小信号的放大

放大的概念

放大的对象为变化量(信号),而非直流电源。

放大的本质是能量的控制。放大电路要把直流电源的能量转化为与输入信号相关的能量。负载获得功率远大于信号源的功率。

放大的基本要求是不失真。

放大的性能指标

放大倍数

在评价一个放大电路好坏的时候,可以把这个电路看作一个黑盒,看成二端口网络

只关注输入输出的时候,物理量由电压、电流,这不同的组合就有好几种。

电压放大倍数: \(\dot A_u = \frac{\dot U_o}{\dot U_i}\)

电流放大倍数: \(\dot A_i = \frac{\dot I_o}{\dot I_i}\)

互阻放大倍数: \(\dot A_{ui} = \frac{\dot U_o}{\dot I_i}\)

互导放大倍数 \(\dot A_{iu} = \frac{\dot I_o}{\dot U_i}\)

这些放大倍数不是数学游戏,要看输出量需要什么,输入是什么,以此来决定对应的描述方式。

输入输出电阻

输入电阻定义为输入电压有效值电流有效值之比:

\[R_i = \frac{U_i}{I_i}\]

相应的,对于放大电路来说,这是个输出源,测一个空载输出电压,然后来个带载输出电压,可以知道输出电阻

\[U_o = \frac{R_L}{R_o + R_L} U_o'\]

知道了输入电阻输出电阻,很容易可以将前面的放大倍数进行转换。

通频带

用来描述放大电路对不同频率信号的放大能力。在频率较高或较低时,放大倍数的数值会下降并移相。

同频段两端对应下限截止频率和上限截止频率。

一个典型的,人耳能听到的声音频率为\(20\mathrm{Hz} \sim 20\mathrm{kHz}\),音响最好能覆盖这个范围。

最大不失真电压

测量放大倍数,用中频小信号合适;测通频带,用小信号宽频来测。

最大不失真电压\(U_{om}\),为有效值,使用大一点的信号测。