放大器的输出入阻抗
正确认识音响中的阻抗
消费者在选购前级、后级扩大器时,常会询问它的输入阻抗、输出阻抗及输出内阻是多少?功率和驱动能力有多强?胆机好还是晶体管机好?桥接又如何?选购扬声器时也想了解它的功率、效率、阻抗等等感觉似是而非的问题。
首先从阻抗谈起。
阻抗是音响是最常看到的字眼了,那么它到底是指什么呢?阻抗与电阻的概念不是完全一样的。
阻抗就是电阻加电抗,详细地说,就是电阻、电容抗、电感抗在向量上的总和。
在相现电压下,阻抗越高电流越小,阻抗越低电流越大。
一般音响器材常提到阻抗的地方有:扬声器的阻抗,前后级放大器的输入阻抗,前级的输出阻抗,(后级经常不称作输出阻抗,而称输出内阻),信号导线的传输阻抗等。
若说到器材内部电子线路及零件和各部分阻抗那就复杂了在此只介绍有关音响器材标称的阻抗具有什么实质意义。
1、扬声器的电阻抗现在先从扬声器的阻抗谈起。
目前,世界各国的扬声器厂家每天都在制造出千万只品种与性能各异的扬声器,以满足日益增长的Hi-Fi市场与AV市场的需要,但扬声器的标称阻抗却都遵循4Ω,8Ω,16Ω,32Ω这样一个国际化的标准系列。
这代表了什么呢?这代表了扬声器谐振频率的峰值fo至第2个共振峰fr之间呈现的最低阻抗值,如图1所示,实际上扬声器构成的输出线路是一个带电抗的电阻,只不过它的电阻随播放音乐的频率而变,这个动态的电阻就称为阻抗,它可不是一个常数值,而是随频率的不同而不同,甚至可能会起伏得很厉害,可能在某频率高到十几Ω或二十几Ω,也可能在某频率低到1Ω或以下。
当后级输出一固定电压给扬声器时,依照欧姆定律,4Ω的扬声器会比8Ω的扬声器多流过一倍的电流,因此如果你会计算功率的话,你就会明白为何一部8Ω输出100W的晶体后级,在接上4Ω扬声器时会变成200W了。
当然除非特殊需要,没有一个扬声器的设计专家会冒天下众多音视器材阻抗匹配要求之大不韪,设计出类似于2.5Ω,5Ω,10Ω,15Ω这样非标称阻抗系列的扬声器供应市场。
谁都知道一个二单元的音箱91个高音2个低音0通常都采用1只8Ω的高音单元和2只4Ω的低音单元串联组成,或者用1只8Ω的高音单元和2只16Ω的低音单元并联组成,以达到整个音箱的8Ω输入阻抗与功率放大器8Ω输出阻抗相匹配;但不一定每个人都知道扬声器的标称阻抗是随频率而变化的对数曲线。
运放的阻抗计算
运算放大器的阻抗计算可以通过多种方法进行,具体取决于所讨论的阻抗类型(输入阻抗、输出阻抗、反馈阻抗等)以及电路的具体配置。
以下是一些基本的阻抗计算方法:
输入阻抗:在同相运算放大器电路中,输入阻抗可以使用以下公式计算:Zin = (1 + Aαβ)Zi。
其中,Aα是开环电压增益,Zi是不使用反馈的运算放大器的输入阻抗,β是一个反馈因子。
输出阻抗:输出阻抗可以通过测量或计算得出。
在同相运算放大器中,输出阻抗可以测量为Zout = Zo/(1 + Aαβ)。
此外,输出阻抗也可以通过计算得出,具体取决于电路的配置和反馈类型。
反馈阻抗:反馈阻抗是运算放大器电路中引入的阻抗,用于影响电路的性能。
反馈阻抗的计算取决于电路的具体配置和反馈类型。
一般来说,反馈阻抗可以通过在电路中测量电压和电流来计算得出。
需要注意的是,运算放大器的阻抗计算是一个复杂的过程,需要综合考虑电路的拓扑结构、元件参数、电源电压等多个因素。
此外,不同的运算放大器型号和电路配置可能会具有不同的阻抗特性。
因此,在实际应用中,建议查阅相关数据手册或咨询专业人士以获取准确的阻抗计算方法和电路设计参数。
放大器输入端、输出端阻抗匹配的原则
放大器输入端、输出端阻抗匹配的原则下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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放大器匹配输入输出阻抗
放大器匹配输入输出阻抗在电子电路中,放大器是一种重要的电子元件,用于放大电信号的幅度。
然而,为了使放大器能够正常工作,输入和输出阻抗的匹配显得尤为重要。
本文将讨论放大器匹配输入输出阻抗的意义和方法。
一、匹配输入输出阻抗的意义输入阻抗指的是电路对外界信号源的阻抗,而输出阻抗则是电路对负载的阻抗。
匹配输入输出阻抗的意义在于提高信号传输的效率和保证信号的完整性。
首先,匹配输入输出阻抗可以最大限度地传输信号能量。
当输入和输出阻抗不匹配时,部分信号能量将被反射回信号源或负载,从而造成能量损失。
而当阻抗匹配时,信号能够顺利地传递到下一级或负载,减少能量损失。
其次,输入输出阻抗的匹配能够减少电路中的干扰和失真。
当输入输出阻抗不匹配时,信号反射会引起干扰,导致信号质量下降、噪声增加以及失真问题。
通过匹配阻抗,可以减少信号的反射和干扰,保证信号的完整性和准确性。
综上所述,匹配输入输出阻抗对于提高信号传输效率、减少干扰和失真具有重要意义。
二、匹配输入输出阻抗的方法为了实现输入输出阻抗的匹配,可以采用以下几种常见的方法:1. 使用阻抗匹配器:阻抗匹配器是一种电路元件,可以通过改变电路的阻抗来实现输入输出阻抗的匹配。
常见的阻抗匹配器有L型匹配器、π型匹配器等,可以根据具体情况选择合适的匹配器。
2. 使用变压器:变压器是一种常见的阻抗匹配器,可以通过变压比的改变来实现输入输出阻抗的匹配。
变压器广泛应用于音频放大器和射频放大器等领域。
3. 使用适配器电路:适配器电路是一种常见的输入输出阻抗匹配方法,通过增加电容、电感等元件,改变电路的阻抗以实现匹配。
4. 设计合适的负载网络:在设计电路时,可以通过适当选择负载网络来实现输入输出阻抗的匹配。
负载网络可以包括电容、电感以及电阻等元件,结合电路特性进行优化设计。
需要注意的是,在实际设计中,要考虑到输入输出阻抗的变化范围和频率响应。
因为不同的信号源和负载可能存在不同的阻抗特性,所以需要根据具体情况进行匹配。
运算放大器电路的输出电阻.doc
运算放大器电路的输出电阻运算放大器是一个放大直流微弱电压的电子线路而且是唯一能稳定地进行直流放大的电路。
本章为了能让读者具体地领会运算放大器的基本用法用一些与传感器相结合并具有代表性的电路进行说明。
另外还从如何利用运算放大器输出的角度举例说明了继电器驱动方法。
对于交流放大通过一个电路例子对频率特性的影响因子 SR进行了说明。
3.1 反相放大电路高温测量 3.1.1将温度变化转换成电信号如图 3.1所示将异种金属线相接让连接产生温度差就会有电压产生。
这种现象叫塞贝克效应。
例如使用铜线和铁线就可以产生电压。
使用塞贝克效应的温度传感器称为热电偶。
热电偶由于能测量高达1500○C的高温被广泛地用于工业传感器。
铜和康铜镍铜合金热电偶的特性如图 3.1 所示 100○C的温度差可产生 4mV左右的电压。
所以这种微小电压如果通过运算放大器放大后所得到的信号就可以更方便地使用。
3.1.2放大倍数为100倍的反相放大器图 3.2是在第 1 章 1.61.8 节说明过的反相放大器。
将负反馈电阻的值代入下式可求得放大倍数。
放大倍数 ARf/Ra100/1100 倍如图 3.2 所示的热电偶温度传感器每 1○C的温度差产生 0.04mV 左右的电压。
所以由温度变化带来的这样微小的电压变化用一般的电压表是测量不出来的。
现在市场上销售的测试器中电压标度为 50mV 的很多。
如果放大倍数为 100200 倍的话用这样的测试器测量就足够了。
运算放大器的放大倍数由负反馈电阻之间的比值关系决定。
假设 Ra1kΩ Rf1000kΩ则放大倍数为1000 倍。
但是放大倍数设得过高会使电路工作不稳定所以为了安全起见初学者最好将它设在 200 倍左右。
另外要想得到准确的放大倍数 Ra 和 Rf 必须使用精度高的电阻。
3.1.3 反相放大器的输入电阻反相放大器的放大倍数由负反馈电阻的 Ra 和 Rf 的比值决定。
如果电阻 Ra 的值取得很小 Rf 的值取得很大则放大倍数当然就会很大。
什么是功率放大器的输出阻抗
什么是功率放大器的输出阻抗功率放大器是一种重要的电子器件,在音频和射频领域广泛应用。
了解功率放大器的输出阻抗是理解其工作原理和正确使用的关键。
本文将介绍功率放大器的输出阻抗及其影响。
一、功率放大器的定义和应用功率放大器是一种电子设备,能够将输入信号放大到更高的功率水平,以驱动负载。
它在音频系统、广播电视、无线通信等领域都得到了广泛应用。
功率放大器的种类繁多,包括晶体管放大器、管子放大器、集成电路放大器等。
二、输出阻抗的概念和作用输出阻抗是指功率放大器在输出端口的阻抗特性。
它决定了功率放大器能够驱动的负载类型和效果。
输出阻抗可以分为负载内部阻抗和负载外部阻抗两部分。
负载内部阻抗是指功率放大器输出端内部的等效电阻,负载外部阻抗是指连接到功率放大器输出端的外部负载的阻抗。
三、功率放大器的输出阻抗特性功率放大器的输出阻抗特性与其工作方式和设计有关。
不同类型的功率放大器具有不同的输出阻抗范围。
通常情况下,输出阻抗较低的功率放大器能够提供更大的输出功率和更好的线性度。
输出阻抗较高的功率放大器则适用于特定的负载匹配需求。
四、输出阻抗对功率放大器的影响1. 负载匹配:功率放大器的输出阻抗需要与负载的输入阻抗相匹配,以实现最大功率传输。
如果输出阻抗和负载阻抗不匹配,会导致信号的反射和功率损失。
2. 功率传输效率:输出阻抗较低的功率放大器能够减小信号反射和功率损失,实现更高的功率传输效率。
3. 线性度:输出阻抗的变化会引起功率放大器的非线性失真,影响输出信号的准确性和质量。
五、控制和优化功率放大器的输出阻抗为了控制和优化功率放大器的输出阻抗,可以采取以下方法:1. 输出匹配电路:通过设计合适的输出匹配电路,使功率放大器的输出阻抗与负载阻抗相匹配。
2. 反馈技术:使用反馈技术可以改变功率放大器的输出阻抗,以提高线性度和稳定性。
3. 负载线性化:通过添加负载线性化电路或采用特殊的负载来改善功率放大器的输出阻抗特性。
六、总结功率放大器的输出阻抗是影响其性能和使用效果的重要因素之一。
运算放大器阻抗匹配
运算放大器阻抗匹配运算放大器(Operational Amplifier)是电子电路中的一种重要的放大电路,它广泛应用于模拟电路和数字电路中。
为了使运算放大器能够正常工作和发挥最佳性能,需要进行阻抗匹配。
阻抗匹配是指将输入和输出电路的阻抗与放大器的内部阻抗相匹配,以确保信号的最大传输和最低失真。
下面是一些与运算放大器阻抗匹配相关的内容:1. 输出阻抗匹配:当运算放大器的输出被连接到其他电路时,为了最大限度地传输信号,需要将输出阻抗与负载电阻相匹配。
如果输出阻抗过高,就会导致信号衰减和失真。
常见的输出阻抗匹配方法有电压跟随器(Voltage Follower)和交流耦合放大器(AC-Coupled Amplifier)。
2. 输入阻抗匹配:为了最大限度地接收输入信号,需要将输入电阻与信号源的输出电阻相匹配。
如果输入电阻过低,就会导致信号源输出电流过大而影响信号传输。
输入阻抗匹配的方法包括电阻分压器(Resistor Divider)和电容耦合放大器(Capacitively Coupled Amplifier)。
3. 负载阻抗匹配:负载阻抗是指连接在运算放大器输出端的负载电阻。
它的选择需要考虑信号源的输出能力和放大器的输出电流。
负载阻抗匹配的原则是要使放大器的输出电流能够最大化地流过负载电阻,以实现最佳的信号传输和失真最小化。
4. 输入偏置电流匹配:运算放大器的输入端通常会有一个微小的输入偏置电流,这是由于放大器内部晶体管的非理想性引起的。
为了最小化输入偏置电流对信号源的影响,需要选择适当的偏置电流匹配电路,例如电流镜电路(current mirror circuit)和偏置网络(bias network)。
5. 高频阻抗匹配:在高频应用中,运算放大器的输入和输出电路的阻抗匹配尤为重要。
高频信号具有较短的波长,容易受到电路的阻抗变化的影响。
因此需要采取措施来调整输入和输出电路的阻抗,例如使用电容器和电感器来实现阻抗匹配,以确保信号的正常传输。
otl功率放大电路的输出阻抗
OTL功率放大电路的输出阻抗1. 引言OTL功率放大电路(Output Transformerless Power Amplifier)是一种常用于音频放大的电路。
在这一类型的电路中,没有输出变压器,因此被称为输出阻抗。
输出阻抗是指电路在输出端口的电压和电流之间的相对关系。
本文将深入探讨OTL功率放大电路的输出阻抗,并分析其特点和应用。
2. OTL功率放大电路的工作原理OTL功率放大电路采用了直耦合放大器电路的结构,电路示意图如下所示:+--------------------------+inp--+ || || 驱动级 || |+----+------------------+--+inp--+ | || | || | 输出级 || | || +-----------+------+| |+----------------+out+----------------+out如图所示,OTL功率放大电路由驱动级和输出级组成。
驱动级负责将输入信号放大到足够驱动能力的水平,输出级负责将驱动级的信号进一步放大并输出到负载上。
3. 输出阻抗的定义在OTL功率放大电路中,输出阻抗是指输出级的电流和电压之间的比值。
输出阻抗决定了电路在输出信号时,电流和电压之间的匹配程度。
输出阻抗越低,表示电路的输出能够更好地驱动负载。
因此,输出阻抗是衡量OTL功率放大电路性能的重要指标之一。
4. OTL功率放大电路的输出阻抗特点OTL功率放大电路的输出阻抗具有以下特点:4.1 线性度好输出阻抗越低,电路在输出信号时的线性度越好。
这是因为输出级能够更好地驱动负载,减小了由于负载变化引起的非线性失真。
因此,OTL功率放大电路通常具有较低的输出阻抗。
4.2 输出能力强输出阻抗越低,电路能够提供的输出能力越强。
输出能力是指电路输出的最大功率。
通过降低输出阻抗,OTL功率放大电路能够更好地传递电流,并驱动高负载。
4.3 高频能力有限输出阻抗和频率之间存在一定的关系。
输入阻抗与输出阻抗
输入阻抗与输出阻抗小组成员:张曦付伟奚佳毅作为衡量放大电路性能的重要指标,对输入电阻和输出电阻进行深入探讨有很重要的意义。
本文在输入电阻和输出电阻的概念和定义,它们对放大电路性能的影响,以及不同类型放大电路中的求解三方面对输入阻抗输出阻抗进行了研究和总结。
一、Ri,Ro的概念和定义○1Ri的概念和定义:放大器输入端看进去有一个等效电阻,称为输入阻抗。
如图所示计算方法○2Ro的概念和定义:利用等效电源定理,从放大器输出端看进去可等效为一个电压源和内iii IUR阻相串联,这个等效内阻称为输出电阻计算方法:1、外电阻短路,U/I2、令电压源为零,计算Ro二、Ri,Ro对电路的影响○1Ri对电路的影响Ri的大小,表明放大器对信号源的利用率,输入阻抗越大对信号的利用率越高。
Ri的的大小决定了放大电路对前面电路的影响,输入阻抗越大,输入电流就越小,从而对前面电路的影响就越小。
Ri的大小影响多级放大电路中电压增益的大小,在计算每一级的电压增益时,后一级的输入电阻对前一级的增益有影响。
○2Ro对电路的影响Ro的大小表明了放大器受后级电路的影响程度,输出阻抗越小受后面电路的影响越小。
Ro衡量放大器带负载能力的重要指标,输出电阻越大带负载能力越大。
三、Ri,Ro在不同放大电路中的求解○1单级放大电路交流通路:○2多级放大电路交流通路:h参数等效电路:u ou i输入电阻:hie Rb R i //= 输出电阻:Re //11feo h Rc hie R ++=此外,在本例题中表现了输入阻抗对前一级电路增益的影响. 第二级的输入阻抗:))(Re//1(2L fe i R h hie R ++= 第一级的增益:hieR R h Au i c fe )//(11-=○3负反馈放大电路 对于负反馈放大器经常采用方框图法,即将实际电路分解为基本放大器A 和反馈网络B 两部分。
对于输入电路:对电压反馈,令Uo=0,对于电流反馈,令Io=0;对于输出电路:对并联反馈,令Ui=0, 对于串联反馈令Ii=0。
运放输出端和运放输入端之间的阻抗匹配
When ites to hooking up an operational amplifier (op-amp), it's like playing matchmaker for the output and input terminals. You've got to make sure the previous stage's output impedance is totally into the input impedance of the next stage. It's like setting up a blind date – if they're notpatible, there's going to be some serious signal drama. You want that power transfer to be smooth and strong, like a perfect high five. If you don't get the impedances just right, you'll end up with a muddled signal, a limited bandwidth, and a downright cranky amplifier system. So, it's all about finding the perfect match for a harmonious and high-performing amplifier relationship!当它连接一个可操作的放大器(op—amp)时,它就像为输出和输入终端玩配对器。
你得确保前阶段的输出障碍完全进入下阶段的输入障碍这就像设定一个盲日——如果它们无法发射,就会出现一些严重的信号剧。
你希望那电源的传动是顺畅和强壮的就像一个完美的击掌如果你不能把障碍物弄得正确,你最后会得到一个泥混的信号,有限的带宽,和一个直直的曲柄放大系统。
cadence仿真共源放大器的输入输出阻抗
cadence仿真共源放大器的输入输出阻抗仿真共源放大器是一种常见的放大电路,它由一个n型MOS管组成。
它的输入阻抗和输出阻抗在设计中起着至关重要的作用。
本文将介绍共源放大器的输入输出阻抗,并分析其特性。
共源放大器的输入阻抗是指输入信号与输入端口之间的阻抗。
在共源放大器中,输入阻抗由MOS管的栅极和源极之间的电流控制电阻来决定。
当MOS管的栅极输入信号变化时,会引起栅极电压的变化,从而改变栅极-源极之间的电流。
因此,栅极-源极之间的电阻成为输入阻抗的决定因素。
在设计共源放大器的过程中,需要选择合适的栅极极间距和栅极材料,以获得适当的输入阻抗。
一般来说,较小的栅极极间距和高电阻材料可以实现较高的输入阻抗。
输出阻抗是指输出端口与外部负载之间的阻抗。
在共源放大器中,输出阻抗主要受MOS管的漏极电流和漏极电压的影响。
MOS管的漏极电流与输出信号变化相关,而漏极电流与漏极电压之间存在指数关系。
因此,输出阻抗可以通过控制漏极电流或漏极电压来调节。
在实际设计中,可以通过调整MOS管的跨导gm来改变漏极电流和漏极电压,从而影响输出阻抗。
较大的跨导可以实现较小的输出阻抗,而较小的跨导则会导致较大的输出阻抗。
除了以上因素之外,还有一些其他因素也会影响共源放大器的输入输出阻抗。
例如,MOS管的温度变化、晶体管的积体电容以及电源电压的波动等都会对输入输出阻抗产生一定的影响。
因此,在设计过程中需要综合考虑以上各种因素,并进行适当的优化。
为了更好地理解共源放大器的输入输出阻抗特性,可以通过电路仿真软件进行模拟。
以LTspice为例,可以通过搭建共源放大器电路并添加相应的参数进行仿真。
通过输入输出阻抗的测量,可以了解不同条件下的输入输出阻抗变化情况。
这样可以帮助设计者更好地选择合适的工作条件和器件参数,以满足特定的设计要求。
总的来说,共源放大器的输入输出阻抗是影响其性能的重要因素。
通过合理选择器件参数和设计条件,并借助仿真工具进行模拟和优化,可以获得满足要求的输入输出阻抗特性。
输入输出阻抗即阻抗匹配
(1)输出阻抗无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率。
同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的。
(2)输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。
因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题)。
(3)输入阻抗为什么要大?阻抗匹配是为了保证能量传输损耗最小,匹配就是上一级电路的内电阻要等于下一级电路的输入电阻。
可以分为低频和高频两种情况理解。
1。
低频低频领域可以用电工原理的理论,我们知道现实世界是不存在理想电源的,电源都有内电阻,在能量传输过程中,内阻本身也要消耗能量,这就是全电路欧姆定律阐明的原理:电源电动势E=I*(R+r),其中I是电流,R是负载电阻,r是电源内阻,而功率P=U*I,=I*I*R,通过计算就可以得出只有R=r时,负载获得的功率最大,这就是电子电路设计要求阻抗匹配的原因。
同相运算放大器电压增益 输入 输出阻抗
同相运算放大器是一种常见的运算放大器类型,它具有很高的共模抑制比和增益。
在电子电路中,同相运算放大器经常用于信号放大、滤波器、比较器等功能模块中。
本文将介绍同相运算放大器的电压增益、输入、输出阻抗等方面的内容。
一、电压增益同相运算放大器的电压增益是指其输出电压与输入电压之比。
在理想情况下,同相运算放大器的电压增益是无穷大,也就是说输出电压与输入电压之比趋近于无穷大。
然而,在实际电路中,同相运算放大器的电压增益并非无穷大,而是受到器件参数、工作状态等因素的影响。
设计和应用同相运算放大器时需要注意其电压增益的稳定性和可控性。
二、输入阻抗同相运算放大器的输入阻抗是指其输入端口对输入信号的阻抗特性。
在理想情况下,同相运算放大器的输入阻抗是无穷大,也就是说输入端口对输入信号是完全开放的。
然而,在实际电路中,同相运算放大器的输入阻抗受到器件参数、布局设计等因素的影响,因此其输入阻抗并非无穷大,而是有一定的数值。
在设计和应用中,需要根据具体的应用场景来选择合适的输入阻抗。
三、输出阻抗同相运算放大器的输出阻抗是指其输出端口对外部负载的阻抗特性。
在理想情况下,同相运算放大器的输出阻抗是零,也就是说输出端口可以提供任意的输出电流。
然而,在实际电路中,同相运算放大器的输出阻抗受到器件参数、负载特性等因素的影响,因此其输出阻抗并非零,而是有一定的数值。
在实际应用中,需要根据具体的负载要求选择合适的输出阻抗。
同相运算放大器的电压增益、输入、输出阻抗等是其重要特性之一,对于实际电路设计和应用具有重要的意义。
在设计和应用中,需要充分考虑其特性参数,并根据具体需求选择合适的工作状态和外部器件,以确保其性能稳定可靠。
对于同相运算放大器的性能参数还需要不断的研究和优化,以满足不断变化的电子电路应用需求。
同相运算放大器作为电子电路中常用的重要器件之一,其在电路设计和应用中扮演着至关重要的角色。
在实际的电子系统中,同相运算放大器通常用于信号放大、滤波器、比较器以及模拟计算等功能模块中,其性能特点对电路的整体性能与稳定性起着至关重要的作用。
运算放大器常见参数解析
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗(Input Impedance And Output Impedance)一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。
因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问)。
同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
142放大器输入阻抗的测量
1.4.2放大器输入阻抗的测量
放大器输入阻抗的测量可以采用伏-安法、半电压法和替代法,这里介绍半电压法及替代法。
1.半电压法
半电压法测量放大器的输入阻抗接线图如图1-38所示。
输入信号调整在放大电路中频段的某一频率上,输入信号的幅度大小调整到输出不失真状态,输出端接示波器监视输出波形。
RP为可变电阻箱或电位器,测试时,先调节电位器RP,使其阻值为零,测得输出电压U O1;然后增大电位器RP的阻值,使得U O2=0.5 U O1。
此时需调节信号发生器使其输出维持为U1不变(蓝色字删除),则此时电位器的电阻值等于放大电路的输入电阻。
将电位器拆下来测其阻值,即为放大电路的输入电阻值,即r i=R RP。
图1-38 半电压法测试放大电路的输入电阻
2.替代法
用替代法测试放大电路的输入电阻的电路如图1-39所示。
图1-39 替代法测试放大电路的输入电阻
测试时同样要用示波器监视输出信号不失真,选择输入信号的频率处于放大电路中频段的某一频率。
将开关置于“1”位置上,用晶体管毫伏表测“1”点对地的电压值。
然后将开关置“2”位置上,调节辅助电位器RP使“2”点对地的电压仍为原来“1”点对地的电压值,此时电位器的阻值就是被测放大电路的输入电阻值,拆下来测其阻值即可。
注意:RP不能调成短路,否则会损坏信号源,最好在RP回路中串接一个小电阻。
说明:图1-38与图1-39均有修改,请以此为准。
红色字为修改的部分,蓝色字删除。
cadence仿真共源放大器的输入输出阻抗
cadence仿真共源放大器的输入输出阻抗共源放大器是一种常用的放大电路,广泛应用于各种电子设备中。
在进行共源放大器的仿真时,我们需要了解其输入输出阻抗的特性,以便进行电路设计和性能优化。
在本文中,我们将详细介绍共源放大器的输入输出阻抗,并讨论其对电路性能的影响。
首先,让我们回顾一下共源放大器的基本结构。
共源放大器由一个场效应管(通常是MOSFET)和附加的电阻组成。
其输入是电压信号,通过电容耦合的方式施加到场效应管的栅极上,而输出是通过电阻连接到场效应管的源极上。
在此基础上,我们将重点讨论共源放大器的输入输出阻抗。
首先,让我们来看共源放大器的输入阻抗。
输入阻抗是指当信号源连接到共源放大器的输入端口时,输入端口对信号源的阻抗。
在设计共源放大器时,我们希望输入阻抗足够高,以减小对信号源的负载,并避免信号的损耗。
输入阻抗可以通过测量输入端口上的电压和电流来确定。
共源放大器的输入阻抗是由场效应管的栅极-源极间的电容和栅极电流所决定的。
当信号被施加到场效应管的栅极上时,电容会对信号产生阻抗,阻碍信号的传输。
此外,栅极电流也会通过场效应管的栅极-源极电阻流出,从而造成信号的损耗。
因此,为了提高输入阻抗,我们需要尽量减小栅极-源极间的电容和栅极电流。
为了减小栅极-源极间的电容,我们可以采取以下措施。
首先,选择一个低电容的场效应管,这样就可以减小栅极-源极间的电容。
其次,我们可以采用电源深耦合技术,通过增加偏置电流来提高输入阻抗。
此外,合适的电阻网络设计也可以有效减少栅极-源极间的电容。
除了电容,栅极电流也是影响输入阻抗的因素之一。
栅极电流是由信号源提供的,当信号源具有低输出阻抗时,栅极电流会流过场效应管的输入端口,从而减小输入阻抗。
因此,为了提高输入阻抗,我们需要选择一个具有高输出阻抗的信号源。
接下来,让我们来看共源放大器的输出阻抗。
输出阻抗是指当负载连接到共源放大器的输出端口时,输出端口对负载的阻抗。
在设计共源放大器时,我们希望输出阻抗足够低,以减小对负载的负载效应,并提高信号的传输效率。
运算放大器的稳定性3―输出阻抗
¾ RO is constant over the Op Amp’s bandwidth ¾ RO is defined as the Op Amp’s Open Loop Output Resistance ¾ RO is measured at IOUT = 0 Amps, f = 1MHz
1) β = VFB / VOUT = [VOUT (RI / {RF + RI})]/VOUT = RI / (RF + RI) 2) ROUT = VOUT / IOUT 3) VO = -VE Aol 4) VE = VOUT [RI / (RF + RI)]
5) VOUT = VO + IOUTRO 6) VOUT = -VEAol + IOUTRO Substitute 3) into 5) for VO 7) VOUT = -VOUT [RI/(RF + RI)] Aol+ IOUTRO Substitute 4) into 6) for VE 8) VOUT + VOUT [RI/(RF + RI)] Aol = IOUTRO Rearrange 7) to get VOUT terms on left 9) VOUT = IOUTRO / {1+[RIAol/(RF+RI)]} Divide in 8) to get VOUT on left 10) ROUT = VOUT/IOUT =[ IOUTRO / {1+[RIAol / (RF+RI)]} ] / IOUT
单级放大电路输入输出阻抗计算原理
单级放大电路输入输出阻抗计算原理
嘿,朋友们!今天咱们要来聊聊单级放大电路输入输出阻抗计算原理,这可真是个超级有趣的玩意儿!就好像是电路世界里的一把神奇钥匙,能打开好多奥秘之门呢!
比如说,你想想看,单级放大电路就像是一个小战士,输入阻抗就是它的盾牌,能帮它挡住一些不必要的干扰。
比如咱们的手机信号接收电路,要是输入阻抗不合适,那信号不就乱七八糟啦!而输出阻抗呢,就像是小战士打出的拳,得有力道但又不能太猛,不然就会出问题呀!
那怎么来计算这些阻抗呢?哎呀呀,这可有点头疼但又超级刺激呢!就好像是解一道谜题,得一步一步来。
先找到那些关键的元件,就像在迷宫里找到正确的通道一样。
然后根据各种公式和定理去推导,哇,那感觉就像是在探索一个未知的宝藏!
假设我们有一个简单的单级放大电路,里面有个电阻和一个电容。
那我们就得搞清楚它们对输入输出阻抗的影响呀!就好比我们要知道一块拼图在整个画面里起到了什么作用。
通过计算,我们能清楚地知道这个电路是强还是弱,是厉害还是一般般。
再想想,要是没有正确计算输入输出阻抗,那后果可能很严重哦!电路可能就没法正常工作啦,就像一个人失去了方向感,晕头转向的。
但要是我们掌握了这个原理,哇塞,那就像拥有了超能力,可以随心所欲地控制电路啦!
总之呢,单级放大电路输入输出阻抗计算原理真的是太重要啦!它是我们进入电路神奇世界的重要通道,能让我们更好地理解和玩转电路。
大家可别小瞧它呀,一定要好好去研究研究!。
放大器输出阻抗的参数计算与仿真
放大器输出阻抗的参数计算与仿真真实放大器内部存在开环输出阻抗,它会在滤波器、容性负载驱动等应用电路中,影响电路性能或者稳定性。
数据手册中多提供闭环输出阻抗,本篇将结合仿真,分析开环输出阻抗的求解方式。
1 开环输出阻抗与闭环输出电阻区别放大器的输出阻抗包括开环输出阻抗Zo与闭环输出阻抗Zo ut。
开环输出阻抗是串联在放大器内部第二级(放大级)之后与放大器的输出引脚之间的阻抗,如图 2.153。
图 2.153 放大器输出阻抗直流特征示意图当放大器的输出连接负载电容,反馈电容、或者输出杂散电容过大时,开环输出阻抗与这些电容共同作用会导致信号失真,甚至影响放大器的稳定性。
由于放大器开环增益很大,导致开环输出阻抗的测量不容易实现。
所以,引入闭环输出阻抗的概念。
它定义为放大器在指定闭环增益、指定频率时,输出电压V o u t与输出电流Io u t的比值。
如图1.154,在1MH z频率处,闭环增益为+1倍时,AD A4625闭环输出阻抗为2Ω。
闭环增益为+10倍时,A DA4625的闭环输出阻抗为18Ω。
闭环增益为+100倍时,ADA4625的闭环输出阻抗为29Ω。
图 2.154 A DA4625闭环输出阻抗2 开环输出阻抗计算与仿真如图2.153电路中反馈系数,如式2-86。
放大器内部第二级输出电压,如式2-87。
输入信号,如式2-88。
包含开环输出阻抗参数的输出电压,如式2-89。
根据定义闭环输出阻抗函数,如式2-90。
将式2-86至式2-89代入式2-90,得到开环输出阻抗与闭环输出阻抗关系如式2-91。
整理得到开环输出阻抗,如式2-92。
可见,开环输出阻抗为闭环输出阻抗的1+Av oβ倍。
使用ADA4625-1实现电路,闭环增益为1,在1MH z时闭环输出阻抗为2Ω。
如图2.155为A DA4625数据手册开环增益与频率曲线,1MH z处开环增益大约为23dB(14.12倍),代入式2-92计算开环输出阻抗为:图 2.155 A DA4625-1开环增益与频率曲线这种计算输出阻抗的误差主要在1MH z处对,开环增益的估计读数误差。
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放大器的输出入阻抗
一般我们常耳闻的说法是:扩大机的输入阻抗是愈高愈好,而输出阻抗是愈低愈好。
为什么呢?
因为输入阻抗高了,从讯号源来的讯号功率强度就可以不必那么大。
这么说也许还有读者不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出一个固定电压,传送往下一级,如果这一级的输入阻抗高,是不是由讯源所提供的讯号电流就可以降低?
如果输入阻抗非常非常的高,则几乎不会消耗讯号电流(当然还是会有)就可以驱动这一级电路工作,换句话说就是几乎只要有讯号电压,电路就可以正常工作;但是对于低输入阻抗的电路呢?就正好相反了,它必须要求讯号能源能提供较为大量的讯号电流,因为在同一个电压下,低输入阻抗会流进较大的讯号电流,如果讯源提供的电流强度不足以满足下一级电路的需求,它就不能完美地驱动下一级电路。
而讯源的电压和电流的乘积就是讯源的功率了。
何谓低输出阻抗呢?它有什么好处呢?
通常低输出阻抗被提到地方大半是指前级扩大机的输出阻抗,后级通常是称作输出内阻的。
前级的低输出阻抗有几个好处:
一.通常会强调低输出阻抗即表示了它有较大的电流输出能力,容易搭配一些低输入阻抗的器材(后级);
二.低输出阻抗可以驱动长的讯号线及电容量较大的负载,以音响用前级为例;前级的输出阻抗在与讯号线结合后,输出阻抗加上讯号线本身固有的电阻与电容会形成一个R C滤波的网路,当输出阻抗愈高时,则经过讯号线后的讯号,其高频端的滚降点就会越低,反之则愈高。
你应该不会希望高频滚降点移进耳朵听得到的音频范围吧?
所以遇上电容量大的讯号线,你还是选一部输出阻抗低一点的前级较为保险。
这也是为什么每一种讯号线会有不同声音部份原因。
有了以上大略的说明,你应该可以明白;所谓扩大机输入阻抗愈高愈好,输出阻抗愈低愈好,其主要理由即在此一在与其它器材互相搭配时,其匹配性比较高。
那么照此说来,我们就把每一部扩大机不论是前级或是后级的输入阻抗都设计得很高,输出阻抗都设计得很低,不是就完美无缺了吗?
让我们再从输入阻抗看起,由于高输入阻抗所需的讯号电流较少,可知连接其上的讯号线中流动的电流必较小,因此对于讯号线品质的要求就可以不必那么高,因为少了一个电流的干扰因素在内,这也是高输入阻抗带来的另一个优点。
但是高输入阻抗的优点
既然这么多,为什么市面上找得到的高输入阻抗前级或后级竟寥寥可数呢?
让我偷偷问你,你有没有用过收音机?
你知道收音机的讯号是从哪儿来的吗?从空中来,你答对了。
从空中来,你可知道空中存在有多少的电磁波?多到集合你全家老小的手指头加脚指头都数不完,这些可都不是你想要的音乐讯号哦!
当空中的这些电磁波被作用有点像天线的讯号线拾取后,虽然只是一点点的杂讯电压,但是一个高输入阻抗电路却能轻易地将其放大(正是其优点),于是乎,当有人抓了一把沙子放进你热腾腾的大卤面时,你还以为是黑胡椒粉呢!
易感染杂讯,就是音响器材在设计输入阻抗时,明知高输入阻抗的诸多优点,但也不能任意设计得很高的主要原因,胆敢设计成高输入阻抗者,必有其对抗杂讯干扰的过人之处,C el l o有一款前级名为E n c o r e I M,其标称输入阻抗即高达I M,为H I-E N D音响界最有名的高输入阻抗前级。
但这个纪绿被日本S O N Y公司所出品的一款输入阻抗高达2M的前级给突破了。
虽然C el l o的1M前级在音响界已是不得了的事情,但就电路的输入阻抗而言,还不算太高啦。
随便一个F E T做为输入级的I C 它的输入阻抗都可以高达百万M,就像前阵子有点红的B U F-03这颗适合作为缓冲器的I C它的输入阻抗就有这么高呢!常见的前
级的输入阻抗,在早期真空管的时代,由于真空管本身的输入阻抗就比较高,因此大都设计成500K或250K,晶体前级则大多数是100K或50K。
近来则输入阻抗有愈设计愈低的趋势,20K、10K 也已经很常见了。
后级的输入阻抗则大部份是47K,高一个的有100K,20K,10K的也所在多有。
最近德国着名的H I-E N D音响厂家M B L,所推出的旗舰后级MB L9010输入阻抗是多少呢?5K!没有少写一个零,就是5K。
好像说了半天,高输入阻抗有多少多少的好处,就是有人不来这一套,至于好不好声呢?就请自行参阅相关的评论报导吧!
低阻抗输入有什么优点?
首先感染杂讯的问题会降得很低,可以大幅提高信号杂音比,使得音乐的纯度提高,音质就比较好。
另外低的,输入阻抗有较好的相位特性,这一点是比较少有人提出来讨论的,一般常见被提出来的是频宽特性,总谐波失真特性等,而相信失真则很少被提及(至少在所有公开的性能规格中),M B L的看法是高输入阻抗与讯号线的电容量所引起的相位失真较大,而这对声音的影响将很深。
因此M B L 9010采用低的输入阻抗,以较低的相位失真来求得在音质上的完美,当然在这个时候,你必须采用一部拥有更低阻抗输出的前级来搭配了。
前面提及了也有知名厂家采用低阻抗的输入,这是肇因于现今大多数市售前级的输出阻抗均已相当的低,因此在后级的输入阻抗部份就可以酌情降低。
假如你前级的输出阻抗高于后级的输入阻抗,这是不能匹配的,切记!切记!
至于说前级的输入阻抗呢?
以目前大部份市售品前级的设计而言,输入阻抗就由音量控制器给决定了。
绝大多数的设计都是输入的讯号经过讯源选择后就经由音量控制的可变电阻作分压,再进入主放大线路,所以这个量控制的可变电阻值就成了输入阻抗了。
另外一些前级的设计是输入讯号先进入一个缓冲级,输入阻抗就由这个缓冲级的输入阻抗来决定,由于缓冲级电路的输入阻抗极高,因此,输入阻抗值极高的前级,其接受讯号的前端部份,可能就有输入缓冲级的设计。
但是,输入缓冲级的阻抗也可以不必一定得设计得很高,例如M B L 6010前级的输入部份就设有输入缓冲级,而其设定的输入阻抗值则是47K。
一如前面所述,前级的输出阻抗如果能够低的话,则后级的输入阻抗就可以不必设计得那么高,那么同理,如们我们所使用的讯源的输出阻抗也够低的话,那么前级的输入阻抗有必要那么高吗?今天有很多音响迷的系统之中,只有数位讯源一种而已,而如今的数位音源由于本身内部已经具有类比放大的电路,而且有愈来愈多厂家将类比讯号的输出阻抗做得极低。
最有名的例子就是T h et a,其在类比讯号输出的地方加了一个高回转率、高输出电流、低输阻抗的输出缓冲级B U F-03,这颗I C的输出阻抗低至只有2,由此看来,其搭配的前级的输入阻抗有必要很高吗?
一般音响器材常见被提到阻抗的地方有喇叭的阻抗,前后级扩大机的输入阻抗,前级的输出阻抗,(后级通常不称输出阻抗,而称输出内阻),信号道线的传输阻碍抗(或称特性阻抗)......等等。
由于阻抗的单位仍是欧姆,也同样适用欧姆定律,因此一言以蔽之,在相同电压下,阻抗愈高将流过愈少的电流,阻抗愈低会流过愈多的电流。
最常见到的喇叭阻抗的标示值是八欧姆,这代表了这对喇叭在工厂测试规格时,当输入1K H z的正弦波信号,它呈现的阻抗值是八欧姆;或者是在喇叭的工作频率响应范围内,一个平均的阻抗值。
它可不是一个固定值,而是随着频率的不同而不同。
当后级输出一个固定电压给喇叭时,依照欧姆定律,四欧姆的喇叭会比八欧姆的喇叭多流过一倍的电流,理论上一部八欧姆输出一百瓦的晶体后级,在接上四欧姆喇叭时会自动变为二百瓦。
当喇叭的阻抗值一路下降时,后级输出一个固定电压,它流过的电流就会愈来愈大,到最后就有点像是把喇叭线直接短路,所以阻抗值有时会低至一欧姆的限制,超出此范围,机器就要烧掉了。
这也就是一般人常说的:后级的功率不用大,但输出电流要大的似是若非的道理。
功率放大器与扬声器之间的配接主要要注意阻抗匹配和功率匹配两个方面。
阻抗匹配有输入输出变压器的功率放大器,配接的扬声器阻抗应与其额定输出阻抗相一致。
而采用O C L或O T L电路的扩音机,就不必那么严格,扬声器的阻抗可以在一定范围内变动。
如果配接4欧姆扬声器,输出功率增大一倍,只要功放级性能好,失真不会增大很多。
如果功率管温升不过高,扩音机仍能安全工作。
功率匹配正确的配接方法是,功率放大器的输出功率应比扬声器的标称功率大1~3倍。
如果扬声器的标称功率选得过大而扩音机的推动功率不足,此时扬声器虽然能响,但往往是扩音机音量开得很大,已引起严重的削顶失真,而声音仍然显得不足。