倒相比例放大器電路圖

圖中所示是用中增益運放FC3組成的倒相比例放大器線路。倒相比例放大器就是使輸出信號與輸入信號相位相反。倒相比例放大器的增益取決于反饋比。即：

音頻放大器中使用的倒相電路

在各種擴音設(shè)備中，推挽式放大器※應(yīng)用得很廣。但是這種放大器工作的好壞，決定于供給它輸入端的兩個交流電壓的波幅是否相等，相位是否相反（相差180°）（圖1）。產(chǎn)生這種相位相反，波幅相等的電壓的專門電路叫做倒相電路或反相電路。本文介紹的是一些常見的倒相電路，并對它們加以簡單的分析和比較。

我們知道只要在輸入變壓器次級線圈的中心抽一個頭（圖2），很容易得到這樣對稱的電壓。但是用輸入變壓器有很多缺點：首先是一個良好的輸入變壓器不僅制造困難，而且價格也很高。如果質(zhì)量不好，就會使放大器的頻率響應(yīng)不夠均勻。其次變壓器的體積大而重，攜帶不便。由于以上缺點、所以除了在某些場合下（例如未級電子管工作在有柵流的情況下）必須應(yīng)用外，一般經(jīng)常采用成本低，占空間面積小，頻率響應(yīng)也相當(dāng)好的由電阻和電容器組成的倒相電路來代替。

圖3是用一個普通三極管制成的簡單倒相電路，它和一般電阻偶合放大器所不同的是它有兩個負(fù)荷電阻（R2和R3+R4），分別接在電子管Л的屏極和陰極回路里。這兩個內(nèi)阻的數(shù)值相等（R2=R3+R4）。因此，當(dāng)Л的柵極上有輸入電壓U6x時，在這兩個負(fù)荷電阻上通過的屏流所產(chǎn)生的電壓降相同。由電子管放大的道理知道，R2上的交流電壓U1和U6x相差180°，而R3+R4上的交流電壓恰好和U6x同相。把這兩個對稱的交流電壓加到下級推挽式放大器的柵極上，就保證了推挽級的正常工作。

R3是電子管Л的自給偏壓電阻，直流偏壓經(jīng)柵漏電阻R1加到Л的柵極。但同時R3上所產(chǎn)生的交流電壓降也同樣的加到柵極上，因此它完成了電流負(fù)回授的作用。這個電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、裝制容易，由于負(fù)回授作用，頻率響應(yīng)就好得多了。但是這種電路也有缺點，最主要的是它的放大率永遠(yuǎn)小于1，也就是說這種電路沒有增益。其次是這個電路的兩個推挽臂不是很平衡的，原因是和負(fù)荷電阻R2并聯(lián)的分路電容（包括Л的輸出電容、潛布電容和下級推挽放大級一個電子管的輸入電容）總是小于和R3+R4并聯(lián)檔分路電容（包括Л陰極和地之間的電容、潛布電容和下級另一個電子管的的輸入電容）。尤其在頻率較高時更為顯著，為了消除這種不平衡，可以在電子管Л屏極和地之間加一個半調(diào)整電容器C3。但是事實上分路電容的電容量極小，對平衡影響不大。因此，一般放大器里就把它省略了。

圖4是利用雙三極管的倒相電路。圖中電子管左面半個Лa作普通的電壓放大級，放大后的輸出電壓為U1（U1=K·U6x，K是Лa的放大率），這個電壓全部加到推挽級一個電子管的柵極上（即柵漏電阻R5+R7的兩端）。Лб柵極的輸入電壓就直接從R7上取得，也就是取自U1的一小部分。由于Лб的工作制、參數(shù)和負(fù)荷電阻都和Лa相同，Ul和U6x的相位相差180°，而Лб從R7上取得的電壓經(jīng)放大后相位又反了180°，可見Лб放大后的輸出電壓U2和Ul也相差180°。Лб的作用僅把Ul的相角轉(zhuǎn)移180°而并無增益。從上面分析可知，問題只解決一半，即相位達(dá)到了相差180°的要求，但是U1和U2是否相等，那還要看（R5+R7）÷R7是否等于K（K是Лб的放大率）。實用上R5、R7除根據(jù)上面的計算外，還要由實驗決定加以調(diào)整。這種電路的優(yōu)點是它有一般電阻偶合放大器同樣大小的增益，缺點是在頻率較高時仍有不平衡的現(xiàn)象。但是應(yīng)用在一般擴音機中工作已夠滿意了。

事實上要求圖4中的R2=R4和R6=R5+R7是不可能的，另外Лa和Лб的參數(shù)絕對相同也是辦不到的。因此這個電路中的兩倒相臂就難于平衡，U1和U2當(dāng)然也不可能完全相等了。圖5是一種所謂自動平衡式倒相電路。它和圖4基本上完全一樣，不過增加了一個平衡電阻R8（0.1R6-0.5R6）。R8的作用如下。

先假定這個電路是平衡的，在這種理想情況下，Лa和Лб輸出的交流電壓在R8上所產(chǎn)生的電流大小相等，方向相反，因此相互抵消，也就是說R8上沒有電壓降。這時R8對電路沒有作用。但當(dāng)這個電路失去平衡，如果U1大于U2，那末，R8上將產(chǎn)生一個電壓降△U=（il- i2）R8（i1和i2分別為Лa和Лб的輸出電壓在R8中產(chǎn)生的電流），這個電壓附加到Лб的柵極上，使Лб的輸入電壓（R7和R8上的電壓降的代數(shù)和）增加，Лб的輸出電壓U2也隨著增加到接近于U1的數(shù)值。如果情形相反，U2大于U1，那末，在R8上產(chǎn)生的電壓降△U的正負(fù)符號和上列情形相反，Лб的輸入電壓減小了一個△U的電壓，輸出電壓U2也隨著減小并接近至U1。

圖中Лa和Лб的自給柵偏壓電阻R3=Ec÷2Ip千歐，式中Ec是Лa（Лб）的柵偏壓，單位伏，I2是Лa（Лб）的屏流，單位毫安。

我們知道Лa和Лб屏流的交流成份在相位上相差180°，因此，它們在通過R3時就相互抵消，R3上即使沒有并聯(lián)的傍路電容器也不致于引起電流負(fù)回授的作用，同時省掉了這只也容器還有助于電路的平衡。因為當(dāng)兩電子管的屏流大小不相等時，R3上就出現(xiàn)一個電流差，它所產(chǎn)生的交流電壓降分別加到兩個電子管的柵路內(nèi)，對屏流較大的那個電子管說，這個電壓起著負(fù)回授作用，使屏流減小；而對屏流較小的電子管說，這個電壓起正回授作用，使屏流增加，結(jié)果使它們的輸出電壓U1和U2趨于相等，也起到自動平衡的作用。

圖6是另一種自動衡式倒相電路，它的作用原理和圖5一樣。不過節(jié)省了一個電阻，但平衡效果不及圖5。這兩種電路的優(yōu)點是能夠自動平衡，不會因為電阻抽頭不準(zhǔn)確或Лб放大率變動而影響平衡，裝制比較方便，所以在擴音機中常被采用。

最后再介紹一種比較簡單的倒相裝置，它不需要單獨的倒相級，因此可以用普通的不對稱輸出來激勵推挽級。從圖7中可見，功率放大管Л2的反相電壓是從Л1屏路里的分壓器（由R3、R4組成）上取得，因為這個電壓和U6x相差180°。電阻R4的大小應(yīng)使它上面的交流電壓降等于U6x，R5應(yīng)等于R3＋R4，它的作用僅使輸出變壓器T的初級圈兩端對地平衡。為了不影響T的負(fù)荷阻抗，R5的大小應(yīng)該比輸出管屏與屏之間的阻抗大5倍。圖中C為斷流電容器，R2為自給偏壓電阻，R1和R6是Л1、Л2的機漏電阻。圖8和圖7的區(qū)別僅在于Л2的反相電壓取自Л1簾柵回路的電阻R4上，它的大小由簾柵流里的交流成份Iэ和R4的乘積決定。這個電壓和圖7相同也要求等于U6x。這種電路的優(yōu)點是使放大器的結(jié)構(gòu)大為簡化，因此降低了成本。但是它和前面所講的電路比較起來，非線性失真和干擾有所增加，僅在要求質(zhì)量不高的放大器中才被采用。