原创 运放的一些指标

2008-10-13 08:15 3015 0 分类: 模拟

2.1.2 放大电路的性能指标



如图所示为放大电路示意图。可看成一个两端口网络。不同放大电路在image002.gifRL相同的条件下,
image004.gif
image006.gifimage008.gif将不同,说明不同放大电路从信号源索取的电流不同,且对同样的信号的放大能力也不同;同一放大电路在幅值相同、频率不同的image002.gif作用下,image006.gif将不同。为反映放大电路各方面的性能,引出如下主要指标:



212.gif

  一、放大倍数


放大倍数:直接衡量放大电路放大能力的指标。


对小功率放大电路只关心电压放大倍数。


电压放大倍数:输出电压image006.gif与输入电压image010.gif之比,即


image012.gif


电流放大倍数:输出电流image008.gif与输入电流image004.gif之比,即


image014.gif


互阻放大倍数:输出电压image006.gif与输入电流image004.gif之比,即


image016.gif


单位为电阻。


互导放大倍数:输出电流image008.gif与输入电压image010.gif之比,即


image018.gif


单位为电导。


当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时,输入电压用image020.gif表示,输入电流用image022.gif表示,输出电压用image024.gif表示,输出电流用image026.gif表示。Auimage024.gif /image020.gifAiimage026.gif /image022.gifAuiimage024.gif /image022.gifAiuimage026.gif /image020.gif

二、输入电阻



212b.gif


输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压有效值Ui和输入电流有效值Ii之比,即


image002.gif


Ri越大,表明放大电路从信号源索取的电流越小,放大电路所得到的输入电压Ui越接近信号源电压Us

三、输出电阻



任何放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源,如图所示。



212.gif


输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro


image002.gif为空载时的输出电压有效值,Uo为带负载后的输出电压有效值,因此,


image004.gif


输出电阻


image006.gif


Ro愈小,负载电阻RL变化时,Uo的变化愈小,放大电路的带负载能力愈强。


当两个放大电路相互连接时,如下图所示。放大电路Ⅱ的输入电阻Ri2是放大电路Ⅰ的负载电阻,而放大电路Ⅰ可看成为放大电路Ⅱ的信号源,内阻就是放大电路Ⅰ的输出电阻Ro1。因此,输入电阻和输出电阻均会直接或间接地影响放大电路的放大能力。



213.gif

四、通频带



通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在,在输入信号频率较低或较高时,放大倍数的数值会下降并产生相移。通常情况下,放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。


如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。



214.gif


幅频特性曲线:放大倍数的数值与信号频率的关系曲线,称幅频特性曲线。image002.gif为中频放大倍数。


下限截止频率fL在信号频率下降到一定程度时,放大倍数的数值明显下降,使放大倍数的数值等于0.707image004.gif的频率称为下限截止频率fL


上限截止频率fH信号频率上升到一定程度时,放大倍数的数值也将下降,使放大倍数的数值等于0.707image004.gif的频率称为上限截止频率fH


通频带fbwfLfH之间形成的频带称中频段,或通频带fbw


fbwfHfL


通频带越宽,表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。

五、最大不失真输出电压






最大不失真输出电压定义为当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。

六、最大输出功率与效率






最大输出功率Pom在输出信号不失真的情况下,负载上能够获得的最大功率称为最大输出功率Pom。此时,输出电压达到最大不失真电压。


效率image002.gif直流电源能量的利用率。Pom最大输出功率,PV电源消耗功率。


image004.gif


image002.gif越大,放大电路的效率越高,电源的利用率就越高。


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