輸入電阻和輸出電阻.doc

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考輸入電阻是用來衡量放大器對信號源的影響的一個(gè)性能指標(biāo)。輸入電阻越大，表明放大器從信號源取的電流越小，放大器輸入端得到的信號電壓也越大，即信號源電壓衰減的少。因此作為測量信號電壓的示波器、電壓表等儀器的放大電路應(yīng)當(dāng)具有較大的輸入電阻。如果想從信號源取得較大的電流，則應(yīng)該使放大器具有較小的輸入電阻。關(guān)鍵點(diǎn)是輸入電阻是和信號源電阻是并聯(lián)的關(guān)系，給信號源并聯(lián)上一個(gè)非常大的電阻，假設(shè)信號源電壓不變，則通過輸入電阻的電流非常小，即上面所說的從信號源取得的電流非常小，與信號源并聯(lián)上此輸入電阻后，二者差的越大，則二者的等效并聯(lián)電阻值越接近信號源電阻，從而信號源上的電壓雖然有所降低，但越接近最初的值，假設(shè)輸入電阻無窮大，即斷路，則相當(dāng)于沒有給信號源并聯(lián)電阻，電壓就是初值，不會衰減，這就是上面所說的信號源電壓衰減的少。 輸出電阻用來衡量放大器帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱。當(dāng)放大器將放大了的信號輸出給負(fù)載電阻RL時(shí)，對負(fù)載RL來說，放大器可以等效為具有內(nèi)阻Ro的信號源，由這個(gè)信號源向RL提供輸出信號電壓和輸出信號電流。Ro稱為放大器的輸出電阻，它是從放大器輸出端向放大器本身看入的交流等效電阻。如果輸出電阻Ro很小，滿足R0RL條件，則當(dāng)RL在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，就可維持輸出信號電流的恒定。放大器在不同負(fù)載條件瞎維持輸出信號電壓（或電流）恒定的能力稱為帶負(fù)載能力。而輸出電阻Ro就是表征這種能力的一個(gè)性能指標(biāo)。關(guān)鍵點(diǎn)是把放大器等效為了具有內(nèi)阻的信號源，而將負(fù)載并聯(lián)到了信號源內(nèi)阻上，這樣分析同輸入電阻方法相同。共集電極放大器又稱為射極跟隨器，具有很大的輸入電阻和較小的輸出電阻（一般為幾歐或幾百歐）。為了降低輸出電阻值，可選用B值大的管子，較小的輸出電阻，說明具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，負(fù)載在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，基本可以維持輸出信號電壓的恒定。共集電極電路不能放大電壓信號（總是小于1），但可以放大電流信號，放大功率。該電路常應(yīng)用于多級放大電路中高輸入阻抗的輸入級，低輸出阻抗的輸出級，或者作為實(shí)現(xiàn)阻抗變換的緩沖級。比如在線陣CCD輸出后進(jìn)行相關(guān)雙采樣前需接一級射極跟隨器來增大電流，提高驅(qū)動后級電路的能力。因?yàn)樾盘栐措娮钑绊戨娐返妮敵鲭娮瑁詰?yīng)考慮信號源內(nèi)阻Rs的影響。此外，負(fù)載電阻RL會影響輸入電阻Ri的，這在放大電路的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)予以注意。共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)較大，而且輸出信號電壓與輸入信號電壓反相。他的電流放大倍數(shù)也比較大。他的輸入電阻和輸出電阻大瀟合適。這種電路常應(yīng)用于對輸入電阻、輸出電阻無特殊要求的地方，作為一般低頻多級放大電路的輸入級、中間級或輸出級。共基級放大電路的電壓放大倍數(shù)也比較大，而且輸出信號與輸入信號電壓同相。他的電流放大倍數(shù)小于1，不能放大電流。這種電路的輸入電阻小，輸出電阻適中。由于他的頻率特性較好，常用于寬頻帶放大器和高頻帶放大器。零點(diǎn)漂移編輯本段零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移概念零點(diǎn)漂移可描述為：指當(dāng)放大電路輸入信號為零（即沒有交流電輸入）時(shí)，由于受溫度變化，電源電壓不穩(wěn)等因素的影響，使靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化，并被逐級放大和傳輸，導(dǎo)致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動的現(xiàn)象 它又被簡稱為：零漂 零點(diǎn)漂移的形成及產(chǎn)生原因零點(diǎn)漂移是怎樣形成的： 運(yùn)算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級的Q點(diǎn)是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時(shí)（由于一些原因使輸入級的Q點(diǎn)發(fā)生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時(shí)間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn)漂移。 產(chǎn)生零漂的原因是：產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，如電源電壓不穩(wěn)、元器件參數(shù)變值、環(huán)境溫度變化等。其中最主要的因素是溫度的變化，因?yàn)榫w管是溫度的敏感器件，當(dāng)溫度變化時(shí)，其參數(shù)UBE、ICBO都將發(fā)生變化，最終導(dǎo)致放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生偏移。此外，在諸因素中，最難控制的也是溫度的變化。 抑制零點(diǎn)漂移的措施抑制零點(diǎn)漂移的措施：除了精選元件、對元件進(jìn)行老化處理、選用高穩(wěn)定度電源以及用第二單元中討論的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法外，在實(shí)際電路中常采用補(bǔ)償和調(diào)制兩種手段。補(bǔ)償是指用另外一個(gè)元器件的漂移來抵消放大電路的漂移，如果參數(shù)配合得當(dāng)，就能把漂移抑制在較低的限度之內(nèi)。在分立元件組成的電路中常用二極管補(bǔ)償方式來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。在集成電路內(nèi)部應(yīng)用最廣的單元電路就是基于參數(shù)補(bǔ)償原理構(gòu)成的差動式放大電路。調(diào)制是指將直流變化量轉(zhuǎn)換為其它形式的變化量（如正弦波幅度的變化），并通過漂移很小的阻容耦合電路放大，再沒法將放大了的信號還原為直流成份的變化。這種方式電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、頻率特性差。DB分貝（工程應(yīng)用）如（此處以功率為例）： X = 100000 = 105 X(dB) = 10*lg(X) dB= 10*lg(105) dB= 50 dB X = 0.000000000000001 = 10-15 X(dB) = 10*lg(X) dB= 10*lg(10-15) dB= -150 dB 一般來講，在工程中，dB和dB之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實(shí)際上是兩個(gè)功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。比如：30dBm - 0dBm = 1000mW/1mW = 1000 = 30dB。dBm 加 dBm 實(shí)際上是兩個(gè)功率相乘，沒有實(shí)際的物理意義。 在電子工程領(lǐng)域，放大器增益使用的就是dB（分貝）。放大器輸出與輸入的比值為放大倍數(shù)，單位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。當(dāng)改用“分貝”做單位時(shí)，放大倍數(shù)就稱之為增益，這是一個(gè)概念的兩種稱呼。 電學(xué)中分貝與放大倍數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi)；電壓增益 A(I)(dB)=20lg(Io/Ii)；電流增益 Ap(dB)=10lg(Po/Pi)；功率增益 分貝定義時(shí)電壓(電流)增益和功率增益的公式不同，但我們都知道功率與電壓、電流的關(guān)系是P=V2/R=I2*R。采用這套公式后，兩者的增益數(shù)值就一樣了： 10lgPo/Pi=10lg(Vo2/R)/(Vi2/R)=20lg(Vo/Vi)。注意：這只是在Ri=Ro的電路中適用，比如在有線電視系統(tǒng)中各種器材的匹配阻抗都是75。 使用分貝做單位主要有三大好處。 （1）數(shù)值變小，讀寫方便。電子系統(tǒng)的總放大倍數(shù)常常是幾千、幾萬甚至幾十萬，一臺收音機(jī)從天線收到的信號至送入喇叭放音輸出，一共要放大2萬倍左右。用分貝表示先取個(gè)對數(shù)，數(shù)值就小得多。 （2）運(yùn)算方便。放大器級聯(lián)時(shí)，總的放大倍數(shù)是各級相乘。用分貝做單位時(shí)，總增益就是相加。若某功放前級是100倍(20dB)，后級是20倍(13dB)，那么總功率放大倍數(shù)是10020=2000倍，總增益為20dB+13dB=33dB。 （3）符合聽感，估算方便。人聽到聲音的響度是與功率的相對增長呈正相關(guān)的。例如，當(dāng)電功率從0.1瓦增長到1.1瓦時(shí)，聽到的聲音就響了很多；而從1瓦增強(qiáng)到2瓦時(shí)，響度就差不太多；再從10瓦增強(qiáng)到11瓦時(shí)，沒有人能聽出響度的差別來。如果用功率的絕對值表示都是1瓦，而用增益表示分別為10.4dB，3dB和0.4dB，這就能比較一致地反映出人耳聽到的響度差別了。您若注意一下就會發(fā)現(xiàn)，HiFi功放上的音量旋鈕刻度都是標(biāo)的分貝，使您改變音量時(shí)直觀些。 分貝數(shù)值中，3dB和0dB兩個(gè)點(diǎn)是必須了解的。3dB也叫半功率點(diǎn)或截止頻率點(diǎn)。這時(shí)功率是正常時(shí)的一半，電壓或電流是正常時(shí)的1/2。在電聲系統(tǒng)中，3dB的差別被認(rèn)為不會影響總特性。所以各種設(shè)備指標(biāo)，如頻率范圍，輸出電平等，不加說明的話都可能有3dB的出入。例如，前面提到的頻響10Hz40kHz，就是表示在這段頻率中，輸出幅度不會超過3dB，也就是說在10Hz和40kHz這二個(gè)端點(diǎn)頻率上，輸出電壓幅度只有中間頻率段的0.707(1/根2)倍了。0dB表示輸出與輸入或兩個(gè)比較信號一樣大。分貝是一個(gè)相對大小的量，沒有絕對的量值?？赡陔娖奖砘蝰R路上的噪聲計(jì)上也能看到多少dB的測出值，這是因?yàn)槿藗兘o0dB先定了一個(gè)基準(zhǔn)。例如聲級計(jì)的0dB是2104b(微巴)，這樣馬路上的噪聲是50dB、60dB就有了絕對的輕響概念。常用的0dB基準(zhǔn)有下面幾種：dBFS以滿刻度的量值為0dB，常用于各種特性曲線上；dBm在600負(fù)載上產(chǎn)生1mW功率(或0.775V電壓)為0dB，常用于交流電平測量儀表上；dBV以1伏為0dB；dBW以1瓦為0dB。一般讀出多少dB后，就不用再化為電壓、聲壓等物理量值了，專業(yè)人士都能明白。只有在極少數(shù)場合才要折合。這時(shí)只需代入公式： 10(A/20)D0或10(A/10)D0計(jì)算即可。A為讀出的分貝數(shù)值，D0為0dB時(shí)的基準(zhǔn)值，電壓、電流或聲壓用A/20，電功率、聲功率或聲強(qiáng)則用A/10。現(xiàn)在您就可以來回答本文開頭的問題了。第二只音箱在相同輸入時(shí)比第一只音箱響一倍，如果保持兩只音箱一樣響的話，第二只音箱只要輸入一半功率即可。第一只功放只是很普通的品種，第二只功放卻很HiFi，整個(gè)頻率范圍內(nèi)輸出電壓只有2.3%的差別! 簡單地說，dB是一個(gè)比值，舉個(gè)例子，音頻行業(yè)中，功率大一倍即是大3dB。 又比如音箱的靈敏度單位是dB,聲壓計(jì)測出的聲音強(qiáng)度也是dB。 這里要提一下dBm,dBw,dBu,dBc的含義和之間的關(guān)系，dBm是一個(gè)考征功率絕對值的值，計(jì)算公式為：10lgP（功率值/1mw），這是一個(gè)絕對值，0dBm即使1毫瓦所轉(zhuǎn)換的能量。 dBw與dBm一樣，dBw是一個(gè)表示功率絕對值的單位（也可以認(rèn)為是以1W功率為基準(zhǔn)的一個(gè)比值），計(jì)算公式為：10lg（功率值/1w）。dBw與dBm之間的換算關(guān)系為：0 dBw = 10lg1 W = 10lg1000 mw = 30 dBm,由此可見，0dBw是一個(gè)比0dBm大得多的多的單位，功率上相差1000倍，因此專業(yè)音頻設(shè)備上，最典型的例子就是功放，0dB的刻度是最大值，功放的旋鈕其實(shí)是一個(gè)衰減器； dBu是以.775v電壓作為基準(zhǔn)值的一個(gè)單位參數(shù)，dBv則是1V為基準(zhǔn)值，因此，0dBv大概等于2.2dBu；它們換算公式是：x dBv = (x + 2.2)dBu 而dBc在數(shù)字音頻系統(tǒng)中比較常見，這也是一個(gè)考量相對功率的值。比如某處理器內(nèi)部設(shè)置的0dBc實(shí)際等同于是-24dBm； 而我們在統(tǒng)計(jì)聲音響度或者聲壓級時(shí)也會采用分貝dB作為單位去衡量，這是因?yàn)閐B的步階可以如實(shí)地反映人對聲音的感覺。實(shí)踐證明，聲音的分貝數(shù)增加或減少一倍，人耳聽覺響度也提高或降低一倍。即人耳聽覺與聲音功率分貝數(shù)成正比。 db dbm dbi dbc w 的區(qū)別 - dBm與w dbi2008-02-22 10:43 dBm意即分貝毫瓦。 功率單位 與P（瓦特）換算公式： 1dBm=30+10lgP (P單位瓦特） 首先， DB 是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位：dB = 10lgX。dB的意義其實(shí)再簡單不過了，就是把一個(gè)很大（后面跟一長串0的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L串0的）的數(shù)比較簡短地表示出來。如： X=1000000000000000 (多少個(gè)了?)=10lgX=150dB X=0.000000000000001=10logX=-150 dB dBm 定義的是 miliwatt。 0 dBm=10lg1mw； dBw 定義 watt。 0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。 DB在缺省情況下總是定義功率單位，以 10lg 為計(jì)。當(dāng)然某些情況下可以用信號強(qiáng)度（Amplitude）來描述功和功率，這時(shí)候就用 20log 為計(jì)。不管是控制領(lǐng)域還是信號處理領(lǐng)域都是這樣。比如有時(shí)候大家可以看到 dBmV 的表達(dá)。 在dB，dBm計(jì)算中，要注意基本概念。比如前面說的 0dBw = 10lg1W = 10lg1000mw = 30dBm；又比如，用一個(gè)dBm 減另外一個(gè)dBm時(shí)，得到的結(jié)果是dB。如：30dBm - 0dBm = 30dB。 一般來講，在工程中，dB和dB之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實(shí)際上是兩個(gè)功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 實(shí)際上是兩個(gè)功率相乘，這個(gè)已經(jīng)不多見（我只知道在功率譜卷積計(jì)算中有這樣的應(yīng)用）。dBm 乘 dBm 是什么，1mW 的 1mW 次方？除了同學(xué)們老給我寫這樣幾乎可以和歌德巴赫猜想并駕齊驅(qū)的表達(dá)式外，我活了這么多年也沒見過哪個(gè)工程領(lǐng)域玩這個(gè)。 要計(jì)算A的功率相比于B大或小多少個(gè)dB時(shí)，可按公式10 lg A/B計(jì)算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg2 = 3dB。也就是說，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率為46dBm，B的功率為40dBm，則可以說，A比B大6dB；如果A天線為12dBd，B天線為14dBd，可以說A比B小2dB?？梢岳斫鉃閷Bm或dBd先轉(zhuǎn)換成Watt再進(jìn)行功率比較計(jì)算誰比誰多或少幾個(gè)dB。 dBm是一個(gè)表示功率絕對值的單位，計(jì)算公式為：10lg功率值/1mW。 例1 如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。 例2 對于40W的功率，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 2、dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），兩者都是一個(gè)相對值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線，dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子，所以兩者略有不同。一般認(rèn)為，表示同一個(gè)增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2. 15。 例3 對于一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時(shí)，則為18.15dBi （一般忽略小數(shù)位，為18dBi）。 例4 0dBd=2.15dBi。 例5 GSM900天線增益可以為13dBd（15dBi），GSM1800天線增益可以為 NZP,hAUK, 15dBd（17dBi)。 3、dB dB是一個(gè)表征相對值的值，當(dāng)考慮甲的功