输入信号怎么接进电路中

一个舞者要想跳出美丽的舞蹈，开始的位置，也就是静态，最好在舞台中央，这样她才会有足够的施展空间。放大器也一样。图1是一种静态不合适的电路，在没有施加信号ui的情况下(相当于A点接地)，它的静态工作点处于晶体管的截止位置：UBEQ=0V，IBQ=0mA，ICQ=0mA，UCEQ=EC。这相当于舞台的一个边缘(另外一个边缘在饱和位置)。当然这种电路也不是一点用处没有，在一个开关电路中，这种静态不合适的电路还是有用的，在单片机的周边电路中经常见到图1这种电路。

此时，输入信号如果是大于0的正弦波前半周，电路的输出会跟着变化。但是如果输入信号出现负值，则iB受PN结单向导电制约，不可能出现负值，只能维持0不变，输出就一点都没有变化。而绝大多数信号，包括我们经常使用的信号源，输出都是正负变化的。

很显然，通过改进这个电路，让UCEQ=0.5EC，即C点电位处于EC的一半，是一个合适的静态位置。图2是一个改进了的静态电路，合理选择RB、RC、EC，一定能让该电路具有合适的静态工作点。

但是，输入信号怎么接进电路中呢?

图1 一种静态不合适的电路

图2 NPN晶体管的一种静态电路

耦合

耦合，英文为coupling，源自couple(两个东西的对接)。虽然在不同的领域耦合有不同的解释，但是在电子学领域，耦合的含义是两组或者两组以上的电子学系统通过合适的方法(无论有线、无线，电阻、电容、变压器或者空间场)，实现能量或者信息的传递。

在图2所示的静态电路中，用一种方法，将变化的输入信号传递到电路中，让电路“动起来”——电流开始变化，电压也开始变化——这就是输入耦合。

想想三极管的理想放大电路模型中，如图3，它好像已经实现了这个目的：将输入信号叠加在一个直流电压源上，输入信号被成功耦合到了电路中。但，这是一个理想化电路，在实际应用中无法实现。原因在于输入信号ui很难实现和直流电压源的串联——除非它是一个变压器的副边。我们常用的信号源都是单端输出的，其负端都是默认接地的，一旦这样连接，就等同于将EB接地。

图3 原理最简单的信号放大器

图2是一个静态合适的电路，但是，如何连接，能够让输入信号ui介入到这个电路中，使其发生与图3理想电路类似的工作效果呢?这就是输入信号如何耦合到放大电路中，或者叫如何实现输入耦合。

阻容耦合

图4给出了一种解决方案，也是我们经常见到的标准放大电路，该电路的全称是“NPN管组成的阻容耦合共射级单级放大电路”。

图4 实现输入、输出耦合的放大电路

在电路中，C1起到了输入耦合的作用，负责在不影响晶体管静态工作点的情况下，将输入信号耦合到放大电路中。工作原理如下：在输入信号为0的静态，C1内含大量的电荷，使其具有与UBEQ完全相等的电压，在输入信号开始变化时，由于电容C1容值很大，且输入端存在一定的阻值，使其充放电时间常数很大，输入信号对它的快速充电或者放电，都不足以改变C1两端的电压，即C1两端电压为恒定值。因此，输入信号变正时，C1左侧电位上升，会导致C1右侧电位跟着上升，uBE也就上升，iB变大，输入信号就被成功引入到了晶体管的基极。反之，输入信号变负，uBE就下降，iB变小。可以看出，在输入信号频率较高时，C1起到了一个将电容左侧电位变化传递到电容右侧的作用。

很妙吧，这种方法叫阻容耦合。它也有缺点，当输入信号为一个直流量，比如体重信号，这个电路就完全失效了，电容C1起到的隔直作用，把输入直流量完全阻断在放大电路之外，耦合没有成功。同学们可以想想，除了用C1和输入电阻实现的阻容耦合方式，还有什么方法可以实现直流、交流信号都能顺利耦合?

同样的，在输出端也需要这样的耦合，靠电容C2配合负载电阻RL实现。经此耦合后，图中喇叭上的信号只保留了较高频率的交流信号，而阻隔了低频或者直流信号。

除阻容耦合之外，还有直接耦合、变压器耦合等，常用于模拟信号的耦合。在负反馈电路配合下，光电耦合也可用于模拟信号。