模擬電路課件-放大電路的基本知識

引言：為什么要研究放大電路：通常由傳感器輸出的信號很微弱，難以進(jìn)行處理。因而放大是最基本的模擬信號處理功能，由放大電路實現(xiàn)。如，對于電壓信號而言：數(shù)百毫伏量級的電壓信號才能用數(shù)字儀表或傳統(tǒng)指針式儀表顯示出。伏特量級的電壓信號才能被一般的模數(shù)轉(zhuǎn)換器所接受。1.2放大電路的基本知識2021/10/10星期日11.2放大電路的基本知識

輸入電阻

輸出電阻

電壓放大模型

電流放大模型

1.2.1模擬信號的放大

1.2.2放大電路模型

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)

增益

互阻放大模型

互導(dǎo)放大模型

隔離放大電路模型

頻率響應(yīng)及帶寬

非線性失真2021/10/10星期日2

1.2.1模擬信號的放大電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電流增益互阻增益互導(dǎo)增益信號源負(fù)載2021/10/10星期日3

1.2.2放大電路模型放大電路是一個雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來研究放大電路，可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。信號源負(fù)載輸入端口特性可以等效為一個輸入電阻輸出端口可以根據(jù)不同情況等效成不同的電路形式2021/10/10星期日4

1.2.2放大電路模型——負(fù)載開路時的電壓增益1.電壓放大模型——輸入電阻——輸出電阻由輸出回路得則電壓增益為由此可見即負(fù)載的大小會影響增益的大小要想減小負(fù)載的影響，則希望…？（考慮改變放大電路的參數(shù)）理想情況2021/10/10星期日5

1.2.2放大電路模型另一方面，考慮到輸入回路對信號源的衰減有要想減小衰減，則希望…？理想2021/10/10星期日6電壓放大模型電流放大模型

1.2.2放大電路模型關(guān)心輸出電流與輸入電流的關(guān)系2.電流放大模型2021/10/10星期日7

1.2.2放大電路模型——負(fù)載短路時的電流增益2.電流放大模型由輸出回路得則電流增益為由此可見要想減小負(fù)載的影響，則希望…？理想情況由輸入回路得要想減小對信號源的衰減，則希望…？理想2021/10/10星期日8

1.2.2放大電路模型3.互阻放大模型（自看）輸入輸出回路沒有公共端4.互導(dǎo)放大模型（自看）5.隔離放大電路模型當(dāng)前，許多工業(yè)控制設(shè)備及醫(yī)療設(shè)備，為了提高安全性和抗干擾能力，在前級信號預(yù)放大中，普遍采用隔離放大。2021/10/10星期日9一個實際的放大電路原則上可以在這四類模型中任選一種作為其電路模型。（四種模型等效）但根據(jù)信號源性質(zhì)和負(fù)載的要求，可以選取這四種中最合適的一種。如：信號源為低內(nèi)阻（Rs?。┑碾妷涸矗箅娐份敵鰹殡妷盒盘?。則選擇電壓放大電路最為合適。

1.2.2放大電路模型2021/10/10星期日10

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)1.輸入電阻輸入電阻Ri的大小決定了放大電路從信號源吸取信號幅值的大?。喝巛斎霝殡妷盒盘柕姆糯箅娐罚妷悍糯蠛突?dǎo)放大）：有則，Ri越大，Vi越大如輸入為電流信號的放大電路（電流放大和互阻放大）：則，Ri越小，Ii越大2021/10/10星期日11

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)2.輸出電阻所以另一方法注意：輸入、輸出電阻為交流電阻2021/10/10星期日12輸出電阻R0的大小決定放大電路帶負(fù)載的能力如輸出為電壓信號的放大電路（電壓放大、互阻放大）

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)2.輸出電阻R0越小，RL對Vo的影響越小。如果RL足夠大，則功率Po=Vo2/RL可以很小，這樣電路對供電電源的能耗較低，可用作信號的前置放大和中間級放大。如輸出為電流信號的放大電路（電流放大、互導(dǎo)放大）R0越大，RL對Io的影響越小。如果RL足夠大，則功率Po=Io2RL可以很大，通常用于電子系統(tǒng)輸出級，用作驅(qū)動電路。2021/10/10星期日13

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)3.增益反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力其中“甲放大電路的增益為-20倍”和“乙放大電路的增益為-20dB”，問哪個電路的增益大？四種增益常用分貝（dB）表示2021/10/10星期日14

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬電壓增益可表示為在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。或?qū)憺槠渲?021/10/10星期日15

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)該圖稱為波特圖縱軸：dB橫軸：對數(shù)坐標(biāo)2021/10/10星期日16

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）A.頻率響應(yīng)及帶寬其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)3dB頻率點（半功率點）3dB頻率點（半功率點）直流耦合電路：fL=02021/10/10星期日17

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）B.頻率失真（線性失真）幅度失真：對不同頻率的信號增益不同，產(chǎn)生的失真?；ǘ沃C波輸入信號輸出信號基波二次諧波2021/10/10星期日18

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)4.頻率響應(yīng)及帶寬（頻域指標(biāo)）B.頻率失真（線性失真）幅度失真：對不同頻率的信號增益不同，產(chǎn)生的失真。相位失真：對不同頻率的信號相移不同，產(chǎn)生的失真。對于具有上圖幅頻響應(yīng)的放大電路，若輸入50Hz的正弦波，是否會產(chǎn)生頻率失真？2021/10/10星期日19

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)5.非線性失真產(chǎn)生原因：由放大器件的非線性特性引起。放大器件：分立元件和集成電路器件。向放大電路輸入標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，可以測定輸出信號的非線性失真。用非線性失真系數(shù)衡量：其中，V01為輸出電壓信號基波分量的有效值V0k為高次諧波分量的有效值2021/10/10星期日20

1.2.3放大電路的主要性能指標(biāo)5.非線性失真由元器件非線性特性引起的失真。非線性失真系數(shù)end小寫字母、大寫下標(biāo)表示總量（含交、直流）。如，vCE