片断:频带放大器的输出级宽频带放大器的输出级,依据其负载的明显不同可以分为两类。一类的特点是负载为低阻抗,如同轴电缆,其标准阻值为75Ω或50Ω。在通信设备和仪表中的宽带放大器就属于这一类。另一类的特点是负载为高阻抗,如示波器偏转放大器的输出级和以显像管栅阴极为负载的视频放大器。对于负载为低阻抗的输出级,一般对电压动态范围要求不大,对电流动态范围的要求可能相当可观。例如在50Ω电阻上要产生1V有效值的正弦波电压,其峰—峰值电流达56mA。如果在输出级和负载电缆之间插入阻抗匹配网络,则对器件电流动态范围的要求有时几乎增大一倍。对于高阻抗输出级,例如示波管的偏转板放大器输出级,它的负载是示波管的偏转板,此类负载基本上是一个电容。讨论这类放大器的输出级,必须结合上截止频率来考虑。因为上截止频率越高,在相同的负载电容条件下,必须选取较小的负载电阻。负载电阻值越小,在输出电压相同的条件下,所要求的电流动态运用范围也就越大。由于人们习惯于从电压大小来考虑问题,所以对于低阻抗负载的输出级,电路的设计者容易误认为反正要求输出电压不大,随便选一个器件,因而在确定其静态工作点电流时,以为取几个毫安就可以了。其结果是由于器件因低阻抗负载而进入截止区工作,数值不大的电压摆幅也给不出来。而对于高阻抗负载的输出级,电路设计者在选用器件时,容易单纯从器件的耐压来考虑,而不去考虑电流容量。其结果要么是上截止频率不符合要求;要么是顾及到了上截止频率,由于负载电阻阻值太小,电流摆幅不够而给不出所需的输出电压。下面分析宽带放大器输出级的工作特点。一、低阻抗负载输出级1.“负反馈对”电路图1-9是一个并联型“负反馈对”电路。图中R2,R3,C3为阻抗匹配网络,C2为隔直流电容,RF为反馈电阻;用虚线表示的阻抗代表电缆的输入阻抗(等于电缆的特性阻抗ZC)。由VT2发射极向器件看进去的输出阻抗,一般远低于电缆的特性阻抗,根据前面讲述的阻抗匹配电路,应有R3=Zc,R2略小于Zc。于是图中电流I3和负载电流IL同数量级,电流I2不到IC的两倍;而VT2发射极的输出电压将比U。的两倍还要大。VT2发射极的交流电流Ie等于I2,I1和If三者的矢量和。一般RF比RE2大得多,对I2起分流作用的主要是I1。VT2的静态工作点电流IEQ2之值应比交流分量Ie大,方能避免非线性失真。由于交流负载比直流负载小,故出现非线性失真是截止失真。负载和匹配电路参数确定后,不难根据电路分析的知识,计算出必需的静态工作点电流IEQ2。2.运算放大器和低阻抗负载的连接多数运算放大器的输出电流极限值在10mA以下,当其和低阻抗电缆相连接时,难以得到足够大的输出电压。例如10mA电流在50Ω电阻上只能产生0.5V的电压。为此,可以在运算放大器的输出端加一个射随器由于电路加有深负反馈,VT发射极输出端的等效输出电阻十分小。为了实现始端的阻抗匹配,在VT发射极和电缆的接口端,串接一个等于电缆特性阻抗的电阻R。当运算放大器为双电源供电时,电路可以实现零输入、零输出,因而可以省去输出端的隔直流电容。RE的下限,由对输出电流分流的允许值确定。图1-10所示电路具有很深的负反馈,由于负载值小,输出管VT在电流往增大和减小两个方向变化时的动态余量不同,往增大方向变化的动态余量较大。故当工作信号较大时,往两个方向变化时,负反馈的有效性不同。图1-11示出在幅度较大的矩形输入脉冲ui作用下,输出脉冲u。的波形,上升沿较陡而下降沿较缓慢,这是由于电流往增大方向变化时,VT有较大的动态范围余量。