以下內(nèi)容中,小編將對放大器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進(jìn)對放大器的了解,和小編一起來看看吧。
一、放大器工作原理
運算放大器有兩個輸入端a(反相輸入端),b(同相輸入端)和一個輸出端o。也分別被稱為倒向輸入端非倒向
輸入端和輸出端。當(dāng)電壓U-加在a端和公共端(公共端是電壓為零的點,它相當(dāng)于電路中的參考結(jié)點。)之間,且其實際方向從a 端高于公共端時,輸出電壓U實際方向則自公共端指向o端,即兩者的方向正好相反。當(dāng)輸入電壓U+加在b端和公共端之間,U與U+兩者的實際方向相對公共端恰好相同。為了區(qū)別起見,a端和b 端分別用"-"和"+"號標(biāo)出,但不要將它們誤認(rèn)為電壓參考方向的正負(fù)極性。電壓的正負(fù)極性應(yīng)另外標(biāo)出或用箭頭表示。反轉(zhuǎn)放大器和非反轉(zhuǎn)放大器如下圖:
一般可將運放簡單地視為:具有一個信號輸出端口(Out)和同相、反相兩個高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元,因此可采用運放制作同相、反相及差分放大器。
運放的供電方式分雙電源供電與單電源供電兩種。對于雙電源供電運放,其輸出可在零電壓兩側(cè)變化,在差動輸入電壓為零時輸出也可置零。采用單電源供電的運放,輸出在電源與地之間的某一范圍變化。
運放的輸入電位通常要求高于負(fù)電源某一數(shù)值,而低于正電源某一數(shù)值。經(jīng)過特殊設(shè)計的運放可以允許輸入電位在從負(fù)電源到正電源的整個區(qū)間變化,甚至稍微高于正電源或稍微低于負(fù)電源也被允許。這種運放稱為軌到軌(rail-to-rail)輸入運算放大器。
運算放大器的輸出信號與兩個輸入端的信號電壓差成正比,在音頻段有:輸出電壓=A0(E1-E2),其中,A0 是運放的低頻開環(huán)增益(如 100dB,即 100000 倍),E1 是同相端的輸入信號電壓,E2 是反相端的輸入信號電壓。
二、放大器性能參數(shù)
1、增益:指放大器在輸入信號和輸出信號之間的增益關(guān)系,通常表示為增益或增益率,單位為分貝(dB)。增益參數(shù)可以幫助設(shè)計人員確定放大器的增益等級,以及系統(tǒng)的噪聲比和信噪比。
放大器的增益有絕對增益、相對增益和線性增益。絕對增益是指放大器的輸出信號與輸入信號的比值,單位是倍;相對增益是指放大器的輸出信號與輸入信號的比值,單位是分貝;線性增益是指放大器的輸出信號與輸入信號的比值,單位是倍數(shù)。
2、輸入阻抗:指放大器接受信號的阻抗參數(shù),其實就是信號源與放大器之間的電阻參數(shù),它影響著放大器的輸入信號的大小,以及放大器的紋波失真程度。一般來說,放大器的輸入阻抗越大,放大器的輸入信號越弱,紋波失真程度也越低,反之亦然。如果輸入阻抗很高,那么只需要很小的電流,這就為前級的電流輸出能力減少了很大負(fù)擔(dān)。所以電路設(shè)計中盡量提高輸入阻抗。
3、輸出阻抗:是放大器性能參數(shù)中的一個,它描述了放大器在輸出端所需要的阻抗。它通常被表示為Ohms,表示放大器在輸出端可以提供的阻抗大小。較低的輸出阻抗意味著放大器可以提供更多的電流,但是它也會消耗更多的電源電壓,因此,在選擇放大器時,需要根據(jù)特定的應(yīng)用考慮輸出阻抗參數(shù)。
對電壓源而言,輸出阻抗越小,驅(qū)動負(fù)載的能力越大(負(fù)載消耗的功率越大)。對電流源而言,當(dāng)R=r時,負(fù)載可獲得最大功率。R為負(fù)載阻抗,r為電流源輸出阻抗,也稱為電流源內(nèi)阻。
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