1.2 放大电路的基本知识

• 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，Vce、 Ib等。
end
例如：
+
A
vac
-
VDC
B
vAB= VDC + vac
vAB /V
iA = IDC + ia
VDC
O
RL
vac
t
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？ 信号的带宽 放大器的带宽
频域 fH — —上限频率 低频区
中频区
指标 fL — —下限频率
BW fH fL 称为带宽
20lg|AV|/dB
当 fH fL时，BW fH
60
3dB
高频区
直流放大电路的幅频响应 与此有何区别？
5. 频率响应及带宽（频域指标）
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
20lg|AV|/dB
60
40
20
0
2
20 2102 2103 2104 f/Hz
普通音响系统放大电路的幅频响应
2个问题：
A、多个正弦频率成分的放大 程度不同，会产生什么危害？
B、Av为什么是 f 的函数？ 如何表达？
由输入回路得
Ii
Is
Rs
Rs
Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri 0
1.2.3 放大电路的主要性能指标
与放大有关的
增益、输入电阻、输出电阻
3类
与失真有关的
非线性失真、线性失真
与能量转换有关的 最大输出功率、转换效率
1. 输入电阻
Ri
Vi Ii
Rs Ii
+
+
Vs
Vi
–
–
t
二次谐波 AV=2
幅度失真：
对信号的不同频率成分 增益不同，产生的失真。
I
t
O
相位失真：
对信号的不同频率成分 相移不同，产生的失真。
频
I
率
失O
t
真
O
线
O
性
t
O
失O
t
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）
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。
放
大 Ri 电
路
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
放
Vo AVOVi
大
电
Vo
AVOVi
Ro
RL RL
路
所以
Ro
Vo Vo
RL
RL
另一方法
Ro
VT IT
Vs 0
Ro +
AVOVi –
+ Vs=0
–
放
Ro
+
大+
Vo
电
AVOVi
–
路–
+ Vo RL –
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
注意：输入、输出电阻为交流电阻
信号源
Ii
Io
负载
+ Vs
Rs
+ Vi
放大电路
+ Vo
RL
–
–
–
3层含义：
（1）放大 信号的增强 （2）不失真
线性关系：y=kx 增益（放大倍数）
AV
Vo Vi
AI
Io Ii
（3）能量转换 有源电路（器件）
AR
Vo Ii
()
AG
Io Vi
(S)
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。
若输入50kHz的正弦波，是 否会产生频率失真？
40 带宽
20
0
2
20 2102 2103 2104 f/Hz
fL
fH
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
书中有关符号的约定
• 大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、 IC等。
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直 流）。如，vCE、iB等。
1.2 放大电路的基本知识
1.2.1 模拟信号的放大
1.2.2 放大电路模型
• 电压放大模型
• 电流放大模型
• 互阻放大模型
• 互导放大模型
• 隔离放大电路模型
1.2.3 放大电路的主要性能指标
• 输入电阻
• 输出电阻
• 增益
• 频率响应及带宽 • 非线性失真
1.2.1 模拟信号的放大
双口网络 直流电源
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） I
A. 多个正弦频率成分的放大程度不同，会
产生什么危害？
频率失真（线性失真）
O
幅度失真：
二次谐波
对信号的不同频率成分
O
增益不同，产生的失真。
输出信号
相位失真：
对信号的不同频率成分
O
相移不同，产生的失真。
输入信号 基波
t
基波AV=1
(dB )
“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？
1.2.3 放大电路的主要性能指标
4. 非线性失真 I 由元器件非线性特性
引起的失真。
t
性能指标 非线性失真系数
O
最大不失真输出电压幅值
vO
VCC =VOM
O
vI
t
O
-VOM
电压传输特性
1.2.3 放大电路的主要性能指标
+
衰减
Vs
有
Vi
Ri Rs Ri
Vs
–
要想减小衰减，则希望…？
理想
Ri Rs Ri
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
1.2.2 放大电路模型
2. 电流放大模型
关心输出电 流与输入电流的 关系
++ VVs s
––
RsIi
+
Rs
+ VVii
––
Ro
Io
+
+
+
放Ri大电路 AVOVi Vo Vo RRLL
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
四种增益
AV
Vo Vi
AI
Io Ii
其中 AV、AI 常用分贝（dB）表示
电压增益 20lg AV
(dB )
功率增益 10 lg AP (dB )
AR
Vo Ii
AG
Io Vi
电流增益 20lg AI
信号源
Ii
+ Vs
Rs
+ Vi
放大电路
–
Biblioteka Baidu
–
Io
+
Vo
RL
–
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
1. 电压放大模型
Rs
AVO ——负载开路时的
电压增益
+ Vs
+ Vi
–
–
Ri ——输入电阻
Ro ——输出电阻
由输出回路得
Vo
AVOVi
频率响应
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。
电压增益可表示为
AV
(
j
)
Vo ( Vi (
j j
) )
Vo ( j ) Vi ( j )
[o ( ) i ( )]
或写为
AV AV ( ) ( )
其中
AV ( )
Vo ( j ) Vi ( j )
称为幅频响应
( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应
–
––
3. 互阻放大模型 4. 互导放大模型
电压放大模型
电流放大模型
1.2.2 放大电路模型
2. 电流放大模型
AIS ——负载短路时的
电流增益
由输出回路得
Io
AIS Ii Ro
Ro RL
则电流增益为
AI
Io Ii
AIS
Ro Ro RL
由此可见 RL
AI
要想减小负载的影响，则希望…？ Ro RL 理想情况 Ro
Ro
RL RL
则电压增益为
AV
Vo Vi
AVO
RL Ro RL
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
由此可见 RL
AV 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）
Ro RL
理想情况 Ro 0
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