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 模拟信号的放大电压增益 ( 电压放大倍数 )
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
i
o
V
VA
V?
电流增益
i
o
I
IA
I?
互阻增益
)(
i
o
I
VA
R?
互导增益
)S(
i
o
V
IA
G?
信号源 负载
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
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
1.2.2 放大电路模型
3,互阻放大模型 ( 自看 )
输入输出回路没有公共端
4,互导放大模型 ( 自看 )
5,隔离放大电路模型
R o
–
+
R i V iA V
O –
V? o
+
–
V i
+
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
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,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽电压增益可表示为
)(
)()(
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,称为放大电路的频率响应 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
)]()([)( )( 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
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图纵轴,dB
横轴:对数坐标
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽其中 —上限频率—
Hf
普通音响系统放大电路的幅频响应
0
3 d B
20 l g |A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区中频区低频区
3dB 频率点
(半功率点)
B 频率点
(半功率点)
—下限频率—Lf
称为带宽LH ffBW
HLH fBWff 时,当直流放大电路的幅频响应与此有何区别?
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
B.频率失真 ( 线性失真 )
幅度失真:
对不同频率的信号增益不同,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基波二次谐波
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
B.频率失真 ( 线性失真 )
幅度失真:
对不同频率的信号增益不同,产生的失真 。
相位失真:
对不同频率的信号相移不同,产生的失真 。
0
3 d B
20 l g |A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
对于具有上图幅频响应的放大电路,
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
5,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
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?
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 模拟信号的放大电压增益 ( 电压放大倍数 )
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
i
o
V
VA
V?
电流增益
i
o
I
IA
I?
互阻增益
)(
i
o
I
VA
R?
互导增益
)S(
i
o
V
IA
G?
信号源 负载
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
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–
+
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
+
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+
–
V i R L
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+
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V s
–
V i
+
R o
–
V o
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–
+
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
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
1.2.2 放大电路模型
3,互阻放大模型 ( 自看 )
输入输出回路没有公共端
4,互导放大模型 ( 自看 )
5,隔离放大电路模型
R o
–
+
R i V iA V
O –
V? o
+
–
V i
+
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
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V i
+
R i
I i
放大电路
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,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽电压增益可表示为
)(
)()(
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,称为放大电路的频率响应 。
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L
)]()([)( )( 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
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽普通音响系统放大电路的幅频响应该图称为波特图纵轴,dB
横轴:对数坐标
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
A.频率响应及带宽其中 —上限频率—
Hf
普通音响系统放大电路的幅频响应
0
3 d B
20 l g |A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区中频区低频区
3dB 频率点
(半功率点)
B 频率点
(半功率点)
—下限频率—Lf
称为带宽LH ffBW
HLH fBWff 时,当直流放大电路的幅频响应与此有何区别?
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
B.频率失真 ( 线性失真 )
幅度失真:
对不同频率的信号增益不同,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基波二次谐波
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4,频率响应及带宽 ( 频域指标 )
B.频率失真 ( 线性失真 )
幅度失真:
对不同频率的信号增益不同,产生的失真 。
相位失真:
对不同频率的信号相移不同,产生的失真 。
0
3 d B
20 l g |A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
对于具有上图幅频响应的放大电路,
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
5,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
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?