第二章 基本放大电路___放大的概念和放大电路的主要性能指标
放大的概念和放大电路的主要性能指标
2.1.1放大的概念
放大现象存在于各种场合,例如,利用放大镜放大微小物体,这是光学中的放大;利用杠杆原理用小力移动重物,这是力学中的放大;利用变压器将低电压变换为高电压,这是电学中的放大。研究它们的共同点,一是都将原物形状或大小的差异按一定比例放大了,二是放大前后能量守恒,例如,杠杆原理中前后端做功相同,理想变压器的原、副边功率相同等。而在放大电路中,我们就是通过三极管的控制作用,通过基极来控制集电极的电流,所以说:放大电路的本质是能量的控制和转换,电子电路放大的基本特征就是功率的放大。放大的前提是不失真,即只有在不失真的情况下放大才有意义。
由于任何信号都可以分解成若干个正弦信号的叠加,故放大电路通常选择正弦信号作为测试信号。
2.1.2 放大电路的性能指标
通常情况我们将Rs和Us作为输入信号,通过放大电路【我们通常将其可以对外等效,内部看作成一个黑盒子】,即通过一个放大的装置得到了输入的电压和电流。
那么对于一个放大电路我们就需要了解以下的几个参数:
一、放大倍数
放大倍数顾名思义,就是这个电路对于电流或电压或功率的放大的倍数。对于小功率的电路,我们通常只会关心其中的一个放大倍数,那么接下来我们就来了解有哪些放大倍数。
电压放大倍数:
电流放大倍数
电压对电流的放大倍数 量纲【类似于单位】为:电阻,故又称为互阻放大倍数
电流对电压的放大倍数 量纲【类似于单位】为:电导,故又称为互导放大倍数
本章按照书上的论述,会以电压放大倍数所谓重点研究对象
二、输入电阻
实际上,在现实的生活中我们不可能碰到理想的电压源或者电流源,因为他们预示着他们拥有无穷的功率,所以在我们的研究中,都会通过电压源和电阻的串联来模拟较为真实的情况,所以就有了等效电阻的存在。而我们在研究输入的信号源的时候就需要有输入电阻的存在,其公式为:
三、输出电阻
那么同理,我们经过放大的目标就是得到一个放大的电压源,因为电压源并非理想,所以他会存在内阻,这个内阻我们从输出端看,就被称之为输出电阻。但同时我们需要注意,我们需要通过一个电阻RL来讲放大后的电阻提取出来,即我们最后的电压会接入电路中,我们可以将整个电路等价为RL。则会有公式:
其中,我们通常所得到的Uo实际上是理论值按照电压的分配到实际负载中的值。整理公式可以得到:
四、通频带
先解释一下通频带,通频带就是横向我们电路中对于不同频率的电流的放大能力。为什么不同频率会有不同的放大能力呢?我们之前在学习电容之类的元器件的时候,知道他们有容抗之类的特性,即会随着电流频率大小而产生一定的抵抗能力,所以因为他们的存在,就构成了通频带的特性。
如图我们将0.707作为了标准,区分开了高频段低频段和中频段。
五、非线性失真系数
六、最大不失真输出电压
七、最大输出功率与效率
后三点总结
由于放大电路的非线性特性,即如果放大倍数过大,则会非线性失真,所以在放大电路中,并非选择越大越好,我们有时会使用多个放大电路做成集成放大电路。
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