为实现能量和信号的传输,连接各个功能电路的方法即为耦合电路。一般的,耦合电路通常具有滤波、蓄能、隔离、阻抗变换等一种或几种功能。

耦合电路的作用

电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级工作点的调整比较复杂,相互牵连。为了使后一级的工作点不受前一级的影响,就需要在直流方面把前一级和后一级分开,同时,又能使交流信号从前一级顺利的传递到后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或者变压器传输来实现。他们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成分要损失一些。一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或者强信号传输时,常用变压器作为耦合元件。



耦合电路的电路图

 

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耦合电路的工作原理

由电工原理可知,电容器容抗 Xc 的大小取决与电流的频率 f 和电容器的容量 C:Xc=1/2πfC,高频载波信号通常使用的频率为 30~500kHz,对于 50Hz 的工频来说,耦合电容器呈现的阻抗要比高频信号呈现的阻抗值大 600~1000 倍,基本上相当于开路,而对于高频信号来说,则相当于短路。

 

电容接在交流电路中,一个脚接的电路的电压逐渐升高,逐渐在所在的极板集聚电荷,待该脚所接的电路的电压下降时,再将电位高时积聚的电荷返回电路。另端也是如此。电容是绝缘的,整个电容并没有电流通过,但是它随着电位升高、降低而集聚和释放电荷的现象,使人误以为是有电流通过。因此,它能把直流隔离,而交流信号呢,以两端升高和降低电位的形式,耦合过来,传给以下的电路元件。作为耦合电容,它的作用是允许交流信号正常通过,而隔断上一级放大电路的直流电流,使之对下一级放大电路工作点不会产生影响。电容为什么能够使交流电流过而直流电不能流过呢?电容两个极板并没有直流通路,所以直流电不能流过;电容的两个极板能够存储电荷,交流电的正半周给电容充电,负半周时先给电容放电,如此不断的充电和放电,相当于电流流过电容。

 

耦合电容器的的选择:

1. 耦合电容容量太小时,低频信号通过耦合电容时就会有严重的衰减,甚至不能通过。

以所制做电路时最好使用信号发生器在耦合电容输入端注入信号,用视波器来观察信号是否被严重衰减。注意频率和幅度要与实际电路大致相同。

2. 耦合电容容量太大时,电路出现延迟。电路上电后要等待几十秒才有反应,特别是信号幅度很小的时候。

最佳选择:耦合电容容量应选择能保证输入信号经过耦合电容后不出现衰减的最小值容量值。