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  • 放大器的定义和主要参数

    1.2放大器

    放大器定义和特性


    放大器又叫放大电路,英文是AMPLIFIER,有一个输入端和一个输出端。
    既可以把电压信号放大,也可以把电流信号放大,和选择的放大器类型有关。
    放大器直观的感受就是输入端输入一个信号幅度比较小的信号,输出端输出一个信号幅度比较大的信号。

    放大器输出结果必须保证是不失真的线性放大。

    放大器定义: 输入信号用Xi表示,输出信号用Xo表示,如果A=Xo/Xi 这样的电路就叫放大电路或者放大
    器.A 是放大器的增益或放大倍数


    理想放大器增益,根据定义Xo是Xi的A倍,随着Xi的无限增大,Xo也无限增大。

    实际放大器增益,实际上,三极管的集电极达到饱和状态之后,即Xo就不会变了,也就是此时无论输入Xi
    怎么变 输出都不会变了。即一开始放大效果好,然后逐渐趋于平缓.

    放大器主要参数:

    增益
    输入电阻
    输出电阻
    带宽

    先看增益


    增益类型:
    电压增益
    Av=Vo/Vi 即 电压增益等于放大器的输出电压/放大器的输入电压,对应的放大器叫电压放大器

    电流增益
    Ai=Io/Ii 即 电流增益等于放大器的输出电流/放大器的输入电流,对应的放大器叫电流放大器

    互阻增益
    Ar=Vo/Ii 即 互阻增益等于放大器的输出电压/放大器的输入电流,对应的放大器叫互阻放大器
    互导增益
    A=Io/Vi 即 互导增益等于放大器输出的电流/放大器输入的电压,对应的放大器叫互导放大器

    增益表示的方法,分贝法

    电压增益Av(dB)=20log(|Av|) //以10为底
    电压增益值用分贝表示法等于20乘以以10为底倍数的对数的绝对值。

    电流增益Ai(dB)=20log(|Ai|) //以10为底
    电流增益值用分贝表示法等于20乘以以10为底倍数的对数的绝对值。

    功率的增益,先定义一下功率增益=输出功率/输入功率=输出电流*输出电压/输入电压*输入电流

    功率增益Ap(dB)=10log(Ap)

    为什么要用分贝法来表示增益呢? 直接用多少倍这种直观的描述不好吗?是因为有时候增益值可能很大
    比如100000000倍,这种不利于书写和传播,以10为底取一下对数,结果就会小很多。这个道理就和为什
    么计算机我们有时候用二进制表示数,有时候用十六进制表示一样。

    分贝表示法和放大倍数是可以换算的,哪种方便用哪种。

    为什么要有绝对值?

    昨天看了哈尔滨工业大学的电工学的MOOC知道,选定了参考点之后,电位值是有可能是负的,电压也有可
    能是负的,所以增益值就有可能是负的,为了让log函数的定义域有意义,所以要对增益倍数取绝对值。


    然后是放大器的输入电阻

    Vsig是一个电压信号源,可以看成是传感器的输出。

    输入电阻是把放大器看成是负载,Vsig看成是一个电压源,Rsig看作是传感器的内阻。


    放大器输入电阻的定义
    Ri=Vi/Ii
    放大器输入电阻等于放大器输入电压/放大器输入电流
    输入电阻的大小代表放大器从输入源取得信号的能力 完全不懂这句话。

    计算输入电阻是把放大器看成一个等效电阻Ri和Rsig串联。

    Rsig是信号源的内阻

    为了说明输入电阻的作用,又引入 源电压增益 这个概念
    顾名思义,就是信号源的电压增益

    Avs=Vo/Vsig 放大器输出电压/信号源两端的电压


    因为Vi=IRi=(Vsig/(Ri+Rsig))Ri

    所以Vi/Vsig=Ri/(Ri+Rsig)


    根据定义Avs=Vo/Vsig=(Vi/Vsig)*(Vo/Vi)
    而Vi/Vsig=Ri/(Ri+Rsig),Vo/Vi=Av
    所以Avs=(Ri/(Ri+Rsig))*Av

    Ri/(Ri+Rsig)这个值的取值范围是大于0小于1的一个数。所以Avs是小于Av的。

    为了让Avs尽可能接近Av,必须让Ri远远大于Rsig,这样,Rsig就可以忽略不计,然后Ri/(Ri+Rsig)
    的值接近于1,所以Avs就接近于Av了。

    其实上面这些公式理解起来也很简单,其实就是初中物理学习过的,两个电阻串联,阻大压大。

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