一級。在產生零點漂移的諸多原因中,以溫度的影響最為嚴重。

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