- Nối J1, đo biên độ sóng ra Tính tỉ số biên độ sóng ra khi có tải (VOUT có nối J1) và khi không có tải (VOUT không nối J1).
1. Bộ khuếch đại ghép tầng
Do một tầng khuếch đại thường không đảm bảo đủ hệ số khuếch đại cần thiết, nên các bộ khuếch đại trong thực tế thường gồm nhiều tầng mắc nối tiếp nhau như hình 3.1.
Hình 3.1 Sơ đồ khối bộ khuếch đại nhiều tầng
Hệ số khuếch đại tính từ nguồn tín hiệu là:
Hệ số khuếch đại tính theo dB sẽ bằng tổng các hệ số khuếch đại dB từng tầng:
Ở đây tín hiệu ra của tầng đệm hay tầng trung gian bất kỳ sẽ là tín hiệu vào tầng sau nó và tải của một tầng là điện trở vào của tầng sau nó.
Mạch ghép giữa các tầng có nhiệm vụ truyền đạt tín hiệu từ một tầng sang tầng tiếp theo sao cho tổn hao trên nó nhỏ nhất. Vì điện áp ra tầng trước thường khác với điện áp vào tầng tiếp theo, nên ngoài nhiệm vụ truyền đạt tín hiệu, mạch ghép còn có nhiệm vụ dịch mức để phối hợp mức ra tầng trước với mức vào tầng sau. Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ cách ghép quan trọng nhất được trình bày trên các hình từ 3.2(a) đến 3.2(k).
Hình 3.2. Các sơ đồ ghép tầng cơ bản
1.1. Ghép trực tiếp (hình 3-2a)
Ghép trực tiếp là loại ghép đơn giản nhất. Nó truyền đạt được các tín hiệu một chiều và xoay chiều hay được dùng trong các vi mạch tích hợp, nhất là các mạch dùng transistor trường MOSFET. Trong cách ghép này, điện thế base tầng sau phụ thuộc vào điện thế collector tầng trước. Đây là vấn đề cần lưu ý để chọn điểm làm việc tĩnh khi sử dụng loại ghép này.
1.2. Ghép điện trở (hình 3-2b)
Do các điện trở R1, R2, nên trong mạch ghép có tổn hao và nó tạo ra một mức dịch điện áp nào đó. Nếu trong mạch phân áp có thêm phần tử phụ thuộc tần số, thì mạch ghép này có thể tạo nên một hàm truyền đạt tuỳ ý phụ thuộc tần số. Trong thực tế, điện dung vào của transistor tầng sau có tham gia vào mạch ghép, do đó đây là một mạch ghép phụ thuộc tần số. Để truyền các tín hiệu tần số cao, người ta mắc song song với R1 thêm một tụ điện. Mạch phải thoả mãn điều kiện Io (qua R1, R2) >> IB2 sao cho điện thế điểm b hầu như không đổi.
Ghép điện trở ít được dùng trong các vi mạch tích hợp, vì các điện trở lớn chiếm thể tích lớn. Có thể thay đổi R2 bởi một nguồn dòng có điện trở nội vi phân lớn. Do đó ở tần số thấp khi R1 còn nhỏ hơn nhiều so với (RV // R1), thì hầu như không có sụt áp trên mạch ghép.
1.3. Ghép dùng diode zener (hình 3-2d)
Trong mạch phân áp hình 3-2b thay R1 bởi một diode zener, là loại ghép diode zener. Loại ghép này vẫn tạo ra được một mức dịch điện áp nào đó, trong khi sụt áp trên nó không đáng kể, vì điện trở vi phân của diode zener nhỏ. Để cho diode luôn làm việc trong vùng ổn áp, phải có dòng cỡ 1mA chạy qua diode.
Ghép diode zener đắt hơn các loại ghép khác, nên nó ít được dùng. Để giảm giá thành có thể thay zener bởi một hay một số diode thường mắc nối tiếp và được phân cực thuận hoặc dùng mạch ghép transistor như trên hình 3-2c, hình 3-2e, transistor ghép có hồi tiếp âm điện áp và nó giữ cho điện áp ra không đổi. Mạch ghép này thường được dùng trong các tầng khuếch đại đẩy kéo.
1.4. Ghép RC (hình 3-2f)
Đây là loại ghép được dùng rộng rãi trong các mạch dùng linh kiện rời rạc. Điện dung ghép ngắn mạch tín hiệu xoay chiều từ đầu ra tầng trước tới đầu vào tầng sau. Điện thế trên đầu ra tầng trước và trên đầu vào tầng sau có thể chọn tuỳ ý, vì không có dòng một chiều qua tụ ghép. Nhược điểm cơ bản nhất là mạch không truyền đạt được tín hiệu có tần số thấp và loại ghép này gây ra di pha có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của bộ khuếch đại, nó ít được dùng trong các vi mạch tích hợp vì khó tích hợp được các tụ có điện dung lớn.
1.5. Ghép biến áp (hình 3-2g)
Dùng ghép biến áp có thể cách ly được về điện giữa đầu ra và đầu vào và dễ phối hợp trở kháng. Tuy nhiên, mạch ghép biến áp có dải tần làm việc hẹp, có kích thước và trọng lượng lớn, không thể ghép một chiều được và không thể tích hợp trên vi mạch được. Vì lý do đó hiện nay nó ít được dùng.
1.6. Ghép transistor bù (hình 3-2h)
Ghép transistor bù không những có thể dịch mức điện áp trong một dải rộng và với cực tính tuỳ ý và còn cho hệ số khuếch đại tín hiệu lớn. Sự khác nhau về điện thế giữa collector T1 và base T2 được khắc phục bởi transistor T3. Loại ghép này thường hay được dùng bởi bộ khuếch đại vi sai (hình 3-2i). Sự dịch mức điện áp về phía dương do bộ khuếch đại vi sai (T1, T2) gây ra sẽ được bù lại nhờ bộ khuếch đại vi sai bù (T3, T4) và hạ áp của mạch lặp emitter T5. Trong các vi mạch tích hợp R3, R4 thường được thay thế bởi các nguồn dòng.
1.7. Ghép điện quang (hình 3-2k)
Ghép điện quang là một loại ghép điện tử theo kiểu như ghép biến áp, nhưng nó có đặc tính tần số tốt hơn ghép biến áp. Nó có thể truyền đạt được từ các tín hiệu một chiều đến các tín hiệu có tần số nằm trong phạm vi GHz. Mạch ghép có thể cách điện tới vài KV. Nó được dùng chủ yếu để truyền đạt các tín hiệu số. Do phần tử ghép điện quang có sai số phi tuyến tương đối lớn, nên độ chính xác của mạch ghép loại này có giới hạn. Nếu dùng mạch ghép này trong sơ đồ đẩy kéo thì sai số phi tuyến có được bù một phần.