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放大的概念及放大电路的性能指标
放大电路是电子设备中最基本的组成部分。放大:指将电信号由小变大
放大的实质是实现能量的控制和转换。即在输入信号作用下,通过放大电路将直流电源提供的能量转化为负载获得的能量。
执行机构
传感器
放大器
典型测量控制系统框图
物理量
基本放大电路:由一个放大管构成的简单放大电路,
又称单管放大电路.
放大电路的框图:
+
Us
-
+
Uo
-
Rs
放大电路
RL
IiIo
Ui
+
(1)电压放大倍数:输出电压与输入电压的比值
.
U
Au是复数,反映了输出和输入的幅值比与相位差。
+
Us
-
RL
Rs
+
Ui
+
Uo
-
放大电路的性能指标
放大电路
IiIo
IiIo
+
Ui
+
Uo
-
由图可得:
要使输入的有效信号ui大,则希望…?
RiRs理想Ri=∞
(2)输入电阻Ri:输入端口特性可以等效为一个电阻。Ri=
+
Ui
输入电阻是衡量一个放大电路向信号源索取信号大小的能力。
放大电路
放大电路
Ri
Us
+
Us(
-
输入回路
Rs
Ri
RL
Rs
Ii
+
●
-
放大电路一定要有前级(信号源)为其提供信号,那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大,从其前级取得的电流越小,对前级的影响越小。
即:ri越大,Ii就越小,ui就越接近uS
US
~
Au
放大电路对其负载而言,相当于信号源,我们可以将它等效为戴维南等效电路,这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
ro
US
(3)输出电阻ro
~
要想减小负载的影响,则希望…?RoRL
理想情况R=0
o
输出电阻是衡量一个放大电路带负载能力的指标。输出电阻越小,放大电路带负载能力越强。
由输出回路得o=AuoR则电压增益为=Auo
由此可见RL↓Au↓
即负载的大小会影响增益的大小
L
输出回路
Ro
uo
A——负载开路时的电压放大倍数
+
放大电路
+
Uo
AVOUi
-
如何确定电路的输出电阻ro?
方法一:计算。
步骤:
1.所有的电源置零(将独立源置零,保留受控源)。
2.加压求流法。
放大电路
+
VT
-
Vs=0
Ro
IT
+
ro=(一1)RL
ro
Us~
ro
Us~
2.测量接入负载后的输出电压。
1.测量开路电压。
方法二:测量。
3.计算。
步骤:
Uo
RL
Uo
单管共射放大电路的组成
1、要有工作在放大状态的放大元件。
加直流偏置,使三极管发射结正偏、集电结反偏
2、输入、输出信号要有耦合通路。
输入信号能够加至放大电路的输入端
放大后的信号电压能够输出至负载
u基本放大电路的组成原则
加直流偏置,使三极管
工作在放大状态,即:
UBE0,UCB0
交流输入信号ui经耦合电
容C1加至放大电路的输入端。
C1
+o
ui
-
B
Rb
放大元件为三极管作用:隔直流、通交流
耦合电容
大小:几到几十微法,
采用电解电容。
-+
经耦合电容C2可获得放大
后的交流输出信号uo。
u基本共射交流放大电路的结构
E
uo
T+-+
UBB二
UCC
C2
C
-
实际放大电路中,
两个电源往往合并为一个电源,并采用电位表示电源的简化结构。
-
u基本共射放大电路的简化结构
C2
-+
uo
-
Rb
+
RbUBB
RC
C
T+
E
+UCC
UCC
UCC
C1
ui
+
B
-
由于放大电路中同时存在直流与交流量,因此
在对其进行分析时,为了表达明确,特对电压、电流符号作如下规定(以三极管基极电流为例):
IB:
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