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放大器的基本特性

2015-10-19 15:24:19 3329

0 放大器的基本特性大多数放大器的特性可以由一系列的参数来描述。而本文具体从这些参数具体的讲解了放大器的特性：增益、理想频率特性、输出动态范围、带宽与上升时间、建立时间与失调、回转率、噪声、效率、线性度 1、增益是指放大器能在多大程度上增大信号的幅值。该参数常用分贝（dB）来度量。用数学语言来说，增益等于输出幅值除以输入幅值。（对功率放大器而言，用分贝表示的增益可以由此关系式计算：G(dB)=10log(Pout/Pin)(Electrical)）。 2、理想频率特性增益为常数，相移与频率成正比。即放大器对不同频率的信号具有相同的放大量，并且对任何频率的信号的相移均为零。 3、输出动态范围输出动态范围，常用dB为单位给出，是指最大与最小有用输出幅值之间的范围。因为最低的有用幅值受限于输出噪声，所以称之为放大器的动态范围。 4、带宽与上升时间放大器的带宽（BW）常定义为低频与高频半功率点之间的差值。因而也就是常说的-3dBBW。有时也定义在其它的响应容差下的带宽（-1dB，－6dB等等。）。举例来说，一个好的音频放大器的－3dB带宽将在二十赫兹到两万赫兹左右（正常人的听觉频率范围）。放大器的上升时间是指当阶跃信号输入时，输出端由其最终输出幅度值10%变化到90%时所化的时间。对于高斯响应系统（或一个简单的RC振荡回路），上升时间大约可以表达为：Tr*BW=0.35,其中BW的单位是Hz，Tr的单位是秒. 5、建立时间与失调是指输出幅值建立于最终幅值的某个比值（比如0.1%）以内时所花的时间。 6、回转率迴轉率(slewrate)是指输出電壓变量的变化率，常定义为伏特/每秒（或微秒）。 7、噪声是对在放大过程中引入噪声多少的一个量度。噪声是电学器件和元件中不受欢迎却无法避免的。噪声由放大器零输入时輸出的分贝或输出電壓峰值来度量。 8、效率效率用来量度多少输入能量是应用于放大器输出的。甲类（A类）放大器效率十分低下，约在10-20%之间，最大不超过25%。现代甲乙类（AB类）放大器一般效率都在35-55%之间，理论值可达78.5%。有报道说商用的丁类（D类）放大器的效率可高达97%。放大器的效率限制了总功耗中有用部分所占的比例。注意，效率越高的放大器散热量越小，通常在几个瓦特的设计中也无需风扇。 9、线性度理想放大器应当是完全线性器件，但是实际的放大器仅在某些实际限制下是线性的。当驱动放大器的信号增大后，输出也随之增大，直到达到某个电压值，使得放大器的某部分达到饱和从而不能再增大输出了，称之为截止失真(削峰失真)。有些放大器在设计中通过某种可控途径来解决这个问题，即以牺牲增益为代价换取较小的失真。其结果是一种补偿效应，即（如果放大器是音频放大器的话）大大減少听起来不悅耳的聲音。对于这些放大器，其增益比小信号时小1dB时的输入功率（或输出功率）定义为1dB补偿点。线性度是一个关键的问题，目前有很多技术来避免非线性带来的影响，比如前馈、预矫正、后矫正、包迹抑制还原（波包消除重建）、用非线性元件实现线性放大（LINC）、CALLUM、Cartesian反馈…… 0
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