放大器的定義和主要參數

1.2放大器

放大器定義和特性

放大器又叫放大電路，英文是AMPLIFIER，有一個輸入端和一個輸出端。
既能夠把電壓信號放大，也能夠把電流信號放大，和選擇的放大器類型有關。
放大器直觀的感覺就是輸入端輸入一個信號幅度比較小的信號，輸出端輸出一個信號幅度比較大的信號。

放大器輸出結果必須保證是不失真的線性放大。

放大器定義： 輸入信號用Xi表示，輸出信號用Xo表示，若是A=Xo/Xi 這樣的電路就叫放大電路或者放大
器.A 是放大器的增益或放大倍數

理想放大器增益，根據定義Xo是Xi的A倍，隨着Xi的無限增大，Xo也無限增大。

實際放大器增益，實際上，三極管的集電極達到飽和狀態以後，即Xo就不會變了，也就是此時不管輸入Xi
怎麼變 輸出都不會變了。即一開始放大效果好，而後逐漸趨於平緩.

 

放大器主要參數：

增益
輸入電阻
輸出電阻
帶寬

先看增益

增益類型：
電壓增益
Av=Vo/Vi 即 電壓增益等於放大器的輸出電壓/放大器的輸入電壓，對應的放大器叫電壓放大器

電流增益
Ai=Io/Ii 即 電流增益等於放大器的輸出電流/放大器的輸入電流，對應的放大器叫電流放大器

互阻增益
Ar=Vo/Ii 即 互阻增益等於放大器的輸出電壓/放大器的輸入電流，對應的放大器叫互阻放大器
互導增益
A=Io/Vi 即 互導增益等於放大器輸出的電流/放大器輸入的電壓，對應的放大器叫互導放大器

 

增益表示的方法，分貝法

電壓增益Av(dB)=20log(|Av|) //以10爲底
電壓增益值用分貝表示法等於20乘以以10爲底倍數的對數的絕對值。

電流增益Ai(dB)=20log(|Ai|) //以10爲底
電流增益值用分貝表示法等於20乘以以10爲底倍數的對數的絕對值。

功率的增益，先定義一下功率增益=輸出功率/輸入功率=輸出電流*輸出電壓/輸入電壓*輸入電流

功率增益Ap(dB)=10log(Ap)

爲何要用分貝法來表示增益呢？ 直接用多少倍這種直觀的描述很差嗎？是由於有時候增益值可能很大
好比100000000倍，這種不利於書寫和傳播，以10爲底取一下對數，結果就會小不少。這個道理就和爲什
麼計算機咱們有時候用二進制表示數，有時候用十六進制表示同樣。

分貝表示法和放大倍數是能夠換算的，哪一種方便用哪一種。

爲何要有絕對值？

昨天看了哈爾濱工業大學的電工學的MOOC知道，選定了參考點以後，電位值是有多是負的，電壓也有可
能是負的，因此增益值就有多是負的，爲了讓log函數的定義域有意義，因此要對增益倍數取絕對值。

 

而後是放大器的輸入電阻

 

Vsig是一個電壓信號源，能夠當作是傳感器的輸出。

輸入電阻是把放大器當作是負載，Vsig當作是一個電壓源，Rsig看做是傳感器的內阻。

放大器輸入電阻的定義
Ri=Vi/Ii
放大器輸入電阻等於放大器輸入電壓/放大器輸入電流
輸入電阻的大小表明放大器從輸入源取得信號的能力 徹底不懂這句話。

計算輸入電阻是把放大器當作一個等效電阻Ri和Rsig串聯。

Rsig是信號源的內阻

 

爲了說明輸入電阻的做用，又引入 源電壓增益 這個概念
顧名思義，就是信號源的電壓增益

Avs=Vo/Vsig 放大器輸出電壓/信號源兩端的電壓

由於Vi=IRi=(Vsig/(Ri+Rsig))Ri

因此Vi/Vsig=Ri/(Ri+Rsig)

根據定義Avs=Vo/Vsig=(Vi/Vsig)*(Vo/Vi)
而Vi/Vsig=Ri/(Ri+Rsig)，Vo/Vi=Av
因此Avs=(Ri/(Ri+Rsig))*Av

Ri/(Ri+Rsig)這個值的取值範圍是大於0小於1的一個數。因此Avs是小於Av的。

爲了讓Avs儘量接近Av，必須讓Ri遠遠大於Rsig，這樣，Rsig就能夠忽略不計，而後Ri/(Ri+Rsig)
的值接近於1，因此Avs就接近於Av了。

其實上面這些公式理解起來也很簡單，其實就是初中物理學習過的，兩個電阻串聯，阻大壓大。