电压放大器
电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别
电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别1.电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别:1.带宽VS增益电压反馈型放大器的-3DB带宽由R1、Rf和跨导gm共同决定,这就是所谓的增益帯宽积的概念,增益增大,带宽成比例下降。
同时运放的稳定性有输入阻抗R1和反馈阻抗Rf共同决定。
而对于电流反馈型运放,它的增益和带宽是相互独立的,其-3DB带宽仅由Rf决定,可以通过设定Rf得到不同的带宽。
再设定R1得到不同的增益。
同时,其稳定性也仅受Rf影响。
2.反馈电阻的取值电流型运放的反馈电阻应根据数据手册在一个特定的范围内选取,而电压反馈型的反馈电阻的选取就相对而言宽松许多。
需要注意的是电容的阻抗随着频率的升高而降低,因而在电流反馈放大器的反馈回路中应谨慎使用纯电容性回路,一些在电压反馈型放大器中应用广泛的电路在电流反馈型放大器中可能导致振荡。
比如在电压反馈型放大器我们常会在反馈电阻Rf上并联一个电容Cf来限制运放的带宽从而减少运放的带宽噪声(Cf也常常可以帮助电压反馈型放大器稳定),这些如果运用到电流反馈放大器上,则十有八九会使你的电路振荡。
3.压摆率当信号较大时,压摆率常常比带宽更占据主导地位,比如同样用单位增益为280MHZ的放大器来缓冲10MHZ,5V的信号,电流反馈放大器能轻松完成,而电压反馈放大器的输出将呈现三角波,这是压摆率不足的典型表现。
通常来说,电压反馈放大器的压摆率在500V每us,而电流反馈放大器拥有数千V每us.4.如何选择两类芯片a,在低速精密信号处理中,基本看不到电流反馈放大器的身影,因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。
b.在高速信号处理中,应考虑设计中所需要的压摆率和增益帯宽积;一般而言,电压反馈放大器在10MHZ以下,低增益和小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能;而电流反馈放大器在10MHZ以上,高增益和大信号调理中表现出更好的带宽和失真度。
当下面两种情况出现一种时,你就需要考虑一下选择电流反馈放大器:1,噪声增益大于4;2,信号频率大于10MHZ。
高速高压放大器原理与应用
技术文章:高速高压放大器的考虑因素以及容性负载对输出的影响电压放大器是配合信号源(信号发生器)的理想工具,通过简单的设备连接,可以拓展信号源的输入电压幅度范围。
典型的信号源输入范围都是10Vpp,而在MEMS、光电、超声等研究和应用领域,这样的电压幅度往往不能满足要求,因而用到电压放大器。
而随着系统、设备处理速度的提高,高压放大器一般都有高速响应特性。
高电压放大器的快速响应特性不仅体现在带宽和压摆率,也与最大输出电流、负载的电容特性等密切相关。
本文介绍如何根据用户需求,选择合适的高速高压放大器。
关键词:高压放大器,电压放大器,带宽,压摆率,电容性负载,主要技术指标:带宽和压摆率描述高速高电压放大器基本特性的主要指标有:带宽(包括“大信号带宽”和“小信号带宽”)和压摆率。
“大信号带宽”描述的是,在大信号输入条件下,放大器的输出电压幅度随频率变化的关系。
从图中我们可以看到,当超过某一个频点时,放大器的最大输出电压会迅速下降;输出电压降低到“最大电压的0.707倍”时的频点,就称之为3dB带宽(功率降低3dB);此外还有一种表示方式,即0.1dB带宽(功率降低0.1dB),在这个频点的输出电压是“最大电压的0.98倍”(正因为如此,0.1dB带宽也被称之为“满功率带宽”,而3dB带宽被称为“半功率带宽”)。
由此可见,0.1dB带宽的数值要小于3dB带宽。
除了大信号带宽之外,还有一种带宽的指标,即“小信号带宽”。
顾名思义,小信号带宽是指放大器在小信号条件下,输出电压和频率之间的关系。
小信号带宽也可以用3dB带宽和0.1dB带宽两种方式来表示。
明白了带宽的几种表示形式之后,读者就可以根据实验要求,准确的选择所需的放大器型号了。
需要注意的是,不同厂家、不同型号描述带宽的方式都各不相同,因此在选择的时候最好与厂家联系,询问指标的具体表示方式。
图1-大信号带宽和小信号带宽“阶跃响应”和“压摆率”都是描述放大器响应速度的指标。
电压放大器工作原理
电压放大器工作原理
电压放大器是一种对输入信号进行放大的电子设备,常见于各种电子设备和通信系统中。
它主要通过放大电压信号的幅度来增强信号的强度,从而提高信号的可靠性和传输距离。
电压放大器通常由一个放大器核心电路、电源和输入输出接口组成。
其工作原理基于放大器核心电路的放大功能和电源的供电功能。
放大器核心电路通常采用了一个放大元件(如晶体管、集成电路等)和相关的电路网络。
晶体管工作于放大区,通过控制输入信号的电流或电压,通过放大元件的内部结构,增大输入信号的幅度。
电源则提供了放大器运行所需的电能。
通常电压放大器采用直流电源,通过电源将放大器核心电路供电。
电源的电压稳定性和供电能力对于电压放大器的工作稳定性和性能至关重要。
输入输出接口则是将输入信号和放大后的输出信号与其他设备相连的接口。
输入接口将输入信号传递给放大器核心电路,输出接口则将经过放大的信号输出给其他设备或系统。
电压放大器的工作原理可以简单概括为:输入信号通过输入接口传递给放大器核心电路;放大器核心电路通过放大元件将输入信号的幅度进行放大;放大后的信号经过输出接口输出给其他设备或系统。
电源则为放大器核心电路提供电能,以保证放大器的正常运行。
总之,电压放大器通过放大输入信号的幅度来增强信号的强度,实现了信号的可靠传输和处理。
在各种电子设备和通信系统中都起着重要作用,为正常的信号传输和处理提供了基础支持。
电压放大器工作原理
电压放大器工作原理
电压放大器是一种电子设备,可以将输入信号的电压放大到较高的输出电压。
它的工作原理基于放大器内部的电子元件(如晶体管或操作放大器)的放大功能。
通常情况下,输入信号通过输入电路输入到放大器中。
输入电路通常会将输入信号进行滤波和调整以适应放大器的工作参数。
一旦输入信号进入放大器,放大器的内部元件会根据其工作原理对输入信号进行放大。
以晶体管为例,晶体管将输入信号转换为放大后的输出信号的过程是通过调整晶体管中的电流来实现的。
晶体管有三个引脚:基极(输入端)、发射极(输出端)和集电极(电源端)。
输入信号通过输入端的基极引入晶体管,当基极电流发生变化时,晶体管中的电流也会发生相应的变化。
晶体管中的电流变化导致集电极电流的变化,从而形成了放大后的信号。
放大后的信号可以通过输出端的发射极引出放大器。
这样,输入信号的电压就得到了放大,可以实现对原始信号的放大功能。
实际的放大器电路中,通常还会包含负反馈电路,用于稳定放大器的工作参数,并增加放大器的线性度和稳定性。
通过不断调整输入电压和放大器内部的元件参数,可以实现对不同幅度和频率范围的信号的放大。
总之,电压放大器通过调整内部电子元件的电流来实现对输入信号的放大,从而产生较高幅度的输出信号。
电压放大器的原理和特点
电压放大器的原理和特点
电压放大器是一种放大电压信号的电子电路。
其基本原理是将输入的小信号电压经过放大电路放大后得到输出的大信号电压。
电压放大器的特点包括:
1. 放大倍数高:电压放大器可以将输入的小信号电压放大到较大的幅度,通常可以达到几十倍甚至更高的放大倍数。
2. 低失真:电压放大器的输出尽量保持与输入信号的形状相似,减小信号失真。
3. 宽频带:电压放大器通常具有较宽的频带宽度,可以放大高频信号。
4. 输入阻抗高:电压放大器具有较高的输入阻抗,可以减小对输入信号源的影响。
5. 输出阻抗低:电压放大器具有较低的输出阻抗,可以驱动后级负载电路。
6. 稳定性好:电压放大器在工作过程中,能够保持其放大倍数的稳定性,不受外界影响。
总之,电压放大器在电子电路中起到了放大信号的作用,具有高放大倍数、低失
真、宽频带等特点。
在各种电子设备中都有广泛的应用。
简述电压放大电路和电荷放大器的特点
简述电压放大电路和电荷放大器的特点1.引言1.1 概述概述电压放大电路和电荷放大器是电子电路中常见的两种放大器。
它们在各自的领域中具有不同的特点和应用。
电压放大电路主要用于放大电压信号,增强信号的幅度;而电荷放大器则用于放大电荷信号,提高信号的灵敏度。
电压放大电路通常由多个放大器级联而成,每个放大器都能将输入信号的电压放大到更高的幅度。
这种电路具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点,能够避免信号源和负载之间的信号损失。
另外,电压放大电路还具有高增益、稳定性好和频率响应宽等特点。
它常被用于音频放大器、功率放大器和射频放大器等领域。
而电荷放大器主要用于放大微弱的电荷信号,提高信号的灵敏度和信噪比。
电荷放大器的核心是电容和放大器,电容用于存储和放大电荷信号,放大器用于将存储的电荷信号放大到可检测的幅度。
电荷放大器具有高输入阻抗、低输入噪声、高放大倍数和低输出阻抗的特点。
它在科学研究、粒子探测、生化分析等领域有着广泛的应用。
总而言之,电压放大电路和电荷放大器在不同的应用场景中发挥着重要的作用。
了解它们的特点和原理,对于设计和调试电子电路具有重要的意义。
接下来的文章将详细介绍电压放大电路和电荷放大器的特点和应用。
1.2 文章结构本文将对电压放大电路和电荷放大器的特点进行简要概述。
文章分为引言、正文和结论三部分。
引言部分将对本文的背景和目的进行介绍。
首先,会简要概述电压放大电路和电荷放大器在电子领域的重要性和应用场景。
其次,会介绍本文的结构和内容安排,以便读者能清楚了解文章的组织框架。
正文部分将详细探讨电压放大电路和电荷放大器的特点。
首先,在电压放大电路的部分,将介绍其基本工作原理并分析其主要特点。
特点1方面,将讨论电压放大电路的放大倍数和频率响应,以及其对输入信号的变换和放大能力。
特点2方面,将阐述电压放大电路的稳定性和噪声特性。
接下来,在电荷放大器的部分,将介绍其原理和应用,并详细探讨其特点。
特点1方面,将讨论电荷放大器的灵敏度和响应速度,以及其对输入信号的放大能力。
低频电压放大器
也是单向脉动直流。这时的基极电流iB是由两个电流成分 叠加而成,一个是由Vcc和RB所决定的静态直流IBQ(直流分 量),另一个是由ui引起的交流电流(交流分量, ib=Ibmsinωt),即: iB= IBQ+ib=IBQ+ Ibmsinωt
电子技术基础与技能
低频电压放大器
放大器的种类很多,按照信号的频率划分,可分为低 频放大器、中频放大器、高频放大器和直流放大器等 。按器件类型分,可分为晶体管放大电路、场效应管 放大电路和集成运算放大电路。按输入信号的强弱来 分,有大信号放大器和小信号放大器,按放大对象分 ,可分为电压放大器、功率放大器。
对放大电路的要求主要有两个方面:第一是要具有一 定的放大能力,用放大倍数来表示,如电压放大倍数 和功率放大倍数;第二是失真要小,即放大后输出信 号的波形应尽可能保持与输入信号波形一致。
低频电压放大器主要对频率从20Hz到20kHz的信号进行 放大的电路。
2021/8/13
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1. 电路组成及各元件的作用
2)静态与静态工作点。在放大电路没有输入
信号(ui=0)时,Vcc通过RB和RC加到晶体三极管, 使管子产生直流的基极电流IB、集电极电流IC, 并呈现直流的发射结电压UBE和集电极—发射极间 电压UCE。由于ui=0时,电路中的电流、电压都是
不随时间变化的直流量,所以称这种状态为直流
工作状态,简称静态。
解:
IB
EC RB
12 0.04 mA 40A
300
IC IB IB 37.50.04 1.5 mA
UCE VCC IC RC 12 1.5 4 6 V
电路中的电压放大与电流放大
电路中的电压放大与电流放大在电路中,电压与电流是两个基本的物理量。
在设计电路时,我们常常需要对电压或者电流进行放大,以满足实际应用的需求。
本文将就电路中的电压放大与电流放大进行讨论。
一、电压放大电压放大是指在电路中对输入电压进行放大,输出电压的值比输入电压大。
常见的电压放大电路有放大器、运算放大器等。
以下将对其中的两种电压放大电路进行介绍。
1. 放大器放大器是电路中最常见的电压放大装置。
它可以对输入电压进行放大,并输出一个电压信号,通常用来增强音频信号、视频信号等。
放大器可以根据放大的方式分为三类:电压放大器、电流放大器和功率放大器。
电压放大器是指将输入电压放大为较大幅度的输出电压的装置。
其中,最常见的是晶体管放大器。
晶体管是一种半导体器件,在适当的工作状态下可以对输入信号进行放大。
通过适当选择晶体管的工作点和电路参数,可以实现不同放大倍数的电压放大。
2. 运算放大器运算放大器是一种高增益、差分输入的电压放大器。
它可以进行直流放大和交流放大,广泛应用于电子测量、电路设计等领域。
运算放大器通常具有一个电阻负载,可以将电流转化为电压进行放大。
二、电流放大电流放大是指在电路中对输入电流进行放大,输出电流的值比输入电流大。
电流放大常见于功率放大器、驱动电路等应用中。
以下将对其中的两种电流放大电路进行介绍。
1. 功率放大器功率放大器是一种专门用来增强信号功率的电路。
它可以对输入信号电流进行放大,输出一个较大功率的电流信号。
功率放大器广泛应用于音响设备、通信系统等领域。
常见的功率放大器包括晶体管功率放大器、集成电路功率放大器等。
2. 驱动电路驱动电路是指为其他装置或元件提供所需电流的电路。
驱动电路通常具有较高的输出电流能力,并能根据需要提供恰当的电流信号。
常见的驱动电路包括步进电机驱动电路、LED驱动电路等。
总结:电路中的电压放大与电流放大是电子技术中常见的概念。
电压放大器和电流放大器通过不同的电路结构和工作原理实现对电压和电流的放大。
单管放大电路
2020/2/2
长江大学 龙从玉
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4、实验注意事项
4.1、开始实验时,应首先测量判断三极管的好坏,检 查电路板上的测试点(ui、uo、+12V、地)。 4.2、测试静态工作点时、应关闭信号源。 4.3、本实验测量时,用数字万用表测量电路的直流工
大器输入端,分别测出us和ui。
计算输入电阻Ri=Rs*ui/(us–ui)。
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长江大学 龙从玉
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表-1 单管电压放大电路实验记录表
静态 工作点
VCC/V
VCEQ/V
5.8
VEQ/V
VBQ/V
VCQ/V
ICQ≈VE/RE
1.0mA
动态参数 电压放大倍数Au 测量条件 接RL=2K 测uo
作状态,交流信号用示波器来测量,通常测量的是电 压峰峰值。用数字万用表测量交流电压是有效值!
5、实验报告要求
5.1、认真记录和整理单管电压放大器测试数据,按 要求填入表格并画出波形图。
5.2、对测试结果与理论计算值进行比较,分析产生 误差的原因。
5.3、详细记录实验过程中发生的故障现象,进行分 析原因并排除故障。
1)在单管电压放大电路中,取CE=10uF,输入f=1kHz,输入 电压uipp=200mV信号,测出输出电压uom。 2)保持输入电压ui不变,分别提高/降低频率f,使uo’=0.7uom, 测量对应放大器上限频率fH /下限频率fL并记录在表-3中。
3)在电压放大 电路中改取电容 CE=47uF, 测量并记录放大 电路的通频带。
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长江大学 龙从玉
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附单管电压放大器 Proteus仿真电路
什么是电压放大器如何设计一个简单的放大电路
什么是电压放大器如何设计一个简单的放大电路电压放大器是一种电子设备,可将输入电压信号放大到更高的电压级别。
在电子电路中,电压放大器是非常重要的组件之一,广泛应用于各种电子设备中。
设计一个简单的放大电路需要考虑电路的稳定性、增益、输入输出阻抗等因素。
为了设计一个简单的电压放大器,我们可以采用共射放大器作为基本电路结构。
共射放大器是最常见的放大电路之一,具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
在设计放大器之前,我们首先需要了解待放大的电压信号的特点和要求。
例如,我们需要知道输入信号的幅值范围、频率范围以及所需的输出幅度。
这些信息将有助于我们选择适当的放大器参数和元件值。
接下来,我们可以按照以下步骤设计一个简单的放大电路:选择晶体管:在共射放大器中,NPN型晶体管是常用的选择。
我们可以选择一个合适的晶体管,例如2N3904或BC547。
确定直流工作点:为了保证电路的稳定性,我们需要给晶体管提供适当的偏置电压。
通过选择合适的电阻和电源电压,我们可以确定晶体管的直流工作点。
确定输入偏置电阻和输出负载电阻:输入偏置电阻用于匹配输入信号源的输出阻抗,从而实现最大功率传输。
输出负载电阻将决定放大电路的输出特性。
计算集电极电阻:集电极电阻决定放大器的电流增益。
根据放大器的放大倍数要求,我们可以选择合适的集电极电阻值。
计算耦合电容:耦合电容用于将输入信号耦合到放大电路中。
根据输入信号的频率范围,我们可以选择适当的耦合电容值。
设计输出电容:输出电容用于将放大后的信号从放大器中耦合到负载中。
我们可以根据负载的特性选择合适的输出电容值。
根据上述步骤,我们可以设计一个简单的电压放大器电路。
请注意,在实际设计过程中,还需要考虑电压稳定性、温度变化等因素,并进行各种电路参数的计算和调整。
总结起来,电压放大器是一种重要的电子设备,能够将输入电压信号放大到更高的电压级别。
设计一个简单的放大电路需要考虑电路的稳定性、增益、输入输出阻抗等因素。
电压放大器实验报告
电压放大器实验报告
《电压放大器实验报告》
实验目的:
本实验旨在通过搭建电压放大器电路,掌握电压放大器的基本原理和特性,以及了解电压放大器在电子电路中的应用。
实验器材:
1. 电压放大器实验板
2. 直流电源
3. 示波器
4. 信号发生器
5. 电压表
6. 电阻、电容等元器件
实验原理:
电压放大器是一种电子放大器,其主要功能是将输入信号的电压放大到更高的电压。
电压放大器通常由晶体管或场效应管等元件组成,通过这些元件的放大作用,实现对输入信号的放大。
在电子电路中,电压放大器常用于音频放大、信号处理等领域。
实验步骤:
1. 按照实验指导书上的电路图搭建电压放大器电路。
2. 将直流电源接通,调节电压至指定值。
3. 将信号发生器连接至输入端,调节信号频率和幅度。
4. 通过示波器观察输出信号的波形和幅度。
5. 测量输入信号和输出信号的电压值。
6. 记录实验数据并进行分析。
实验结果:
通过实验,我们成功搭建了电压放大器电路,并观察到了输入信号经过放大后的输出信号。
通过测量和分析实验数据,我们得出了输入信号和输出信号的电压增益,以及电压放大器的频率响应特性。
实验结果表明,电压放大器在一定频率范围内能够有效放大输入信号,并且具有较高的增益。
实验结论:
本实验通过搭建电压放大器电路,深入理解了电压放大器的工作原理和特性。
同时,我们也了解到了电压放大器在电子电路中的重要应用,比如音频放大、信号处理等领域。
通过本次实验,我们对电子电路的理论知识有了更加深入的理解,为今后的学习和研究打下了坚实的基础。
电压放大器介绍及应用
外观展示:
液晶屏显示 增益调节按钮
电源开关 Rin 输入电阻 输出接线端
Rout 输出电阻 Save 一键保存
Output 输出开关
背面外观:
电源插座
散热风扇
1/100Monitor检测口
电压放大器的常见的应用有:
压电材料的驱动,磁性材料的B-H测试,稳定磁场的生成,显示器件的驱动, 超声波电机的驱动,三项电机驱动,除此之外,功放在新型的半导体材料,薄 膜材料,聚合物材料,生物器件的研制方面也有广泛的应用。
ATA2021
ATA2021
(1)幅频特性(最大输出电压 Vp-p)
(2)小信号幅频特性
1.4 电压放大器应用场所都有哪些?
电子实验测试
MEMS测试
压电陶瓷驱动
LOREM IPSUM DOLOR
电磁场驱动 超声波测试
压电陶瓷简介: 压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料。压电陶瓷除具有压电性外,还具有介电性、 弹性等, 已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷利用其材料在机械应力的作 用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端出现符号相反的束缚电荷即压电效应。压 电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压 发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。 光学系统和精密跟踪瞄准系统应用: 在自适应光学系统和精密跟踪瞄准系统中,作为波前校正和快速精密跟踪的关键元件——变形反射镜(DM ) 和高速倾斜反射镜(TM ) 与传统的跟瞄系统构成多环复合控制系统,使其系统跟踪精度大大提高(达1μrad) , 系统跟踪带宽从几Hz到数十Hz。 目前的变形镜和倾斜镜的驱动器是利用压电陶瓷(PZT ) 材料的逆压电效应以特殊工艺研制而成的。要使驱 动器产生需要的位移量,必需在PZT 的正负两极施加高达1500Vpp 的控制电压。而控制电压的变化频率达数百 Hz,这就需要与之相适应的高压驱动放大器。系统中要求的跟踪范围越大、跟踪精度和速度越高,越要求高 压放大器在大电容负载情况下,输出电压要高,带宽要宽,噪声、纹波和漂移要小。在设计高压放大器时, 同时满足这些要求是相当困难的。 ATA-2160高压放大器可以满足应用要求,输出电压高达1600Vpp,输出电流达40mA,带宽(-3dB)更是 达到DC-150KHz。在目前的自适应光学和跟瞄系统试验中完全能够满足要求。其电压、带宽和输出电流为自适 应光学和跟瞄系统的发展提供技术保障。 ATA-2000系列高压放大器,可以输出理想的单端及差分信号,为压电陶瓷领域的研究提供了快捷的工具。 同时该系列功率放大器,为了更好的为MEMS测试客户应用,提供了完善的阻抗匹配网络,方便用户选择对 应匹配阻抗。ATA-2000系列高压放大器的增益数控可调,通过0.1的步进对于信号进行精准放大,方便用户调 试。同时具有100:1的信号监控口,方便用户实时观测输出波形的变化。采用液晶显示,操作简单易懂。
多级电压放大电路
实验项目:多级电压放大器的仿真研究一、实验目的1.进一步掌握多级放大器性能指标的分析方法。
2.掌握多级放大电路的调试及有关计算。
3.学习用Multisim软件研究放大电路的一般步骤。
二、实验仪器与设备三、实验原理与参考电路两级阻容耦合放大电路如图1所示:多级放大电路由u i 端输入信号,通过Q 1、Q 2两级放大后,从u o 端输出信号。
Q 1、Q 2构成二级基本电压放大器,晶体管工作状态通过R W1、R W2调整。
设计电路时,需要通过测量Q 1、Q 2的各极电位和Ic 电流来确定Q 1、Q 2工作在放大状态。
图1 两级阻容耦合放大电路1.直流工作点分析直流工作点分析用于确定电路的直流工作点,晶体管是否处于放大状态。
在multisim10工作界面中选择“simulate / Analysi / DC Operating Point”,设置分析类型为直流分析,放大器的直流工作点分析如图2所示。
通过晶体管各极电压值的测量确定Q1、Q2工作状态。
图2 电路各节点电压2. 动态分析(1)电压增益放大倍数的测量可以用虚拟数字示波器的A通道接输入信号电压与B通道接放大器的输出信号电压比表示,显示波形如图3所示。
图3 输入/输出波形(2)频率特性在实际电路中,通常要求放大器能够放大一定频率范围的信号。
我们把放大器的放大倍数和工作信号频率有关的特性称为幅频特性,其曲线则称为幅频频率特性曲线。
当放大倍数下降到中频的0.707倍时,低频区所对应的频点称为下限频率,用f L 表示,高频区所对应的频点称为上限频率,用f H 表示, f BW =f H -f L ,称为放大器的通频带,放大器输出信号的相移与频率的关系称为相频特性。
连接波特图仪,打开波特图仪面板,设置幅频特性参数即可测试幅频特性曲线,如4图所示。
图4 幅频特性测量(3)参数扫描分析研究耦合电容C 3参数的改变,对放大器频率特性的影响。
选择Analysis/Parameter Sweep 选项,打开参数扫描设置对话框,选择C 3输出耦合电容,从0.1uF 到100uF 按“Decade”扫描,Output node 节点选“11”,得到如图5所示的频率特性图,最下面选中的为C 3=0.1uF 曲线,其低频特性较差,最上面的为C 3=100uF 曲线,低频特性最好,但与C 3=10uF 的低频特性差别不大,所以一般耦合电容选择10uF 。
1.单管电压放大电路
2. 实验原理与实验电路
2.1. 放大电路的直流工作点的确定: 放大电路的直流工作点的确定 的确定: ∵Ub=Rb2/(Rb1+Rw+Rb2) Ub=Rb2/(Rb1+Rw+Rb2 Ic=Ie=(Ub-Ube)/Re=1mA; Uce=Ucc/2 ∴取:Ic=Ie=(Ub-Ube)/Re=1mA;或Uce=Ucห้องสมุดไป่ตู้/2=6V 调整的方法 调节上偏置电阻Rbw. 的方法: 调整的方法:调节上偏置电阻Rbw. 2.2. 动态参数的测量: 动态参数的测量 测量: 电压放大倍数 Au= 放大倍数: 测量式 Au=uo/ui ①电压放大倍数:Au=-ß*Rc//RL/rbe 测量式:Au uo/ui ②输入电阻:Ri=Rb//rbe 输入电阻:Ri=Rb//rbe 测量式 Ri=Rui/(us测量式:Ri=Rui/(us-ui) 输出电阻:Ro=Rc 测量式 Ro= ③输出电阻:Ro=Rc 测量式: Ro=RL[(uo/uoL)-1]
实验一.单管电压放大器 实验一.单管电压放大器 1. 实验目的
1.1.学习调试、测试单管电压放大器的静态工作点。 学习调试、测试单管电压放大器的静态工作点。 1.2. 掌握单管 放大器的电压 放大倍数 Au、 输出电阻 Ro和输 掌握单管放大器的电压放大倍数 放大倍数Au 输出电阻Ro和 入电阻Ri的测试方法。 入电阻Ri的测试方法。 1.3.学习检查三极管和排除放大电路故障的方法。 学习检查三极管和排除放大电路故障的方法。
①测量三极管两个PN结正向电压应 测量三极管两个 结 三极管两个PN 几百毫伏.(0.5-0.8V为硅管 为硅管) 为几百毫伏.(0.5-0.8V为硅管) 确定基极 两次测量为几百毫伏时, 基极: ②确定基极:两次测量为几百毫伏时, 同一表笔的管脚是基极( 接同一表笔的管脚是基极(b)。 确定三极管的结构类型 三极管的结构类型: ③确定三极管的结构类型: 基极是红表笔的是 的是NPN型 接基极是红表笔的是NPN型管; 基极是黑表笔则是 则是PNP型管 型管。 接基极是黑表笔则是PNP型管。 判断e 比较2 ④判断e极与c极:比较2个几百毫伏 结是集电结 读数,电压稍小的PN结是集电结, 读数,电压稍小的PN结是集电结, 对应的集电极 集电极C 对应的集电极C。
什么是电压放大器如何设计一个合适的放大电路
什么是电压放大器如何设计一个合适的放大电路什么是电压放大器?如何设计一个合适的放大电路电压放大器是一种电路设计,用于放大输入信号的电压。
它通常用于放大传感器信号、音频信号或其他需要增加电压幅度的应用中。
设计一个合适的放大电路需要考虑多个因素,包括放大倍数、频率响应、噪声等。
一、电压放大器的基本原理电压放大器的基本原理是使用放大器设备将输入信号的电压增加到所需的输出电压。
其中,放大器设备可以是晶体管、运算放大器或其他适用于特定应用的放大器器件。
放大器设备工作时,通常会将输入信号接入放大器的输入端。
根据具体应用,输入信号可以是模拟信号或数字信号。
放大器将输入信号经过放大处理后,输出给负载电阻或其他电路。
输出信号的幅度相对于输入信号的幅度增大了一定倍数,这就是电压放大器所实现的功能。
二、电压放大器的设计要点1. 放大倍数选择:根据实际需求,确定所需的放大倍数。
放大倍数的选择应考虑输入信号幅度与输出信号幅度之间的关系,以及所需的信号动态范围。
2. 频率响应:确定电压放大器所需的频率响应范围。
不同应用对于频率响应的要求各不相同,因此需要根据具体应用来选择合适的放大器型号或调整放大器电路参数。
3. 噪声控制:在电压放大器设计过程中,要注意控制噪声。
噪声可以分为内部噪声和外部噪声。
内部噪声是由放大器自身产生的,通常与放大器器件和电路结构有关。
外部噪声则来自于环境以及放大器与其他电路之间的相互干扰。
通过选择合适的放大器器件和电路设计,可以有效控制噪声水平。
4. 稳定性考虑:在电压放大器设计中,稳定性是一个重要的指标。
放大器在电压放大过程中应保持稳定,不受温度、供电电压等因素的影响。
稳定性可以通过合理的电路设计、电源滤波和反馈控制等方法来改善。
三、电压放大器的设计步骤1. 确定需要放大的信号类型和幅度,以及所需的放大倍数。
2. 根据放大倍数要求选择合适的放大器器件或电路结构。
3. 设计输入电阻和输出电阻,保证电路的输入输出匹配。
电压放大电路设计
电压放大电路设计
电压放大电路是在电子技术中重要的部分,也是绝大多数电子系统的关键构成单元,
应用范围广泛。
电压放大电路不仅用于传导和处理信号,而且还用于改变信号的幅度和相
位特性,并且可以将数据信号转换成具有指定大小和频率的电信号。
为了满足不同应用,
电压放大电路的设计应该尽可能充分考虑目标功能。
电压放大电路的设计首先要考虑的是输入输出电压的比率,即放大倍数。
放大倍数是
指放大后信号的幅度除以未放大信号的幅度,放大倍数是由放大电路内部电路参数决定的,有时称为增益。
放大电路要选择合适的操作放大器,以便满足要求的增益,并且在信号传输损失不大
的前提下满足客户的表现要求。
现代功率放大器普遍采用低成本、低噪声、低电流、高传
导性晶体管,其特性和参数要比传统的电容电阻放大器要好得多。
在设计放大电路时,要
考虑到放大器的损耗、谐振频率、负载阻抗、调节因素等,并且要按照参数要求选择输入、输出的外部电子元件,从而获得精确的电压放大效果。
此外,要设计一个合格的电压放大电路,还需要对不同信号源信号格式进行优化,以
便实现耦合变压放大器、不相关放大器、线性放大器、低噪声放大器、高通滤波器和低通
滤波器等等。
总之,成功设计电压放大电路,需要从输入输出信号、放大器性能参数以及元件对工
作电源等方面进行全面研究,合理设定各个组成部分的工作电流、输入输出阻抗、放大倍
数等,以最大限度地满足应用需要。
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面
各 向 同 性
3、压电陶瓷的特点: 较之石英晶体有很高的灵敏度;
稳定性和机械强度不如石英晶体。 四、压电元件的联接及结构形式 1、联接 串联:q` = q, u` = 2u, c` = c/2
宜电压输出,C小,测快速信号;
并联:q` = 2q, u` = u, c` = 2c
宜电荷输出,C大,测慢速信号。
二、电压放大器(阻抗变换器) R=Ra Ri /(Ra + Ri ), C = Cc + Ci f = Fm sinωt, q = d f , Ua = q/Ca = d f / Ca
U
.
i
df (1 / jc) // R jR df Ca (1 / jc) (1 / jc) // R 1 jR(Ca C )
极化面 机械能
正压电效应 压电介质 逆压电效应 电能
2、计算 dmn m—产生电荷的面的轴向 n—施加作用力的轴向 1)压电晶体切片在X方向受压缩力σx作用, 产生厚度变形: 极化强度Px = d11 σx = d11 Fx/lb = qx / lb 则: qx = d11 Fx 与尺寸无关。 2)沿y方向施加力Fy ,产生长度变形: 极化强度Py = d12 σy = d11 Fy/hb = qx / lb 则: qx = d12 Fy lb/ hb = d12 Fy l/ h 与尺寸相关 Sx = lb Sy = hb 由于:d11 = -d12 (各向异性) 则: qx = -d11 Fy l/ h
11-1 压电传感器的工作原理
一、压电效应 1、正压电效应: 沿某些电介质的一定方向施加力而使之 变形时,内部产生极化现象,两个表面产生 符号相反的电荷,去掉外力后复原。 2、逆压电效应: 在介质的极化方向施加(交变)电场, 它会产生机械变形,取掉外加电场后变形消 失。
令 R(Ca Ci Cc )
则
U im dF mR 1 (0 / ) 2
0 1 /
dF m Ca Ci Cc
内漏 电缆
输入
特点: 当ω=0时, Uim =0,电荷通过Ra、 Ri泄漏掉 ,故不能测静态力,低频特性差; 当ω /ω0>3时, Uim 随频率变化不大, 当ω /ω0>>3时, Uim 与频率变化无关,故 高频特性好; U0与 Cc相关,不好。 线路简单,线性度及稳定度好。 三、电荷放大器 设: Ai →∞ , C = Cc + Ci + Ca Ri →∞, Ra →∞, Zi →∞
2、加预应力:保证在作用力变化时,压电 片始终受力。 3、压电陶瓷的时间常数随使用时间的增长而 变小,需每半年校正一次,石英晶体稳定
11-2 压电传感器的等效电路
压电传感器既是一个电荷发生器,又是 一个电容器。因此可有两种等效电路: 1、电荷源:内部的电荷发生器对C充电; 2、电压源:产生的电荷形成电压源,对外供 电时需通过对等效电容充放电进 行。
3、压电效应是可逆的。 以压电效应为基础制作的传感器,又 称为发电式传感器、双向传感器、有源传 感器。 二、石英晶体的压电特性 1、结构:单晶体,六角形晶柱 Z轴:3,纵向轴,光轴,无压电效应; X轴:1,经过正六面体棱线,垂直于光轴 电轴(纵向压电效应) Y轴:2,垂直于X、Z轴,机械轴(横向压 电效应)
故:
q U0 Cf Ui q Cf A
C = Cc + Ci + Ca
特点: U0只与 Cf 及q相关,与Cc变化不无关,应 用广泛。 低频截止频率比电压放大器降低A倍,可 测0.3HZ。但对的精度、温度和时间稳定性要 求高。 价格高,线路复杂,调整困难。
3)沿Z轴方向施加力,无变形,无极化。 4)无体积变形,无极化。 3、分析 偶极距: p = ql ; 矢量方向:从负指向正 无压力时: p = p1 + p2 + p3 = 0 正负电荷中心重合 施加Fy : Py = (p1 + p2 + p3 ) < 0 , Px = 0, Pz = 0 上负下正 施加Fx : Px = (p1 + p2 + p3 ) > 0 , Py = 0, Pz = 0 上正下负
Ui =[q-( Ui –U0 )Cf ]/C =[q-( 1 –A )Ui Cf ]/C , q-( 1 –A ) Ui Cf = C Ui, q=[C +( 1 –A ) Cf ] Ui Ui = q/[C +( 1 –A ) Cf ] = q/[C – ( A – 1 ) Cf ] U0 = – qA/[Cc + Ci + Ca – ( A – 1 ) Cf ]= – UiA 由于:A >> 1, Cf A >> C
Ua = q/Ca
q = Ua Ca
内漏 电缆
输入 内漏 电缆
输入
11-3 测量电路
一、测量特点: 1、对象:力及力的派生物理量(压力、位移、 加速度等)。 2、动态测量:压电材料上产生的电荷只有在无 泄露的情况下才能长期保存。故它不宜做静态 测量,只能施加交变力,电荷才能得到不断的 补充,才能供给回路一定的电流,故只宜做动 态测量。 3、高阻前置放大器:减少晶片的漏电流以减少 测量误差。
三、压电陶瓷(人造多晶体) 1、极化: 在100~170 0C和外电场( 1~4kv/mm)的作用 下,电畴的极化方向趋于按外电场排列,从而使 材料得到极化。极化后,其内部存在很强的剩余 极化,当其受到外力作用时,电畴的界限发生移 动,因此引起极化强度的变化,产生了压电效应
2、计算:
q = d33F =- d32F Sx/ Sy =- d31F Sx/ Sy 平
施加 Fz : P = 0
施加 Fx, Fy, Fz : P = 0 结论: qx只与Fx , Fy的大小和方向有关,但 剪切力、扭力会引起形变。 各向异性
4、石英晶体(天然晶体SiO2 )的特点 稳定,在居里点(575 0C)内其压电系数 ( d11 =2.31×10-12 C/N )不随温度而变; 很大的机械强度和稳定的机械性质; 但压电系数比其它材料要低得多。