模拟电路课件---放大电路的基本知识.pptVIP

1.2 放大电路的基本知识 引言：为什么要研究放大电路： 通常由传感器输出的信号很微弱，难以进行处理。因而放大是最基本的模拟信号处理功能，由放大电路实现。 如，对于电压信号而言： 数百毫伏量级的电压信号才能用数字仪表或传统指针式仪表显示出。 伏特量级的电压信号才能被一般的模数转换器所接受。 一个实际的放大电路原则上可以在这四类模型中任选一种作为其电路模型。（四种模型等效） 但根据信号源性质和负载的要求，可以选取这四种中最合适的一种。 如：信号源为低内阻（Rs小）的电压源，要求电路输出为电压信号。则选择电压放大电路最为合适。 输出电阻R0的大小决定放大电路带负载的能力 如输出为电压信号的放大电路（电压放大、互阻放大） * * 1.2 放大电路的基本知识 ? 输入电阻 ? 输出电阻 ? 电压放大模型 ? 电流放大模型 1.2.1 模拟信号的放大 1.2.2 放大电路模型 1.2.3 放大电路的主要性能指标 ? 增益 ? 互阻放大模型 ? 互导放大模型 ? 隔离放大电路模型 ? 频率响应及带宽 ? 非线性失真 1.2.1 模拟信号的放大 电压增益（电压放大倍数） 电流增益 互阻增益 互导增益 信号源 负载 1.2.2 放大电路模型 放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。 信号源 负载 输入端口特性可以等效为一个输入电阻 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式 1.2.2 放大电路模型 ——负载开路时的 电压增益 1. 电压放大模型 ——输入电阻 ——输出电阻 由输出回路得 则电压增益为 由此可见 即负载的大小会影响增益的大小 要想减小负载的影响，则希望…？ （考虑改变放大电路的参数） 理想情况 1.2.2 放大电路模型 另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减 有 要想减小衰减，则希望…？ 理想 电压放大模型 电流放大模型 1.2.2 放大电路模型 关心输出电流与输入电流的关系 2. 电流放大模型 1.2.2 放大电路模型 ——负载短路时的 电流增益 2. 电流放大模型 由输出回路得 则电流增益为 由此可见 要想减小负载的影响，则希望…？ 理想情况 由输入回路得 要想减小对信号源的衰减，则希望…？ 理想 1.2.2 放大电路模型 3. 互阻放大模型（自看） 输入输出回路没有公共端 4. 互导放大模型（自看） 5. 隔离放大电路模型 当前，许多工业控制设备及医疗设备，为了提高安全性和抗干扰能力，在前级信号预放大中，普遍采用隔离放大。 1.2.2 放大电路模型 1.2.3 放大电路的主要性能指标 1. 输入电阻 输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小： 如输入为电压信号的放大电路（电压放大和互导放大）： 有 则，Ri越大，Vi越大 如输入为电流信号的放大电路（电流放大和互阻放大）： 则，Ri越小，Ii越大 1.2.3 放大电路的主要性能指标 2. 输出电阻 所以 另一方法 注意：输入、输出电阻为交流电阻 1.2.3 放大电路的主要性能指标 2. 输出电阻 R0越小，RL对Vo的影响越小。 如果RL足够大，则功率Po= Vo2/RL可以很小，这样电路对供电电源的能耗较低，可用作信号的前置放大和中间级放大。 如输出为电流信号的放大电路（电流放大、互导放大） R0越大，RL对Io的影响越小。 如果RL足够大，则功率Po= Io2RL可以很大，通常用于电子系统输出级，用作驱动电路。 1.2.3 放大电路的主要性能指标 3. 增益 反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力 其中 “甲放大电路的增益为-20倍”和“乙放大电路的增益为-20dB”，问哪个电路的增益大？ 四种增益 常用分贝（dB）表示 1.2.3 放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标） A.频率响应及带宽 电压增益可表示为 在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。 或写为 其中 1.2.3 放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标） A.频率响应及带宽 普通音响系统放大电路的幅频响应 该图称为波特图 纵轴：dB 横轴：对数坐标 1.2.3 放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标） A.频率响应及带宽 其中 普通音响系统放大电路的幅频响应 高频区 中频区 低频区 3dB 频率点（半功率点） 3dB 频率点（半功率点） 直流耦合电路：fL=0 1.2.3 放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标） B.频率失真（线性失真） 幅度失真