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放大电路的技术指标

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#申请原创#@21小跑堂
放大电路的应用十分广泛。
例如:扩音机、收音机、电视机以及测量仪器中,都有各种各样的放大电路,在这些电子设备中,放大是将微弱的信号加以放大,以便于人们量测和使用。

需要说明的是,不管电路的作用放大电路把信号放大多少倍,放大电路输出的信号功率都是由电源供给的。放大电路的作用只是把电源的电能转换成随输入信号变化的输出量,所以,放大作用实质上是一种能量控制作用。

在放大电路中,起着能量控制作用的器件,如晶体管、场效应管等,称为有源器件。以有源器件为核心,以直流电源为能源,配置必要的电阻器、电容器等电子元器件,就组成了放大电路。


放大电路有多种形式,按信号强度大小,可分为小信号电压放大电路和大信号功率放大电路;按频率高低,可分为低频放大电路和高频放大电路;按频带宽窄,可分为宽频带放大电路和窄带选频放大电路;按有源器件的类型,又可分为晶体管放大电路、场效应管放大电路和集成放大电路等。

在分析各种放大电路之前,先介绍一下放大电路的技术指标。

放大电路的技术指标用以定量地描述电路的有关技术性能,测试时通常在放大电路的输入端加_上一个正弦测试电压(Rs 为信号源内阻),然后测量电路中的其他有关电量,测试技术指标的示意图见图2-12, 放大电路的主要技术指标有以下几个。
图2-12 放大电路测试技术指标示意图

1.放大倍数

放大倍数是衡量放大电路对电信号放大能力的指标,常称为放大电路的增益。它的定义为输出的幅值与输入的幅值之比,主要分为电压放大倍数和电流放大倍数。
电压放大倍数定义为输出电压与输入电压的之比,即:


与此类似,电流放大倍数定义为输出电流与输入电流之比,即:
上式UO、Ui、Io、Ii;都是正弦波信号的有效值。

2.最大输出幅度
最大输出幅度表示在输出波形没有明显失真的情况下,放大电路能够提供给负载的最大输出电压(或最大输出电流),一般指电压的有效值,以Uom表示。其也可用峰-峰值表示,正弦波信号的峰-峰值等于其有效值的 倍。

3.非线性失真系数
由于放大器件输入、输出特性的非线性特征,放大电路的输出波形不可避免地将产生或多或少的非线性失真。当输入单一频率的正弦波信号时,输出波形中除基波成分外,还将含有一定数量的谐波,所有的谐波总量与基波成分之比,定义为非线性失真系数。

4.输入电阻
当输入信号电压加到放大电路的输入端时,总要产生一定的输入电流。根据欧姆定律,输入信号电压Ui与相应的输入电流Ii之比相当于一个电阻值,称为放大电路的输入电阻,用字母Ri表示,即:
输入电阻描述放大电路对信号源索取电流的大小。通常希望放大电路的输入电阻越大越好,Ri越大,说明放大电路对信号源索取的电流越小。

5.输出电阻

输出电阻Ro。的定义是,当输入端信号短路(即Us=0, 但保留信号源内阻Rs),输出端负载开路(即UL=∞)时,外加一个正弦输出电压Uo,得到相应的输出电流Io。,二者之比即输出电阻Ro,即:

实际工作中测试输出电阻时,通常在输入端加_上一个固定的正弦交流电压Ui,首先使负载开路,测得输出电压为Uo「,然后接上阻值为民的负载电阻,测得此时的输出电压为Uo,根据图2-12的输出回路可得到:



输出电阻是描述放大电路带负载能力的一项技术指标,通常希望放大电路的输出电阻越小越好,Ro越小,说明放大电路的带负载能力越强。

6.通频带
由于放大器件本身存在极间电容,还有一些放大电路中接有电抗性元器件,因此,放大电路的放大倍数将随着信号频率的变化而变化。一般情况下,当频率升高或降低时,放大倍数都将减小,而在中间一段频率范围内,因各种电抗性元器件的作用可以忽略,故放大倍数基本不变,如图2-13所示。

通常将放大倍数在高频和低频段分别下降至中频段放大倍数的 时所包括的频率范围,定义为放大电路的通频带,用符号BW表示。显然,通频带越宽,表明放大电路对信号频率的变化具有越强的适应能力。
图2-13 放大电路的通频带





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