实验3一个放大器的频率特性v.PDFVIP

Buchwald 博士 实验“信号与频谱” 实验 3 一个放大器的频率特性 1. 基础知识 一个放大器是一个有效电路，一个信号的振幅可以通过放大器而变大。放大器的放大 系数v 并且这个系数等价与输出端振幅u 与输入端u 的比值： 2 1 u v u 1 2 u 2 放大系数: v u 1 一个理想的放大器拥有一个线形的振幅特性。也就是说，一个理想放大器的放大系数v 不会因为瞬时输入端的振幅的变化而变化，而是永远为一个常数。由此我们可以知 道，在输入端输入一个正弦信号的话，在输出端同样也可以得到一个正弦信号，只不 过在这个过程当中乘上这个放大系数v 。 而一个实际的放大器只在一个有局限的振幅区间内拥有线性特征，并且由供给电压决 定这个区间的大小。大多数情况下只使用模拟积分电路，称之为运算放大器。这个积 分电路会有一对对称的供给电压(例如+15V和-15V), 同时在+15V和-15V之间线性工作。 在输出端只存在一个电压区间，更大或是更小的振幅不会在输出端出现。因此我们可 以在这个区间之内描绘放大器的线性特征曲线，与此同时可以通过这个曲线的斜率得 到放大系数v 。. 1 Buchwald 博士 实验“信号与频谱” 实际放大器的特征曲线: Δu 2 v Δu 1 (斜率) 接下来介绍的是随频率的变化的放大情况，它也属于典型的非线性放大。对此我们可 以通过用正弦信号来测量。通常情况下，它的放大系数会随着频率的增加而减小。这 样的放大系数不会再是一个常数，而是随着使用信号的频率不同而变化。我们可以在 频率的角度对这种情况进行描述，在不同的频率下测量放大系数，然后记录在相应的 频率特性曲线图上，接着还可以得出输出端信号相对于输入端信号的幅角偏移量。通 常情况下我们只考虑放大系数的模，不考虑幅角的偏移。当然负的放大系数也会经常 0 出现，它存在于幅角正好偏移180 的时候。我们称这样的放大器为反相放大器。 测量: ˆ ˆ u (t) u ⋅sin(2πft ) u (t) u ⋅sin(2πft −ϕ) 1 1 2 2