一、放大器簡(jiǎn)介

放大器用于增加信號(hào)波形的幅度，而不改變波形的其他參數(shù)，例如頻率或波形。它們是電子產(chǎn)品中最常用的電路之一，在許多電子系統(tǒng)中執(zhí)行各種功能。

放大器的通用符號(hào)如圖 1。該符號(hào)未提供所描述放大器類型的詳細(xì)信息，但可以假定信號(hào)流的方向(從圖中的左向右流動(dòng))。不同類型的放大器也經(jīng)常在系統(tǒng)或框圖中按名稱描述。

二、放大器作為大型電子系統(tǒng)的一部分

圖2中模擬電視接收器的框圖，構(gòu)成電視的各個(gè)級(jí)(綠色陰影)中有多少是放大器。另請(qǐng)注意，名稱表示所用放大器的類型。在某些情況下，顯示的模塊是真正的放大器，而在其他情況下，放大器具有額外的組件來(lái)修改基本放大器設(shè)計(jì)以達(dá)到特殊目的。這種使用相對(duì)簡(jiǎn)單的單個(gè)電子電路作為“構(gòu)建塊”來(lái)創(chuàng)建大型復(fù)雜電路的方法對(duì)于所有電子系統(tǒng)都是通用的;甚至計(jì)算機(jī)和微處理器也是由數(shù)百萬(wàn)個(gè)邏輯門組成的，它們只是專門類型的放大器。因此，認(rèn)識(shí)和理解放大器等基本電路是學(xué)習(xí)電子學(xué)的重要步驟。

描述放大器的一種方法是根據(jù)其設(shè)計(jì)用于放大的信號(hào)類型。這通常指的是放大器將處理的頻帶，或者在某些情況下，指的是它們?cè)陔娮酉到y(tǒng)中執(zhí)行的功能。

三、自動(dòng)對(duì)焦放大器

音頻放大器用于放大人類聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)的信號(hào)，大約 20Hz 至 20kHz，盡管一些 Hi-Fi 音頻放大器將此范圍擴(kuò)展到 100kHz 左右，而其他音頻放大器可能會(huì)將高頻限制限制在 15kHz 或更低。

音頻電壓放大器用于放大來(lái)自麥克風(fēng)、磁帶和磁盤拾音器等的低電平信號(hào)。通過(guò)額外的電路，它們還可以執(zhí)行信號(hào)電平的音調(diào)校正均衡和來(lái)自不同輸入的混合等功能，它們通常具有高電壓增益和中到高輸出電阻。

音頻功率放大器用于接收來(lái)自一系列電壓放大器的放大輸入，然后提供足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。

四、中頻放大器

中頻放大器是用于收音機(jī)、電視和雷達(dá)的調(diào)諧放大器。它們的目的是在信號(hào)攜帶的音頻或視頻信息從無(wú)線電信號(hào)中分離(解調(diào))之前，提供無(wú)線電、電視或雷達(dá)信號(hào)的大部分電壓放大。它們的工作頻率低于接收到的無(wú)線電信號(hào)，但高于系統(tǒng)最終產(chǎn)生的音頻或視頻信號(hào)。IF 放大器的工作頻率和放大器的帶寬取決于設(shè)備的類型。例如，在 AM 無(wú)線電接收器中，IF 放大器的工作頻率約為 470kHz，其帶寬通常為 10kHz(465kHz 至 475kHz)，而電視通常使用 6Mhz 帶寬用于 30 至 40MHz 左右的 IF 信號(hào)，而在雷達(dá)中，帶寬為可以使用 10 MHz。

五、射頻放大器

射頻放大器是調(diào)諧放大器，其中工作頻率由調(diào)諧電路控制。根據(jù)放大器的用途，該電路可能可調(diào)也可能不可調(diào)。帶寬還取決于用途，可能相對(duì)較寬或較窄。輸入電阻通常很低，增益也是如此。(一些 RF 放大器增益很小或根本沒(méi)有增益，但主要是接收天線和后來(lái)的電路之間的緩沖器，以防止來(lái)自接收器電路的任何高電平不需要的信號(hào)到達(dá)天線，在那里它可能作為干擾重新傳輸)。在接收器的最早階段使用的射頻放大器的一個(gè)特殊特性是低噪聲性能。重要的是，通常由任何電子設(shè)備產(chǎn)生的背景噪音，保持在最低限度，因?yàn)榉糯笃鲗⑻幚韥?lái)自天線的極低振幅信號(hào)(μV 或更小)。因此，在這些級(jí)中使用低噪聲 FET 晶體管是很常見(jiàn)的。

六、超聲波放大器

超聲波放大器是一種處理頻率從 20kHz 到 100kHz 左右的音頻放大器;它們通常是為特定目的而設(shè)計(jì)的，例如超聲波清洗、金屬疲勞檢測(cè)、超聲波掃描、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等。每種類型都將在超聲波范圍內(nèi)相當(dāng)窄的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行。

七、寬帶放大器

寬帶放大器必須具有從 DC 到幾十 MHz 的恒定增益。它們用于需要在寬頻率范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量信號(hào)的測(cè)量設(shè)備，例如示波器等。由于它們的帶寬極寬，增益很低。

八、直流放大器

直流放大器用于放大直流 (0Hz) 電壓或非常低頻的信號(hào)，其中信號(hào)的直流電平很重要。它們?cè)谠S多電氣控制系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器中很常見(jiàn)。

九、視頻放大器

視頻放大器是一種特殊類型的寬帶放大器，它還保留信號(hào)的直流電平，專門用于 CRT 或其他視頻設(shè)備的信號(hào)。視頻信號(hào)承載了電視、視頻和雷達(dá)系統(tǒng)中的所有圖像信息。視頻放大器的帶寬取決于用途。在電視接收器中，它從 0Hz (DC) 擴(kuò)展到 6MHz，在雷達(dá)中更寬。

十、緩沖放大器

緩沖放大器是一種常見(jiàn)的專用放大器類型，可以在上述任何類別中找到，它們放置在另外兩個(gè)電路之間，以防止一個(gè)電路的操作影響另一個(gè)電路的操作。(他們將電路彼此隔離)。通常緩沖放大器的增益為 1，即它們實(shí)際上不放大，因此它們的輸出與輸入幅度相同，但緩沖放大器具有非常高的輸入阻抗和低輸出阻抗，因此可以用作阻抗匹配裝置。這確保信號(hào)不會(huì)在電路之間衰減，就像當(dāng)具有高輸出阻抗的電路將信號(hào)直接饋送到具有低輸入阻抗的另一個(gè)電路時(shí)發(fā)生的那樣。

十一、運(yùn)算放大器

運(yùn)算放大器 (Op?amps) 是從為早期模擬計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的電路發(fā)展而來(lái)的，在這些電路中它們用于數(shù)學(xué)運(yùn)算，例如加法和減法。如今，它們以集成電路形式廣泛使用，它們以單個(gè)或多個(gè)放大器封裝形式提供，并且通常結(jié)合到特定應(yīng)用的復(fù)雜集成電路中。

該設(shè)計(jì)基于差分放大器，它有兩個(gè)輸入而不是一個(gè)輸入，并產(chǎn)生與兩個(gè)輸入之間的差值成比例的輸出。在沒(méi)有負(fù)反饋的情況下，運(yùn)算放大器具有極高的增益，通常為數(shù)十萬(wàn)。應(yīng)用負(fù)反饋會(huì)增加運(yùn)算放大器的帶寬，因此它們可以作為帶寬在 MHz 范圍內(nèi)的寬帶放大器運(yùn)行，但會(huì)降低它們的增益。一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻網(wǎng)絡(luò)可以在外部應(yīng)用這種反饋，其他外部網(wǎng)絡(luò)可以改變運(yùn)算放大器的功能。

十二、放大器的輸出特性

放大器用于增加電壓或電流的幅度，或增加通?？蓮慕涣餍盘?hào)獲得的功率量。放大器可以分為三類，這與它們的輸出特性有關(guān)：

1、電壓放大器

電壓放大器的目的是使輸出電壓波形的幅度大于輸入電壓波形的幅度(盡管輸出電流的幅度可能大于或小于輸入電流的幅度，但這種變化對(duì)于放大器的設(shè)計(jì)目的)。

2、電流放大器

電流放大器的目的是使輸出電流波形的幅度大于輸入電流波形的幅度(盡管輸出電壓的幅度可能大于或小于輸入電壓的幅度，但這種變化對(duì)于放大器的設(shè)計(jì)目的)。

3、功率放大器

在功率放大器中，輸出端的電壓和電流的乘積(即功率 = 電壓 x 電流)大于輸入端的電壓和電流的乘積。請(qǐng)注意，輸出端的電壓或電流可能小于輸入端的電壓或電流。顯著增加的是兩者的乘積。