我对退耦的理解

笑咪咪

在晶体管收音机中大家都见过其中的RC退耦电路，对它的功能也所了解，就是防止末级放大器中的音频成分通过电源耦合到前级放大器，从而避免引发振荡。

耦合这个词是比较抽象的，所以有些朋友并不一定能说出这个音频成分是如何地影响到前级放大器的。



这是一个前置低放的示意图。

R1、R2是偏置电阻，R3是负载电阻。

我们知道晶体管是电流放大器件，所以它是在大电流的状态下工作，也就是这个大电流会因电源的内阻，而使电源的电形成波动。

晶体管收音机的功放级就是一个典型的电流放大器，它工作在大电流的状态下。而它前面的晶体管都是工作在电压放大状态下，所以电流要小得多，这也是多将退耦电路设置在功放级之前的原因。

假如，在这个前置低放晶体管的基极注入一个等幅的1000周音频信号，那在功放级就会输出一个1000周的大电流。

而这个1000周的大电流在通过电源时，就会引发电源发生1000周的电压波动。尽管在电源两端使用了滤波电容器，但仍无法完全平抑电压的波动。

由于晶体管收音机的各个电路都是共用一个电源，所以这个1000周的电压波动会影响到电路的各个方面。

究竟哪是对电压波动最敏感的地方呢？当然是放大器的输入端，也就是它的基极。

从图中可以看到，基极的电位是从R1、R2的分压中得到的。如果，R1、R2两端的电压在波动，那R2两端的电压也必然波动。

这样在R2两端会有1000周的波动电压，它最终被加在了晶体管的基极与发射极上。

耦合就是这样形成了。轻者它会阻塞，重者它就会形成振荡。

在我们搞清楚了耦合的原因之后，发现只要进一步地滤除掉这个波动的电压，它就不会发生耦合振荡了。

问题是，在电源上已经设置了大容量的滤波电容器，再提高滤波电容器的容量，或是增加滤波电容器的数量都不可取。

我们知道，电容器是靠充放电来工作的。所谓的滤波，就是将电容器做为一个储能元件，在电压升高时它会充电，在电压降低时它会放电，这样就能平抑电压的波动。

这样我们就得出了一个结论，电容器的储能与平抑电压的能力成正比。也就是说，要平抑大电流引发的波动，就要使用大容量的电容器；反之，就可以使用小容量的电容器。

前面说过，在功放电路之前都是电压放大器，它们使用的电流很小，这样只用一只小容量的电容器就可以有效地滤除这个电压的波动了。

RC退耦电路中的电阻，就是隔断这个大电流的影响，让前面的电路能工作在一个小电流的环境下，再经过退耦电容器的滤波，电压也就更加地平稳了。

这就是我所说的，退耦的本质就是稳定电压。

右面这个小图，就是把RC退耦电路单独画了出来。

抛开其它看，这就是一个电阻降压电路。其中的电阻R降压，其中的电容器C滤波。

最后请大家思考一个问题，就是在这个RC退耦电路中的电阻功能是什么？它阻值的大小对退耦电路有什么影响？

附：

这是我先前的一个帖子，也与退耦有相通之处。


http://www.crystalradio.cn/thread-505048-1-3.html

longshort

退耦就是退耦合，将供电内阻降到可以忽略的程度。

电源内阻对通过的交流信号形成分压效应，在这个内阻上产生的信号压降达到一定的幅度，将会通过放大器的共模作用产生干扰，这种干扰就是放大器自激的基础。所以在放大器的供电端用适当容量和类型的电容器将供电内阻短路，放大器就不再会受到从电源而来的共模干扰。

yinyin

退耦电路的电阻起阻断大电流之用，一般100到200欧，阻值大退耦效果更好，阻值在设计上应该不能太大，因为压降大，影响前面静态。

ace919

谢谢楼主写这么多！
最好有一个完整的图，比如2～3级放大器及其退耦电路，以及电源，一图顶百文啊

另外楼主研究过没有，各个放大级串联的退耦电路，与各个放大级并联的退耦电路相比，有何优缺点？

崂山

你的理解没有错，
但是需要补充和全面理解你画出的所谓退耦电路，也就是那个 RC 电阻电容组合

我提出一个问题：
那个RC组合为什么不用LC 组合?  如果LC可以肯定的是 1000周波的波动滤波效果会更好，元器件成本呢就算L线圈的高，可是在高端机型里也罕见LC组合？

答案是：用LC 是不宜采用的
这是因为电池供电的收音机里，需要考虑电池寿命，电池电压低的时候，其电路也能够正常工作。可以采用有源稳压电路，但是早期的低档机型使用最多的还是用无源的RC稳压，R+二极管 或者稳压二极管稳压

所以呀，这个RC组合的主要电路功能是稳压，是为了解决电池寿命问题。其退耦功能倒成了其不得不采用的、衍生出的附加功能了。因为现在已经人为地把恒压源改成恒流源供电了。

ace919

退耦这个概念，与低通滤波器是密切相关的

崂山

至于交流电供电的收音机，也都喜欢用RC组合，我认为是一种设计思维习惯。
交流电供电的收音机，完全可以抛却RC隔离的思维，采用二次电源供电设计高频和前置级供电滤波，效果肯定会更好

ace919

楼主如果有心，不妨把电源供电，退耦，级间耦合，还有最重要的“地”，等等概念，结合在一起发个帖子。一般教科书或diy书籍上，对此类问题大多描述不详，或散落在各处

笑咪咪

yinyin 发表于 2014-2-6 15:42
退耦电路的电阻起阻断大电流之用，一般100到200欧，阻值大退耦效果更好，阻值在设计上应该不能太大，因为压 ...

您说的这个有一定道理，呵呵！

这个电阻确实不能太大，那样压降会很大。但又不能太小，它好象与电容器的时间常数有关。

笑咪咪

ace919 发表于 2014-2-6 15:50
谢谢楼主写这么多！
最好有一个完整的图，比如2～3级放大器及其退耦电路，以及电源，一图顶百文啊

不好意思，您说的这个串联退耦、并联退耦，我是第一次听说。

这个图确实画得不完整，自己对画图很不在行，今后要好好地学一下。呵呵！

ace919

笑咪咪 发表于 2014-2-6 16:42
不好意思，您说的这个串联退耦、并联退耦，我是第一次听说。

这个图确实画得不完整，自己对画图很不在 ...

并联退耦是指多级级联电路，其每一级的供电，都单独从一个电源，经过各自的退耦电路，给各级电路供电，这种退耦电路相当用的较少

笑咪咪

崂山 发表于 2014-2-6 16:01
你的理解没有错，
但是需要补充和全面理解你画出的所谓退耦电路，也就是那个 RC 电阻电容组合

您说的那个LC退耦，我没有见过。呵呵！

我猜想，那只能是对某个谐振率频的波动有效果，其它的就失去滤波作用了。不知我理解的对不对？

另外您说的那个恒流源我清楚，但用在这我是第一次知道，得好好地想想。

笑咪咪

ace919 发表于 2014-2-6 16:14
退耦这个概念，与低通滤波器是密切相关的

您说的这个我不懂，但谢谢您的接贴。呵呵！

笑咪咪

崂山 发表于 2014-2-6 16:16
至于交流电供电的收音机，也都喜欢用RC组合，我认为是一种设计思维习惯。
交流电供电的收音机，完全可以抛 ...

RC我觉得是最简单的了，只要满足需要就可以。

当然采用多路供电最好，但增加的成本要比RC多多了。呵呵！

qzlbwang

治水的方法有“堵”和“疏”。那“治电”呢？

笑咪咪

ace919 发表于 2014-2-6 16:38
楼主如果有心，不妨把电源供电，退耦，级间耦合，还有最重要的“地”，等等概念，结合在一起发个帖子。一般 ...

谢谢鼓励，您的建议我会考虑的。呵呵！