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
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
信号源 负载
（ 1） 放大 ? 信号的增强
双口网络
（ 2） 不失真 线性关系,y=kx
3层含义,
增益 （ 放大倍数 ）
i
o
V
VA
V ?
?? ?
直流电源
i
o
I
IA
I ?
?? ?
)(
i
o ??
I
VA
R ?
??
)S(
i
o
V
IA
G ?
?? ?
（ 3） 能量转换 有源电路 （ 器件 ）
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 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
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
R s
+
– –
V i
+
–
V o
+
R LV
s i R i
–
+
i
V iA VO
R o
i
OVA?
iR
——输入电阻
oR
——输出电阻
由输出回路得
Lo
L
iOo RR
RVAV
V ?? ???
则电压增益为
i
o
V
VA
V ?
?? ?
Lo
L
O RR
RA
V ?? ?
由此可见 ?
LR ?VA?
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 ）
Lo RR ??
理想情况 0
o ?R
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
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
si RR ??
理想
有
s
is
i
i VRR
RV ??
??
要想减小衰减, 则希望 …？
??iR
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
R s
+
–
V s
–
V i
+
R o
–
V o
+
–
+
R i R LV iA VO
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
3,互阻放大模型
4,互导放大模型
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
ISA?
由输出回路得
Lo
o
io RR
RIAI
IS ?? ???
则电流增益为
i
o
I
IA
I ?
?? ?
Lo
o
RR
RA
IS ?? ?
由此可见 ?
LR ?IA?
要想减小负载的影响, 则希望 …？
Lo RR ??
理想情况 ??
oR
由输入回路得
is
s
si RR
RII
??
??
要想减小对信号源的衰减, 则希望 …？
si RR ??
理想
0i ?R
1.2.3 放大电路的主要性能指标
1,输入电阻
i
i
i I
VR
?
??
R s
+
–
V s
–
V i
+
R i
I i
放
大
电
路
3类
与放大有关的
与失真有关的
与能量转换有关的
增益、输入电阻、输出电阻
非线性失真、线性失真
最大输出功率、转换效率
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2,输出电阻
iOo VAV V ??? ??
R o
–
V o
+
–
+
R LV iA VO
放
大
电
路
R o
–
+
V iA VO
放
大
电
路 –
+
V o
Lo
L
iOo RR
RVAV
V ?? ???
所以
LL
o
o
o RRV
VR ???
?
?
放大电路
I T
+
–
V T
R o
+
–
V s =0另一方法
0
T
T
o s ?? VI
VR
??
?
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
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
)dB(lg20 VA??电压增益
, 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
i
o
V
VA
V ?
?? ?
i
o
I
IA
I ?
?? ?
i
o
I
VA
R ?
?? ?
i
o
V
IA
G ?
?? ?
IV AA ??,
常用分贝 （ dB） 表示
)dB(lg20 IA??电流增益
)dB(lg10 PA??功率增益
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,非线性失真
由元器件非线性特性
引起的失真 。
非线性失真系数
O
? t
?
I
O
? t
?
O
最大不失真输出电压幅值
性能指标
- V OM
V CC = V OM
v I
v O
电压传输特性
5,频率响应及带宽（频域指标）
1.2.3 放大电路的主要性能指标
实际的信号 ＝ 多个正弦波的叠加 增益与正弦信号频率的关系
2个问题,
B,Av为什么是 f 的函数？
如何表达？
A、多个正弦频率成分的放大
程度不同，会产生什么危害？
0
20 l g | A V | / d B
2
20
40
6 0
20 2 ? 10
2
2 ? 10
3
2 ? 10
4
f / H z
普通音响系统放大电路的幅频响应
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5,频率响应及带宽 （ 频域指标 ）
频率失真 （ 线性失真 ）
幅度失真,
对信号的不同频率成分
增益不同, 产生的失真 。
O
? t
? I
O
? t
? O
基波
二次谐波
输入信号
输出信号
二次谐波
AV=2
基波 AV=1
A,多个正弦频率成分的放大程度不同，会
产生什么危害？
相位失真,
对信号的不同频率成分
相移不同, 产生的失真 。
O
? t
?
I
O
? t
?
O
幅度失真,
对信号的不同频率成分
增益不同, 产生的失真 。
相位失真,
对信号的不同频率成分
相移不同, 产生的失真 。
O
? t
? I
O
? t
? O
频
率
失
真
线
性
失
真
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5,频率响应及带宽 （ 频域指标 ）
频率响应
电压增益可表示为
)(
)()(
i
o
?
??
jV
jVjA
V ?
?? ?
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 。
)]()([)( )( io
i
o ????
?
? ???
jV
jV
?
?
或写为 )()( ??? ?? VV AA?
其中 称为幅频响应
)(
)()(
i
o
?
??
jV
jVA
V ?
??
称为相频响应)()()( io ?????? ???
B,Av为什么是 f 的函数？如何表达？
原因：放大电路存在电抗元件，如电容、电感。
普通音响系统放大电路的幅频响应
0
20 l g | A V | / d B
2
20
40
6 0
20 2 ? 10
2
2 ? 10
3
2 ? 10
4
f / H z
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5,频率响应及带宽 （ 频域指标 ）
新问题,如何避免频率失真？
中频区 高频区
低频区
带宽
3 d B
f L f
H
频域
指标
—上限频率—Hf
—下限频率—Lf
称为带宽LH ffBW ??
HLH fBWff ??? 时，当
信号的带宽 ? 放大器的带宽
直流放大电路的幅频响应
与此有何区别？
若输入 50kHz的正弦波, 是
否会产生频率失真？
1.2.3 放大电路的主要性能指标
end
? 小写字母, 大写下标表示总 量 （ 含交, 直
流 ） 。 如, vCE,iB等 。
? 大写字母, 大写下标表示 直流量 。 如, VCE、
IC等 。
? 小写字母, 小写下标表示纯 交流量 。 如, vce、
ib等 。
? 上方有圆点的大写字母, 小写下标表示相 量 。
如,, 等 。
书中有关符号的约定
ceV? bI?
v
AB
/V
O
? t
v
ac
V
DC
V DC
+
-
v ac
A
B
R L
例如,
vAB= VDC + vac
iA = IDC + ia