放大器的种类及作用
信号放大器
信号放大器引言信号放大器是一种电子器件,可以将弱信号增强到足够的强度,以便在电路中进行进一步处理和使用。
在现代电子设备中,信号放大器广泛应用于通信系统、音频设备、无线电设备等领域。
本文将详细介绍信号放大器的原理、种类和应用。
一、信号放大器的原理信号放大器的基本原理是通过电子器件(如晶体管、真空管等)将输入信号增强并输出。
其工作原理可以通过以下几个步骤进行解释:1. 输入信号接收:信号放大器的输入端接收外部传输的弱信号。
这些信号可以是音频信号、射频信号、微弱的电压信号等。
2. 信号放大:输入信号经过放大器内部的放大电路进行增益,使其电压或电流的幅值得到放大。
3. 输出信号产生:放大后的信号通过输出端口传递到其他电路或设备中,以供进一步处理或使用。
在信号放大器的工作过程中,必须确保信号的质量不会被破坏。
因此,放大器的设计需要考虑一些因素,如频率响应、功率处理能力、噪声水平等。
二、信号放大器的种类根据信号的类型和应用领域,信号放大器可以分为不同的种类。
下面是几种常见的信号放大器:1. 低噪声放大器(LNA):LNA主要用于无线通信系统,能够提高接收机的灵敏度。
它能够在接收机前端增加信号的强度,同时尽量避免引入噪声。
2. 差分放大器:差分放大器用于增强音频信号和广播信号,以提高音响设备和收音机的音质和接收效果。
它通过两个输入端口接收差分信号,并将其放大到输出端口。
3. 射频放大器:射频放大器用于无线电通信系统,能够放大高频信号。
它经常用于无线电台、卫星通信和移动通信系统中,以提高通信距离和保持信号质量。
4. 高电压放大器:高电压放大器广泛应用于计算机显示器、激光设备等需要高电压信号驱动的设备中。
它能够将低电压信号转换为高电压信号,以供这些设备的正常运行。
5. 输出级放大器:输出级放大器主要用于音频设备和功放等领域。
它负责将前级放大器输出的信号进行进一步的放大,并提供足够的功率驱动扬声器或其他负载。
三、信号放大器的应用由于信号放大器的广泛应用性,它可以在许多领域中发挥关键作用。
放大器的种类及作用
放大器的作用:1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。
用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不十扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路, 故乂称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此乂称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角约等于180。
;丙类放大器电流的流通角则小于180。
乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。
2、画图的时候,放大或缩小图形的用具。
也叫放大尺。
原理:利用光的折射一、集成运算放大器的分类介绍下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。
1.通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。
通用型集成运算放大器乂分为I型、型和型,其中I型届低增益运算放大器,皿型届中增益运算放大器,用型为高增益运算放大器。
I型和n型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2m"右,开环增益一般大于80dR2.高精度集成运算放大器高精度集成运算放大器是指那些失调电压小,温度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。
射频功率放大器
射频功率放大器射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。
在发射机的前级电路中,调制振荡电路所产生的射频信号功率很小,需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级,获得足够的射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。
为了获得足够大的射频输出功率,必须采用射频功率放大器。
目录一、什么是射频功率放大器二、射频功率放大器技术指标三、射频功率放大器功能介绍四、射频功率放大器的工作原理五、射频放大器的芯片六、射频功率放大器的技术参数七、射频放大器的功率参数八、射频功率放大器组成结构九、射频功率放大器的种类正文一、什么是射频功率放大器射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外,输出中的谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中,射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW,大至数kW,但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出,末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,是研究射频功率放大器的关键。
而对功率晶体管的要求,主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。
为了实现有效的能量传输,天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。
二、射频功率放大器技术指标1、工作频率范围一般来讲,是指放大器的线性工作频率范围。
如果频率从DC开始,则认为放大器是直流放大器。
2、增益工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。
增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度,是指在一定温度下,整个工作频带范围内放大器增益的变化范围,也是放大器的一个主要指标。
3、输出功率和1dB压缩点(P1dB)当输入功率超过一定量值后,晶体管的增益开始下降,最终结果是输出功率达到饱和。
功率放大器基本构成应用及种类划分
功率放大器的定义:功率放大器(英文名称:power amplifier),简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。
功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
功率放大器主要种类:传统的数字语音回放系统包含两个主要过程:1、数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现;2、利用模拟功率放大器进行模拟信号放大,如A类、B类和AB类放大器。
从1980年代早期,许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器,这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换,这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。
A类放大器:A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。
放大器可单管工作,也可以推挽工作。
由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小。
电路简单,调试方便。
但效率较低,晶体管功耗大,效率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真。
因此效率比较低。
B类放大器:B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率。
在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波,所以必须用两管推挽工作。
其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是“交越失真”较大。
即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时,Q1、Q2都无法导通而引起的。
所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。
AB类放大器:AB类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。
可以避免交越失真。
交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。
有效率较高,晶体管功耗较小的特点。
C类放大器:C类放大器主要特点是:晶体管仅在输入信号每个周期的很短时间内工作。
有线电视(catv)分支器、分配器、放大器区别及应用
特点
具有高可靠性、低损耗、 易于维护等特点,能够实 现多路光信号的分配和传 输。
光缆
定义
光缆是CATV系统中用于传输光信号的介质。
工作原理
光缆由多根光纤组成,每根光纤都可以传输光信号。通过光纤传输 可以实现长抗电磁干扰等特点,是CATV系统 中重要的传输介质。
同轴电缆
定义
同轴电缆是CATV系统中用于传输射频信号的介质。
工作原理
同轴电缆由内导体、绝缘层和外导体组成,内导体传输信号,外导 体起到屏蔽作用。通过同轴电缆传输可以实现高质量的射频信号传 输。
特点
具有抗电磁干扰能力强、传输距离远、信号损失小等特点,是CATV 系统中重要的传输介质。
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工作原理
02
光接收机接收到光纤传输的光信号后,将其转换为电信号,再
经过解调和解码还原为原始信号。
特点
03
具有高灵敏度、低噪声、宽带宽等特点,能够实现远距离传输。
光分路器
定义
光分路器是CATV系统中用 于将光信号分路传输的设 备。
工作原理
光分路器将输入的光信号 分成若干路输出,每路输 出信号的强度相等或不等。
定义
有线电视(CATV)分支器是一种用于将CATV信号分配给多个输出 端口的设备。
功能
分支器的主要功能是将CATV信号从主信号源分配到多个分支线路 ,以便将信号传输给多个用户。
分支器的种类与特点
定向分支器
定向分支器具有一个主输入端口和多个定向输出端口,每个输出端口都对应一个特定的输 出信号。它具有较高的信号传输质量和定向性,适用于信号传输要求较高的场合。
感谢聆听
功率分配器
功率分配器是一种将CATV信号等分或不等分分配给多个输出端口的设备。它具有多个输 入和输出端口,可以将信号平均分配给多个用户,适用于多用户共享同一信号源的场合。
功率放大器的分类及其参数
功率放大器的分类及其参数功率放大器(简称:功放)(Power Amplifier)功率放大器,顾名思义,是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号,如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路,放大成足以推动功率放大器信号幅度,最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备,它最大的功用,是当成输出级(Output Stage)使用。
从另一个角度来看,它是在做大信号的电流放大,以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大,很多场合都会用到它,如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类:1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
运算放大器
电压跟随器
定义:
电压跟随器,就是输出电压与输入电压是相 同的,电压跟随器的电压放大倍数接近1。
特点:
输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输 入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻 抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。 。
作用:在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及 隔离级。因为,电压放大器的输出阻抗一般比 较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的 输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分 损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需 要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下 的作用。
回差比较器电路:若电路加上正反馈则电 路具有回差特性,也成为施密特触发器。
施密特触发器的应用:
7.共模输入电压范围(VICM):这表示运算放大器 两输入端与地之间能加的共模电压的范围。 8.共模信号抑制比(CMRR):运算放大器两输入 端与地之间加相同信号时,输入、输出间增益称 为共模电压增益AVC。则CMRR可定义为: CMRR=AV/AVC。此值越大越好,但是会随着信号 的频率升高而下降。 9.电源电压抑制比(SVRR):若电源变化△VS时等 效输入换算电压为△VIN,则SVRR定义为: SVRR= △VS/△VIN。此值越大越好,较小时输出 中出现电源噪声。
反馈:指在电子管或晶体管电路中,把 输出电路中的一部分能量送回输入电路中, 以增强或减弱输入讯号的效应。 理想运放的放大倍数为无穷大,实际运 放的放大倍数也很大,利用负反馈可以控 制放大器的放大倍数,提高增益精度,避 免放大被数过大造成失真。 同时引入负反馈还可以降低噪声、失真、 输出阻抗,增大输入阻抗。
运算放大器
运算放大器的分类、规格、型号、 用途、封装
李彬 与2010年5月
运算放大器的分类
楼顶信号放大器种类及用途
楼顶信号放大器种类及用途楼顶信号放大器是一种用于增强无线信号的设备,常用于提高手机信号接收能力以解决室内信号覆盖不佳的问题。
楼顶信号放大器的种类和用途有以下几种:1. 室内信号放大器室内信号放大器是最常见的一种楼顶信号放大器,适用于提升室内的手机信号接收能力。
在高楼、地下室、办公室等特殊环境中,由于建筑物遮挡和信号衰减等因素,手机接收信号会受到很大影响,导致通话质量差、无法连接互联网等问题。
室内信号放大器通过接收外部信号并放大之后再发射出去,可以有效地提高室内信号的覆盖范围和信号强度。
2. 室外信号放大器室外信号放大器适用于需要提高室外信号覆盖范围的场景,例如乡村、山区、边远地区等。
在这些地方,由于基站距离远、信号传输受到地形和环境限制等因素,导致手机信号质量差,甚至无法连接。
室外信号放大器可以安装在楼顶或者高架设备上,接收外部信号并放大之后再发射出去,以扩大信号覆盖范围,提高信号强度,解决室外通信困难的问题。
3. 移动车载信号放大器移动车载信号放大器是一种专门为车辆设计的信号放大器,适用于车内手机信号接收不佳的情况。
在行驶过程中,由于车辆遮挡和距离基站远等原因,手机信号会受到干扰和衰减,导致通话质量差,无法连接互联网等问题。
移动车载信号放大器可以接收外部信号并放大之后再发射出去,以提高车内手机信号的接收强度和稳定性,使乘车人员能够实现良好的通信体验。
4. 天线信号放大器天线信号放大器主要是用于增强天线的信号接收能力。
在一些远距离通信中,由于信号传输受到了地形、距离和障碍物等因素的限制,导致接收到的信号较弱,无法满足通信需求。
天线信号放大器可以将手机信号放大,并通过连线将信号传输给天线,以提高天线接收信号的灵敏度和效果。
综上所述,楼顶信号放大器主要有室内信号放大器、室外信号放大器、移动车载信号放大器和天线信号放大器这几种种类。
不同种类的信号放大器适用于不同的场景和需求,能够解决手机信号覆盖不佳、通话质量差等问题,提高通信质量和用户体验。
运算放大器简介
运算放大器简介运算放大器是运用得非常广泛的一种线性集成电路。
而且种类繁多,在运用方面不但可对微弱信号进行放大,还可做为反相、电压跟随器,可对电信号做加减法运算,所以被称为运算放大器。
不但其他地方应用广泛,在音响方面也使用得最多。
例如前级放大、缓冲,耳机放大器除了有部分使用分立元件,电子管外,绝大部分使用的还是集成运算放大器。
而有时候还会用到稳压电路上,制作高精度的稳压滤波电路。
各种运放由于其内部结构的不同,产生的失真成分也不同,所以音色特点也有一定的区别。
本来我们追求的是高保真,运放应该是失真最低,能真实还原音乐,没有个性的最好。
但是由于要配合其他音响部件如数码音源、后级功放管等如果偏干、偏冷则可搭配音色细腻温暖型的运放,而太过阴柔、偏软的则可搭配音色较冷艳、亮丽的运放,做到与整机配合,取长补短的最佳效果。
所以说并不是选择越贵的运放得到的效果就一定越好,搭配很重要,达到听感上最好才算达到目的。
如果是应用在低电压的模拟滤波电路中,还要选择对低电压工作性能良好的运放种类。
市面上的运放种类不下五六百种,GBW带宽在5M以上的也有三百多种,最高的已达300MHZ,转换速率在5V/us以上的也不下几百种,最高达3000V/us。
以上介绍的几种被音响发烧友们炒得火热的,其实还有大量未被大家熟知的上乘佳品可供选择,大家不必局限于以上几种。
一种运放型号的封装也可分为金封、陶封和塑封,一般来说金封、陶封的质量较好,塑封的品质稍差。
利益的驱使,什么都有假货,运放也不例外,市面上的假货不少,如果想便宜捡好货,那就要慧眼识珠了,不太在行的在购买时就要注意,宁可多花一块几毛,也要到信誉较好的商家去买。
低档运放JRC4558。
这种运放是低档机器使用得最多的。
现在被认为超级烂,因为它的声音过于明亮,毛刺感强,所以比起其他的音响用运放来说是最差劲的一种。
不过它在我国暂时应用得还是比较多的,很多的四、五百元的功放还是选择使用它,因为考虑到成本问题和实际能出的效果,没必要选择质量超过5532以上的运放。
放大器的种类和工作原理
放大器的种类和工作原理
放大器是一种用于增强电信号强度的电子设备。
它的主要作用是将电子信号放大,以便可以在更远的距离或更少的噪声情况下传输。
放大器广泛应用于各种领域,包括无线电,音频放大,视频放大,雷达和通信等。
放大器有许多不同的种类,包括晶体管放大器,场效应管放大器,双极性晶体管放大器,功率放大器,运算放大器和差分放大器等。
这些放大器的工作原理也有所不同。
下面是一些常见的放大器及其工作原理:
1. 晶体管放大器:晶体管放大器是最常见的放大器之一,它的工作原理是利用三个区域的不同掺杂程度来控制电流的流动。
基极接收输入信号,发射极输出放大后的信号,而集电极则用于控制电流的流动。
2. 堆叠场效应管放大器:堆叠场效应管放大器是一种高增益放大器,它的工作原理是利用多个场效应管的垂直堆叠来增加增益和带宽。
3. 双极性晶体管放大器:双极性晶体管放大器是一种使用双极晶体管的放大器,它的工作原理是利用基极电流来控制输出电流。
4. 功率放大器:功率放大器是一种专门设计用于放大高功率信号的放大器。
它的工作原理是利用大功率晶体管或管子推动输出电流。
5. 运算放大器:运算放大器是一种高增益放大器,它的工作原理是通过对输入信号的差异进行放大和输出来进行运算。
6. 差分放大器:差分放大器是一种用于放大差分输入信号的放大器。
它的工作原理是将两个输入信号相减,并将其放大到输出端。
总的来说,放大器是一种非常重要的电子设备,它们可以帮助我们实现对电信号的高效控制和传输。
在选择放大器时,需要注意信号的频率,功率和噪声等参数,以便选择合适的放大器来满足特定的需求。
音频功率放大器设计
乙类
甲乙类
iC
●
●
Q
Q
Q
●
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第一节
01
第三节
02
第二节
03
集成功率放大器
04
概述
05
第四节
06
功率放大器设计
07
各类放大电路
08
第二章 音频功率放大器设计
2.2 互补对称电路
T1、T2:参数互补对称,称为互补对称电路。VI=0 时 VO=0。
T1和T2分别组成射极输出器
VI>0 时 T1 导通T2截至的等效电路 。
T1和T2分别组成射极输出器
VI<0 时 T1 截至T2导通的等效电路
2.2 互补对称电路
1.OCL电路
2. 2 .1双电源互补对称电路(OCL)
u
iC1
iC2
ωt
ωt
ωt
ωt
u
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电路组成
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io
iC1
iC2
T1
T2
E
+UCC
ui
uo
+
-
-UCC
静态功率如何
功率计算
1. 输出功率: Po = —— · —— = — Uom Iom
集成功率放大器
第二章 音频功率放大器设计
功率放大器设计
2.1概 述
例: 扩音系统
执行机构
功率放大器的作用: 用作放大电路的输出级,以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。
乙类:t=T/2,管子只导通半个周期,另半个周期截止。
甲乙类:T/2 t<T ,管子导通时间大于半个周期,截止时间小于半个周期。
前置放大器与功率放大器的性能解析
前置放大器与功率放大器的性能解析前置放大器与功率放大器的性能解析2011-05-31 11:34第一节前置放大器与功率放大器一、前置放大器1.前置放大器的功能与主要性能在歌舞厅、会堂以及家庭等场合,广泛使用的放大器分为音频放大器(亦称声频放大器)TAV放大器(视听放大器)两类。
音频放大器又分前置放大器和功率放大器两种,它们只接收、放大、处理音频信号;而AV 放大器可以接收、放大、处理音频和视频信号。
在音频放大器中,前置放大器(又称电压放大器、控制放大器)的作用是对它的输入各种音频节目源信号进行选择和放大,并调整输入信号的频响、幅度等,以美化音质。
功率放大器则是将前置放大器送来的信号进行无失真的单纯功率放大,以推动扬声器放音。
前置放大器和功率放大器可以独立装成两台机器,也可以组装在一台机器内。
组装在一起的称为综合功率放大器或综合放大器港台或市场上则称为合并式功放,而把分开做成两台机器的有时又称为前级和后级功放。
①对各种节目源信号(如激光唱机、电唱机、调谐器、录音机或传声器)进行选择与处理;②将微弱的输入信号放大到0.5-1V,以推动后续的功率放大器;③进行各种音质控制、以美化音色。
因此它的控制旋钮多、性能高,对改善整个音响系统的性能,提高音质、音色,以高保真的指标对音频信号进行切换、放大、处理并传递到功放级,具有极为重要的作用。
它的地位和重要性相当于调音台,因为它的输入接自各种节目源信号,它的输出传输给功放和扬声器放大器也可以说是整个音响系统的控制中心。
显然,在设计和选用音响系统设备时,采用前置放大器就不必再用调音台,或者反之,采用了调音台就不必选用前置放大器。
从结构、能以及功能来说,前置放大器要比调音台简单些。
2.前置放大器的主要性能前置放大器的主要性能指标有:失真度、信噪比、频率响应、转换速率(SR)、输入阻抗和动态范围等。
①失真度。
失真包括谐波失真和互调失真等,当然其值越小越好。
作为高保真前置放大的最低要求,其谐波失真应≤0.5%。
运算放大器原理及应用
集成运算放大器将电路的元器件和连线制作在同一硅片上,制成了集成电路。
随着集成电路制造工艺的日益完善,目前已能将数以千万计的元器件集成在一片面积只有几十平方毫米的硅片上。
按照集成度(每一片硅片中所含元器件数)的高低,将集成电路分为小规模集成电路(简称SSI) ,中规模集成电路(简称MSI), 大规模集成电路(简称LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。
运算放大器实质上是高增益的直接耦合放大电路,集成运算放大器是集成电路的一种,简称集成运放,它常用于各种模拟信号的运算,例如比例运算、微分运算、积分运算等,由于它的高性能、低价位,在模拟信号处理和发生电路中几乎完全取代了分立元件放大电路。
集成运放的应用是重点要掌握的内容,此外,本章也介绍集成运放的主要技术指标,性能特点与选择方法。
一、集成运算放大器简介1. 集成运放的结构与符号1. 结构集成运放一般由4部分组成,结构如图1所示。
图1 集成运放结构方框图其中:输入级常用双端输入的差动放大电路组成,一般要求输入电阻高,差摸放大倍数大,抑制共模信号的能力强,静态电流小,输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。
中间级是一个高放大倍数的放大器,常用多级共发射极放大电路组成,该级的放大倍数可达数千乃数万倍。
输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小的特点,常用互补对称输出电路。
偏置电路向各级提供静态工作点,一般采用电流源电路组成。
2. 特点:142○1 硅片上不能制作大容量电容,所以集成运放均采用直接耦合方式。
○2 运放中大量采用差动放大电路和恒流源电路,这些电路可以抑制漂移和稳定工作点。
○3 电路设计过程中注重电路的性能,而不在乎元件的多一个和少一个 ○4 用有源元件代替大阻值的电阻 ○5 常用符合复合晶体管代替单个晶体管,以使运放性能最好 3. 集成运放的符号从运放的结构可知,运放具有两个输入端v P 和v N 和一个输出端v O ,这两个输入端一个称为同相端,另一个称为反相端,这里同相和反相只是输入电压和输出电压之间的关系,若输入正电压从同相端输入,则输出端输出正的输出电压,若输入正电压从反相端输入,则输出端输出负的输出电压。
运算放大器
科技名词定义中文名称:运算放大器英文名称:operational amplifier定义:可以对电信号进行运算,一般具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。
应用学科:电力(一级学科);通论(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片运算放大器运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,大部分的运放是以单芯片的形式存在。
运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。
目录运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB)输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS)差模输入电阻(RIN)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS) 输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量运算放大器的发展历史运算放大器的工作原理运算放大器的类型通用型运算放大器高阻型运算放大器低温漂型运算放大器高速型运算放大器低功耗型运算放大器高压大功率型运算放大器可编程控制运算放大器运算放大器的主要参数共模输入电阻(RINCM)直流共模抑制(CMRDC)交流共模抑制(CMRAC)增益带宽积(GBW)输入偏置电流(IB)输入偏置电流温漂(TCIB) 输入失调电流(IOS)输入失调电流温漂(TCIOS) 差模输入电阻(RIN)输出阻抗(ZO)输出电压摆幅(VO)功耗(Pd)电源抑制比(PSRR)转换速率/压摆率(SR)电源电流(ICC、IDD)单位增益带宽(BW)输入失调电压(VOS)输入失调电压温漂(TCVOS)输入电容(CIN)输入电压范围(VIN)输入电压噪声密度(eN)输入电流噪声密度(iN)运算放大器的应用运算放大器的简易测量展开编辑本段运算放大器的发展历史第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成,这个放大器可以执行加与减的工作。
功放的种类和特点
功放的种类和特点功率放大器简称功放,它可以说是各类音响器材中最大的一个家族了。
其品牌、型号之多,实在举不胜举。
虽然都称为功放,但以其主要用途来说,功放可以分做两个主要类别,这就是专用功放与民用功放。
在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅、公共场所扩声,以及录音监听等处所使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求,这类功放通常称之为专用功放或是专业功放。
而用于家庭的Hi-Fi音乐欣赏,AV系统放音,以及卡拉OK娱乐的功放,通常我们称为民用功放或是家用功放。
专用功放与民用功放尽管在一些特性参数上有所差别,但也很难说有一条泾渭分明的界线,比如用于音乐录音监听的功放很可能就是一台可用于家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。
Hi-Fi功放与AV功放Hi-Fi功放与AV功放是目前家用功放中的两个主要类别。
这两类功放用于不同的用途,设计的侧重也不相同。
Hi-Fi功放用于欣赏音乐,使用者追求的是尽可能的“原汁原味”。
而AV功放的使用者追求的是与画面相配合的“现场”效果,甚至是夸张了的“现场”效果。
这两类功放不太好直接比较孰优孰劣,比如价位同为三千多元的Hi-Fi功放与AV功放,Hi-Fi功放的成本投入只在两个声道上,而AV功放的成本投入则要兼顾5—6个声道,还要具有一定的效果处理功能。
如果仅看其两个主声道的投入,肯定低于Hi-Fi功放两个声道的投入。
其放音效果的差异是显而易见的。
但是无论是Hi-Fi功放还是AV功放,都有高档精品型与超值普及型之分,比如天龙的AVC-A1型AV功放,当其用于音乐放音时,其音效不会比一台四、五千元的Hi-Fi功放逊色。
一般来说,很难能有一台可以对Hi-Fi、AV全兼容的AV功放,AV功放兼顾Hi-Fi音乐欣赏是有条件的,这一条件就是使用者欣赏音乐时的要求与标准,如果使用者仅是用来欣赏一些休闲音乐,或是只要求能够听到乐曲的旋律,AV功放是比较容易满足的,但是要是对音乐欣赏有较高的要求,一般的AV功放就难于满足了。
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放大器的作用:1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。
用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角约等于180o;丙类放大器电流的流通角则小于180o。
乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。
2、画图的时候,放大或缩小图形的用具。
也叫放大尺。
原理:利用光的折射一、集成运算放大器的分类介绍下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。
1.通用型集成运算放大器通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。
通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、型和型,其中Ⅰ型属低增益运算放大器,Ⅱ型属中增益运算放大器,Ⅲ型为高增益运算放大器。
Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2mV左右,开环增益一般大于80dB。
2.高精度集成运算放大器高精度集成运算放大器是指那些失调电压小,温度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。
这类运算放大器的噪声也比较小。
其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏,温度漂移小到几十微伏每摄氏度。
3.高速型集成运算放大器高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大,有的可达2~3kV/μS。
4.高输入阻抗集成运算放大器高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大,输入电流非常小。
这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。
5.低功耗集成运算放大器低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小,电源电压也很低,整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。
这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。
6.宽频带集成运算放大器宽频带集成运算放大器的频带很宽,其单位增益带宽可达千兆赫以上,往往用于宽频带放大电路中。
7.高压型集成运算放大器一般集成运算放大器的供电电压在15V以下,而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。
8.功率型集成运算放大器功率型集成运算放大器的输出级,可向负载提供比较大的功率输出。
二、光纤放大器介绍光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件;由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制,更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。
在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和光纤拉曼放大器(FRA)等,其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统(雷达多路数据复接、数据传输、制导等)等领域,作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。
光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。
目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种,根据其在光纤网络中的应用,光纤放大器主要有三种不同的用途:在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率;在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的灵敏度;在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗,延长传输距离。
三、运算放大器介绍运算放大器(常简称为“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
运算放大器最早被发明作为模拟信号的运算单元,是模拟电子计算机的基本组成部件,由真空电子管组成。
第一块集成运放电路是美国仙童(fairchild)公司发明的μA741,在60年代后期广泛流行。
直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输入端a,b和一个输出端o.也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从a端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化,甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨(rail-to-rail)输入运算放大器。
运放的输出电位通常只能在高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值之间变化。
经过特殊设计的运放可以允许输出电位在从负电源到正电源的整个区间变化。
这种运放成为轨到轨(rail-to-rail)输出运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比,在音频段有:输出电压=A0(E1-E2),其中,A0是运放的低频开环增益(如100dB,即100000倍),E1是同相端的输入信号电压,E2是反相端的输入信号电压。
应用运算放大器是用途广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。
四、功率放大器简介功率放大器简介是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。
功率放大器,简称“功放”。
很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
功率放大器种类目前市场上车用功率放大器的种类很多,分类方法也比较复杂。
最常见的是按照工作方式分为:A型、B型和AB型。
A型是指放大器每隔一定时间收集一次主机传输过来的音频信号,并将其放大后传输给扬声器,而这一过程中的“缓冲作用”保证了系统能够输出温和、平顺的声音信号,不足之处处在于消耗的能量较大。
B型功率放大器则是取消了前面所说的“缓冲作用”,放大器的工作一直处于适时状态,但是音质方面较前者就要差了一些。
AB型放大器,实际上是A型和B型的结合,每个器件的导通时间在50%-100%之间,可以称得上是当前比较理想的功率放大器。
功率放大器选购选择功率放大器的时候,首先要注意它的一些技术指标:1、输入阻抗:通常表示功率放大器的抗干扰能力的大小,一般会在5000-15000Ω,数值越大表示抗干扰能力越强;2、失真度:指输出信号同输入信号相比的失真程度,数值越小质量越好,一般在0.05%以下;3、信噪比:是指输出信号当中音乐信号和噪音信号之间的比例,数值越大代表声音越干净。
另外,在选购功率放大器的时候还要明确自己的购买意愿,如果您希望加装低音炮,最好购买5声道的功放,通常2声道和4声道扬声器只能推动前后扬声器,而低音炮只能再另配功放,5声道功放就可以解决这个问题,功率放大器的输出功率也要尽量大宇扬声器的额定功率。
功率放大器原理高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360o,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角约等于180o;丙类放大器电流的流通角则小于180o。
乙类和丙类都适用于大功率工作。
丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。