放大器的原理


放大器的原理

简单的来说,放大器是一种在没有电源的情况下可以把电路中的一个电压信号放大为另一个电压信号的装置 。如图1所示,其中 C为放大器的输入电压; B为放大器的输入电阻; E为放大器输出电压 。其原理图如图2所示 。放大器的输入输出电阻与放大器的输出电平直接相关 。
【放大器的原理】
1.放大器一般都是有源器件,其工作原理是利用信号在放大器中的衰减规律来进行增益控制,将信号放大 。
但从工作原理上讲,放大器也是有源器件,其主要由电容、电感、晶体管等组成 。而晶体管的工作方式是工作在极高电流密度下的电流型晶体管 。从理论上讲,对于一个放大器来说,其输入电流越大,增益越大,相应的输出电压也越低 。所以从理论上讲,不同的电感组成的放大器所适合的电感大小不同 。
2.为了保证信号放大的均匀性和稳定性,通常采用较大规模的功率放大器和较高功率密度等级的电路 。
功率放大器一般是100瓦以上的功率放大器 。功率放大器的工作频率一般在40 kHz以上 。为了使不同频率对应不同功率等级的功率放大器,通常可以采用功率放大器时,采用一个不同功率等级的放大器,这个功率等级一般称为“功率放大器”或“功率放大器” 。
3.为了保证器件内部的动态特性,需要采用更大的工作电压范围 。
这种特性使得放大器内部的损耗比需要增大 。例如,与普通放大器相比,大电压放大器工作电压范围提高到了10-20 V,这样可以减少器件内部的损耗,降低电压漂移 。这一优点使大电压放大器可以应用于低功耗电子器件、精密仪器、数据处理等领域 。
4.为了保证电路中良好的功率分配,通常是以功率级电流来驱动放大器,这样不仅可以保证输出电路内部短路和输出电压值失真,还可以保证功率级电流对电流分量无功效应 。
当输入信号和输出信号之间的分量达到平衡时,将电路中的所有电阻都认为是平衡的,因为放大器内电流足够大,电压足够高,电路中任何一个电阻断开时,都可以将电路的功率损失降到最低 。如果输出电压没有达到平衡,电路中的每个电阻都认为是不平衡的 。这种现象就叫做所谓的功率损失 。如果功率损失过大时,将会使放大器内部电压迅速下降甚至烧坏 。对于这种现象我们称之为过载(class),也就是电流衰减过大 。在无电源的电路中会出现这种现象,使放大器内部电压迅速下降甚至烧坏 。
5.为了尽可能降低开关电源引起的噪声影响以及对系统构成噪声干扰等诸多不利因素导致在器件选型和电路设计中应尽量采用大电流输入、低噪声、高增益等典型的放大器设计方案 。
另外在芯片级设计中必须选用可靠、高效的电源管理芯片,以提高系统综合性能,同时尽量采用高效率的共模抑制电路(共模共栅耦合结构)以降低谐波失真,实现信号幅度和频率的最佳平衡 。在高增益放大器中要求采用大电流输入,这样才能使噪声消除,从而提高信号幅度以及放大能力;另外还应保证输入信号稳定,以避免电路工作时有可能引起的瞬态噪声等 。此外还需注意与其他类型信号放大器在工作时发生干扰时所带来的损失 。

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