前置放大器的设计与应用13页
前置放大器的设计与应用
一、实验目的
1．理解前置放大器的相关概念，理解差模信号与共模信号，了解当前最新的一些前置放大器IC的类别及主要指标和特性，学习前置放大器的设计技巧。
2．实际进行差分信号产生、测试；用单运放构成仪表放大器，并进行性能测试；
3．利用前置放大器IC进行设计、测试与应用。
4．了解阻抗匹配、偏置电路设计及共模信号抑制的常用方法。
二、实验仪器及器件
1．实验所需设备
2
基础实验部分所需器件扩展实验部分所需器件
三、
习
要
求
．根
据
提
供
的
附
件
材
料
理解与前置放大器相关的一些概念，复习函数信号发生器、数字示波器等仪器的使用方法。理解文氏电桥振荡电路原理。
2．学会阅读IC的英文数据手册，理解运放各主要指标特性的含义。
3．复习运放进行线性放大的相关理论知识，能对输入电阻、输出电阻、共模抑制比CMRR及增益进行计算。主要相关概念及公式如下：差模信号是两个输入电压之差：υid=υi1-υi2
共模信号是两个输入电压的算术平均值：υic=(υi1+υi2)/2
差模电压增益：A VD=υod/υid =υod/(υi1-υi2)
共模电压增益：A Vc=υoc/υic =2*υoc/(υi1+υi2)
根据线性放大电路叠加原理求出总的输出电压：υo= A VDυid+ A Vcυic
共模抑制比：K CMR=| A VD/ A Vc |
共模抑制比用分贝数（dB）表示：K CMR=20lg| A VD/ A Vc | dB
四、实验原理
通过传感器输入的信号，一般信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。对于这样的信号，第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。这个放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比，将需要的信号从噪声中分离出来；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。
图1 典型三运放仪表放大器电路
仪表放大器电路的典型结构如图1所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1、A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R1和R3，R2和R4的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R5=R6，R1=R3，R2=R4的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R5／Rg)(R2／R1)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。
运放作为模拟电路的主要器件之一，能处理双极性或单极性信号：双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”点，单极性不过“零”点，只在一边变化。在供电方式上有单电源和双电源两种，双电源供电运放的输入可以是在正负电源之间的双极性信号，而单电源供电的运放的输入信号只能是0~供电电压之内的单极性信号，其输出亦然。双电源供电的运放电
路，可以有较大的动态范围；单电源供电的运放，可以节约一路电源。单电源供电的运放的输出是不能达到0V的，对接近0V的信号放大时误差很大，且容易引入干扰；而双电源供电的稳定性比单电源的要好。单电源供电对运放的指标要求要高一些，般需要用轨对轨(R-R)，运放的价格一般会贵点。单电源用V+，GND，一般还需生成一个与GND不同的模拟地AGND，因此放大电路的构成形式上有所不同，往往用单电源的电路较用双电源的要稍复杂一些，以达到同样的目的。随着器件水平的提高，有越来越多的用单电源供电代替双电源供电的应用，这是一个趋势。
差分信号就是幅度相同、相位相差180°的两信号。运放处理的是这对信号的差值，它们的共模信号则被抑制掉。这信号的共模电压可以处于运放输入信号范围内的任何电压。差分信号会具有两倍单端信号的摆幅。伪差分信号与差分信号类似，伪差分信号也是一对信号，但它的参考端或负端是一个直流电平，用来去除正端信号中的直流成分。伪差分信号与差分信号在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的是差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入是一个不变的直流参考。差分信号的主要好处是：能够很容易地识别小信号；一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端，而有用的只是差值信号，因此对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的；在一个单电源系统，能够比较好的精确地处理双极性信号。
五、基础实验内容
前置放大器基础实验内容有有两个方面内容：一个是对差分信号进行了解、测量，第二个内容是以三运放构成的典型的仪表放大器为例，了解仪表放大器对差分小信号的放大，熟悉信号采用单端输入、双端输入的形式。
1．理解差模信号与共模信号的概念，如下图2(a)为一个电桥，通过改变RW1或RW2可以使A、B两点的电压改变，测量A、B两点的共模电压和差模电压。
悉每种信号的优缺点。图2(b)为将信号源输出信号转化为差分信号的电路，使用双通道示波器的两个探头同时测量A、B点对地波形，再使用一个探头测量AB两点间的波形，记录波形并描述特点（LM324供电电压±5V，
信号源输出5KHz，3Vpp的正弦信号）。
图2(a) 差模与共模信号测量图2(b) 差分信号
转换电路
2．分立运放构成典型仪表放大器电路的测试，理解共模信号与差模信号，测试共模与差模放大倍数，计算共模抑制比；理解单端输入、双端输入与差分输入方式进行放大电路设计（利用三个常用的运放OP07或uA741组成仪表放大器进行测试）。
（1）单端输入（将输入端一个接地，另一端接信号）：
如图3所示，将输入端一个接地，另一端接信号（接电桥B点）。用万用表测试B点输入信号（调节RW2）及输出信号电压（OUT端对地电压）。此种方式可用于作一般单极性信号放大。
（2）共模信号双端输入（即同时从两输入端输入一个信号）：如图4所示，将两个输入信号端短接后接到电桥B点，此时为双端输入的一个共模信号，调整RW2，用万用表测试输入信号（B点电压）及输出信号电压。计算共模放大增益。
图4 典型仪表放大器双端输入信号电路
（3
如图5所示，将两输入端分别接到A、B两点，调节RW1或RW2会导致电桥不平衡，在A、B两点得到一个差模信号，对仪表放大器而言还有共模输入信号。调节RW1或RW2，用万用表测试A、B点的输入电压和输出信号电压（
OUT端对地电压）。
2
3
倍数、共模抑制比。
（5）分析RW3的作用。
图5 典型仪表放大器输入差模信号电路
六、扩展实验内容
前置放大器扩展实验内容包括两个方面的内容：一个是利用专用的仪表放大器来对交流差分小信号进行放大，另一个是实现语音前置放大的具体实例。
1．利用专用仪表放大器AD623放大5KHz的差分信号。(注意VCC+和VSS-之间的电压差不能大于10V。理解单电源供电、双电源供电、单极性
输出、双极性输出方式、增益改变及输出偏置调整。)
图6 专用仪表放大器AD623应用电路
图6中的A、B端子指的是图2(b)中差分信号输出端A、B。将此信号用100K和1K电阻分压后作为AD623的输入信号。
（1）双电源供电：VCC+接+5V，VSS-接-5V。将图2(b)中产生的差分信号经分压网络后接信号输入端 IN+、IN-。
（2）调节RW1和RW2，记录现象。在波形无失真时用示波器测量输入、输出电压，计算增益。
（3）单电源供电：VCC+接+5V，VSS-接地。
（4）调节RW1和RW2，记录现象。在波形无失真时用示波器测量输入、输出电压，计算增益。
（5）计算输入、输出电阻，分析如何实现输入阻抗匹配及输出阻抗匹配。
2．利用专用仪表放大器AD623作语音前置放大。电路图如下图6所示，在AD623的输入端2、3脚接上一个小喇叭或小耳机，对着喇叭说话，
用示波器测量6脚OUT的波形。调节RW1及RW2，记录波形如何变化。另外可在OUT端及AGND端接上喇叭，可以听声音效果。
图7 专用仪表放大器AD623作语音前置放大电路3．对于电容式话筒，比如驻极体话筒，利用AD623设计一个语音前置放大电路。
七、思考题
1．总结实验过程中的调试过程。
2．前置放大器应用总结、分析：
3．主要分析如下内容：单端输入、双端输入、差分输入、双电源工作、单电源工作、输入耦合、阻容元件匹配、提高信噪比及共模抑制比的方法等。
4．总结实验的收获、体会及遇到的问题。
八、实验电路的制作及调试注意事项
1．注意供电电源的范围，注意正负电源一定要共地线。
2．选择5KHz不失真波形送到AD623进行放大。
3．分立运放构成典型仪表放大器电路中元器件较多，特别要注意各处电阻不要连错。要学会多用万用表检测各点的电压来判断故障所在。
4．示波器测量AD623的输出时是相对AGND进行。
《前置放大器设计与应用》实验补充资料
一、有关概念：
1、共模信号与差模信号：
当两个输入端的输入电压分别为V
i1和V
i2
时，两信号的差值称为差模
信号，两信号的算术平均值你为共模信号，即：
差模信号：V
id =(V
i1
-V
i2
) 共模信号：V
ic
=(V
i1
+V
i2
)/2
根据以上定义，可以写成V
i1= V
ic
+ V
id
/2 和 V
i2=
V
ic
- V
id
/2
可以看出，两个输入端的信号均可以分解为共模信号与差模信号两部分。
实际应用中，分析直流信号时一般称为差模信号，分析交流信号时称为差分信号。
2、差分信号与伪差分信号：
差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里，系统“地”被用作电压基准点，当“地”用作电压测量基准时，这种信号就被称之为单端信号。
区别于一般的一根信号线一根地线的信号，差分信号要用两根线来传输，这两个信号的振幅相等，相位相反，两根线上电压差值即表示信号。这两根线上传输的信号就是全差分信号，也就是常说的差分信号。该信号跟地不发生直接关系，也就是说，差分信号的传输，“地”是可以浮动的，两根差分线跟“地”之间的阻抗可以是高阻。差分信号能够抑制共模噪声，所以可以得到更高的信噪比。
伪差分与全差分信号类似，伪差分信号也是一对信号，但它的参考端或负端是一个直流电平，前面所说的单端信号可以看作是一种特殊的伪差分信号（参考端为地）。差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入一定仅仅是一个参考。
差分信号有如下主要特点：
前置放大器与功率放大器的性能解析9页
前置放大器与功率放大器的性能解析 前置放大器与功率放大器的性能解析2011-05-31 11：34 第一节前置放大器与功率放大器一、前置放大器1.前置放大器的功能与主要性能在歌舞厅、会堂以及家庭等场合，广泛使用的放大器分为音频放大器(亦称声频放大器)TAV放大器(视听放大器)两类。音频放大器又分前置放大器和功率放大器两种，它们只接收、放大、处理音频信号；而AV放大器可以接收、放大、处理音频和视频信号。在音频放大器中，前置放大器(又称电压放大器、控制放大器)的作用是对它的输入各种音频节目源信号进行选择和放大，并调整输入信号的频响、幅度等，以美化音质。功率放大器则是将前置放大器送来的信号进行无失真的单纯功率放大，以推动扬声器放音。前置放大器和功率放大器可以独立装成两台机器，也可以组装在一台机器内。组装在一起的称为综合功率放大器或综合放大器港台或市场上则称为合并式功放，而把分开做成两台机器的有时又称为前级和后级功放。①对各种节目源信号(如激光唱机、电唱机、调谐器、录音机或传声器)进行选择与处理；②将微弱的输入信号放大到0.5-1V，以推动后续的功率放大器；③进行各种音质控制、以美化音色。因此它的控制旋钮多、性能高，对改善整个音响系统的性能，提高音质、音色，以高保真的指标对音频信号进行切换、放大、处理并传递到功放级，具有极为重要的作用。它的地位和重要性相当于调音台，因为它的输入接自各种节目源信号，它的输出传输给功放和扬声器放大器也可以说是整个音响系统的控制中心。显然，在设计和选用音响系统设备时，采用前置放大器就不必再用调音台，或者反之，采用了调音台就不必选用前置放大器。从结构、能以及功能来说，前置放大器要比调音台简单些。2.前置放大器的主要性能前置放大器的主要性能指标有：失真度、信噪比、频率响应、转换速率(SR)、输入阻抗和动态范围等。①失真度。失真包括谐波失真和互调失真等，当然其值越小越好。作为高保真前置放大的最低要求，其谐波失真应≤0.5%。目前，前置放大器的指标可做得很高。谐波失真一般能做到小于0.01%，瞬态互调失真大多在0.05%以下。②信噪比。其值越大越好。作为高保真前置放大器对宽带信噪比的最低要求为≥50dB，现在做到90dB以上也不难了。③频率响应。作为高保真前置放大器对频响的最低要求为40- 1600Hz，允差≤±1.5dB，现在一般能做到20-20000Hz、通带内平直、正负不超过0,1%。④其他要求。除了以上三个最主要指标外，还有许多
音响前置放大器
2013届课程设计说明书模板音响前置放大器 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名：鞠纯 指导教师：龙卓珉职称讲师 专业：电子信息工程 班级：电子1102班 完成时间：2013年6月10日
摘要 本文介绍了前置放大的构成、功能、及工作原理。所用芯片是价格便宜的带有真差动输入的LM324四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。本音响的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键词：前置放大；LM324;立体声唱机
ABSTRACT This paper introduce the structure ,function and working principle of the audio.The LM324 are low-cost,quad operational amplifiers withtrue differential inputs.They have several distinc advantages overstandard operational amplifier types in single supply voltages as low as 3.0V or 32V with quiescent currents about one-fifth of thoseassociated with the MC1741. The sound is the function of the input audio signal amplification,is generally available for home audio system,stereo player and other electronic system,convenient carrying,strong applicability. Key word preamplifier amplifiers;LM324;stereo player
音频放大电路的组成及原理
第二章高保真电路的组成及基本原理 2.1电路整体方案的确定 音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。放大器一般包括前置放大和功率放大两部分，前者以放大信号振幅为目的，因而又称电压放大器；后者的任务是放大信号功率，使其足以推动扬声器系统。 功率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效地为负载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态设置为甲乙类，以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL（无输出电容）、单电源互补推挽功率放大器OTL（无输出变压器）、平衡（桥式）无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压，因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。 OCL电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输出级选用OCL功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单，信号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路，要求前置输入阻抗比较高，输出阻抗低，本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟随器组成。 高保真音频放大器组成框图 2.2 OCL功率放大器的原理 OCL功率放大器电路通常可分成：功率输出级、推动级和输入级三部分。根据给定技术指标，选择下图所示电路 功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路，可以得到较大的输出功率。再用一些电阻来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。前置电路用NPN型三极管组成恒压电路，保证功率输出管有合适的初始电流，以克服交越失真。 推动级采用普通共射放大电路。 输入级部分由三极管组成差动放大电路，减小电路直流漂移。 2.3音调控制电路的原理 常用的音调控制电路有三种：一种是衰减式RC音调控制电路，其调节范围
第二章 思考题与习题
第二章思考题与习题 2.1 简述过程通道的作用、类型和组成。 答：生产过程通道是指在计算机的接口与被控对象（生产过程）之间进行信息传递和信息交换的连接通道，（不包括传感器、变送器和执行机构）。“外围”则包括生产过程输入输出通道和接口两部分。过程通道起到了CPU和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。具有两个方面的基本任务： （1）把生产过程中的各种参量和执行机构的运行状态通过检测器件转换为计算机所能接收和识别的信息送入计算机，以便计算机按确定算法进行运算处理。 （2）把计算机根据算术逻辑运算的结果发出的各种控制指令，以数字量或转换成模拟量的形式输出给执行机构（执行机构所能接受的控制信号），从而对被控对象进行自动控制。 过程通道包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道4种。其组成如图示： 2.2 在计算机控制系统中，模拟量和数字量输入信息各有哪几种形式？ 答：模拟量输入输入信号主要有传感器输出的信号和变送器输出的信号两类，包括温度、压力、物位、转速、成分等； 数字量输入信号包括各种接点的通断状态的开关信号，如开关的闭合与断开、继电器或接触器的吸合与释放、指示灯的亮与灭、电动机的启动与停止、阀门的打开与关闭等，它们都可以用逻辑值“1”和“0”表示。此外，还包括各类数字传感器、控制器产生的编码数据和脉冲量等（电平高低状态、数字装置的输出数码等）。 2.3 信号调理单元的功能是什么？通常包括哪些电路？ 答：信号调理电路主要通过非电量的转换、信号的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以及D/A和执行机构之间的桥梁。 传感器输出信号不同，其相应的信号调理电路也不同，一般包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 其中：标度变换器是信号调理单元的主要部分，作用是将传感器输出的不同种类和不同电平的被测模拟电信号变换成统一的电流或电压信号。它主要包括放大、电平变换、电隔离、阻抗变换等电路，通常由电桥电路、激励恒流源、仪用放大器、隔离放大器等组成。 2.4 为何常采用电桥作为信号输入电路？ 答：非电信号的检测-不平衡电桥 电桥电路是最常见的标度变换电路之一，也称为测量电桥电路，它结构简单，应用广泛
放大器的种类及作用
放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。 原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。 2、画图的时候，放大或缩小图形的用具。也叫放大尺。 原理:利用光的折射 一、集成运算放大器的分类介绍 下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。 1.通用型集成运算放大器 通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、型和型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。 2.高精度集成运算放大器 高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高
音响混合前置放大器的设计
第一章 绪论 近几年来，计算机技术进入了前所未有的快速发展时期，随着电子信息技术的发展关于音响放大器在电子技术基础中所处的位置越来越重要，它不仅是电子信息类专业的一个重要部分，而且在其他类专业工程中也是不可缺少的。放大器电路做为子系统的应用，发展更是迅速，已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件，其现实生活中的运用也是非常普遍和广泛。 在音响放大器的设计过程中，控制其电路的核心部分是几个放大器的设计，其主要包括：话音放大器，混合前置放大器，音调控制器，功率放大器等。电子技术的发展促使话音放大器被广泛应用到一系列放音设备中，混合前置放大器也成为数字电子电路设计和制作过程中不可缺少的部分，例如在信号放大器的设计和无线电遥控电路的设计过程中该部件都是不可缺少的，功率放大器更是设计电子电路的核心。功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少，并且有设计简单，易于操作，可靠性好的优点。 对音响放大器设计的目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部电路工作原理，学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计分为四个主要步骤：一，构思和设计话音放大器，混合前置放大器，音调控制级和功率放大级。二，根据设计要求和选择的电路通过计算选择元器件和参数，并准确无误的设计好要设计的电路原理图。三，在万能板或在面包板上根据设计电路原理进行元器件的电路安装和精细的调试。四，在安装好的电路板上进行输出功率的测试。 在此次课程设计的编写过程中得到了龙老师和许多实验室老师的大力支持和指导，在此表示感谢。 另外，由于时间仓促和本组成员能力有限，设计中难免出现缺点和不足之处，还敬请各位老师批评和指正。 2011年6月
前置放大器电路噪声分析
前置放大器电路噪声分析 前置放大器在音频系统中的作用至关重要。本文首先讲解了在为家庭音响系统或PDA设计前置放大器时，工程师应如何恰当选取元件。随后，详尽分析了噪声的来源，为设计低噪声前置放大器提供了指导方针。 前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备，例如置于光盘播放机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。前置放大器是专为接收来自信源的微弱电压信号而设计的，已接收的信号先以较小的增益放大，有时甚至在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正，如音频前置放大器可先将信号加以均衡及进行音调控制。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器，都要面对一个十分头疼的问题，即究竟应该采用哪些元件才恰当？ 元件选择原则 由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越，因此目前许多前置放大器都采用这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时，必须清楚知道如何为运算放大器选定适当的技术规格。在设计过程中，系统设计工程师经常会面临以下问题。 1、是否有必要采用高精度的运算放大器？ 输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限，这并非运算放大器所能接受。若输入信号或共模电压太微弱，设计师应该采用补偿电压（Vos）极低而共模抑制比（CMRR）极高的高精度运算放大器。是否采用高精度运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益，增益越大，便越需要采用较高准确度的运算放大器。 2、运算放大器需要什么样的供电电压？ 这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出要求才可决定，但不同电源的不同电源抑制比（PSRR）会影响运算放大器的准确性，其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外，功耗大小也与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。 3、输出电压是否需要满摆幅？ 低供电电压设计通常都需要满摆幅的输出，以便充分利用整个动态电压范围，以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题，运算放大器电路的配置会有自己的解决办法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器配置，因此输入无需满摆幅，原因是共模电压（Vcm）永远小于输出范围或等于零（只有极少例外，例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器）。
功率放大器的基本结构和工作原理
功率放大器的基本结构和工作原理 功率放大器的基本结构和工作原理 扩音机是一种对声音信号进行放大的电子设备，其基本结构如图5-1所示，常分为前置放大器(简称前级)和功率放大器(简称后级)两大部分。 前置放大器通常由输人选择与均衡放大电路、等响音量控制电路、音调控制电路等组成，而功率放大器常由功率放大电路和扬声器保护电路组成。 扩音机工作时，输人选择电路主要对收音调谐器、录音座、CD唱机和Av辅助输入等信号源的信号进行选择切换控制，得出所需的信号输入，输入后的信号经均衡放大电路进行频率特性的校正和放大，使输入信号的频率特性变得较为平坦，同时使各种信号源输入的信号电平基本趋于一致，避免在转换不同的信号源时，声音响度出现较大的变化，影响使用效果。均衡放大后的信号则由等响音量控制电路控制信号的强弱，从而调节音量的大小。等响控制的目的主要是在音量较小时提升高、低频信号成分，以补偿人耳听觉的不足，在低响度时得到较丰满的声音信号。而音调控制电路则主要是根据个人的喜好调节电路的频率特性，适当提升或衰减声音中的高、低频成分，以满足听音者的需求。经前置放大器放大处理后的信号被送人功率放大器进行功率放大，以推动扬声器重放出声音。扩音机中为了保护扬声器免受电路冲击电流的干扰，或在电路出现故障时烧毁扬声器，常在功率放大器中加入扬声器保护电路。 在高保真的音响设备中，扩音机常有两种组合结构形式，一种是把前置放大器和功率放大器组合在一起，称作合并式扩音机，这种形式把“前置”和“功放”合并在一起，这时由于小信号电压放大的前置级和大信号电流放大的功率放大在电性能上不能互相兼顾，因而不能使扩音机达到最佳的工作状态，特别是前、后级的电源馈电，电源变压器的电磁干扰，印制电路板的走线排列，共用地线的走向等方面总会存在一定的相互干扰，影响整机性能的提高。另一形式是在设计制造上把前置放大器和功率放大器彻底分开，分别使用独立电源，单独的机壳，使前、后级之间互不干扰，形成前、后级分体式的结构，在使用时再把它们用信号传输线连接起来，这种分体式结构的扩音机可获得极高的性能指标。
第二章 运算放大器 备课笔记
第二章 运算放大器 4学时 基本要求：了解理想运放的主要特点；掌握同相比例放大电路、反相比例放大电路、求和电路、求差电路、积分、微分电路的原理。 重点：理想运放的特点；利用虚断、虚短求解深度负饱和下的运放电路。 难点：虚短、虚断的理解及应用。 教学过程 运算放大器是采用一定的制造工艺，将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在小块单晶硅的芯片上，具有一定功能的电子电路。 它是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。 2.1 集成电路运算放大器 1.集成电路运算放大器的内部组成单元 (1)输入级：差动放大电路组成。 P 端:同相输入端。 N 端:反相输入端。 优点：差动放大电路的对称性可以抑制温度变化和电源电压波动带来的影响，从而提高整个电路的性能。 (2)中间级：高增益电压放大。 v O2=A V1A V2(v P -v N ) (3)输出级：无电压放大功能，但可以提高带负载的能力。 v O =A V1A V2(v P -v N ) 开环电压增益:A VO =A V1A V2 开环电压增益:A VO =A V1A V2 v O =A VO (v P -v N ) 运放的代表符号 (a) 国家标准符号 (b)国内外常用符号 v O1=A V 1(v P -v N )
2.运放的电路模型 特点： ●A VO：通常很高，在104以上 ●r i ：通常很大，在106Ω以上 ●r O：通常很小，在100Ω以下 ●电路模型中的输出电压v O，不可能超 过正负电源电压。 ●v O的正饱和极限值+V Om=V+,负饱和 极限值-V om=V-。 3.运放的电压传输特性 由于A VO很高，容易导致性能不稳定。 比如：电源电压±V CC=±10V。 运放的A VO=104 则:│V i│≤1mV时，运放处于线性区。 2.2理想运算放大器 理想运放的特点： 1.输出电压的饱和极限值等于运放的电源电压，即:+V om=V+，-V om=V- 2.由于Avo 无穷大，尽管(v p-v n)很小，仍驱使运放处于饱和区。 3. V o未饱和时，差分输入电压(v p-v n)必趋近于0值。 4. ri无穷大，i P→0，i N→0 5. ri无穷大，r o→0，A vo→无穷大 6.带宽：BW=∞ 在分析时将一般运放看成理想运放。 2.3基本线性运放电路 2.3.1 同相(比例)放大器 1.基本电路 v o经过反馈元件R1、R2送回到运放的输入端“-”， vf 称为反馈电压。 2.负反馈的作用: 利用输出电压v o通过反馈元件(R1、R2)对放大电 路起自动调整作用，从而牵制了v o的变化，最后达到 输出稳定平衡。 3.虚短与虚断 1)虚短
前置放大器原理与应用
前置放大器原理及应用 1.1 概述 1.1.1 前置放大器的作用 前置放大器的主要作用如下： 第一、提高系统的信噪比。 第二、减小信号经电缆传送时外界干扰的影响。 图1-l-l 核辐射测量中探测器一放大器系统的连接方式 （a ）前置放大器与主放大器之间用一般电缆连接（b ）前置放大器与主放大器 之间用双芯电缆连接。 图中Z 0为电缆的特性阻抗，R =Z 0 1.1.2 前置放大器的分类 大致可以分为两类。一类是积分型放大器，包括电压灵敏前置放大器和电荷灵敏前置放大器，它的输出信号幅度正比于输入电流对时间的积分，即输出信号的幅度和探测器输出的总电荷量成正比。 另一类是电流型放大器，亦即电流灵敏前置放大器，它的输出信号波形应与探测器输出电流信号的波形保持一致； 电压灵敏前置放大器实际上就是电压放大器，如图1-1-2所示。图中i i 为探测器输出的电流信号，w t 为信号持续时间，?=w t i dt i Q 0为每个电流信号携带的总电荷量，D C 、
A C 、s C 分别为探测器的极间电容、放大器的输入电容和输入端的分布电容，输入端总电容s A D i C C C C ++=。假设放大 器是输入电阻极大的电压放大器，则输 入电流信号i i 在输入端总电容i C 上积分 为电压信号i v ，其幅度iM V 等于i C Q /与Q 成正比。输入电压信号i v ，由电压放大 器进行放大，因此；输出电压信号的幅 度oM V 也与Q 成正比。 图1-1-2电路中，输入端总电容i C 决 定于D C 、A C 和s C 它们不是稳定不变的。 例如，放大器输入电容A C 可能由于输入 级增益不稳定而变化，使用P-N 结半导 体探测器时，如偏压不稳定，则其结电 容D C 将发生变化等等，这时i C 也就随之 变化。当i C 不稳定时，输出电压幅度oM V 也不稳定。所以图1-1-2这种电压灵敏前置放大器一般只适于稳定性要求不高 的低能量分辨率系统。 图1-1-3是利用密勒积分器构成的前置放大器。其输出电压幅度oM V 有很好的稳定性，同时有较高的信噪比。图中f C 为反馈积分电容，i C 是不考虑f C 时输入端总电容。当输入电流信号)(t i i 时，输出电压0v 上升。设电压放大器的低频增益0A 足够大，使得f C 对 输入电容的贡献)1(0A +f C 远 大于i C ，则输入电荷Q 主要累 积在f C 上。注意10>>A 时输 出信号电压幅度近似等于f C 上的电压f V ，则 f f oM C Q V V ≈≈ 实际上反馈电容f C 可以足够稳定，所以输出幅度oM V 反映了输入电荷Q 的大小且与i C 无关。鉴于这一特点，我们将这种前置放大器称为电荷灵敏前置放大器。 图1-1-2 电压灵敏前置放大器 图1-1-3 电荷灵敏前置放大器
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器结构原理图解 功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。就其功率来说远比前置放大器简单，就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的本质就是将交流电能“转化”为音频信号，当然其中不可避免地会有能量损失，其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。 一、功率放大器的结构 功率放大器的方框图如图1-1所示。 1、差分对管输入级 输入级主要起缓冲作用。输入输入阻抗较高时，通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。 前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡，并提供足够的电压增益。 激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。此外，功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号（有必要时）。 一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。由于它处理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再必须通过反馈网络，所以其线性问题容易处理。事实上，它的线性远比单管输入级为好。图1-2示出了3 种最常用的差分对管输入级电路图。
图1-2种差分对管输入级电路 1、加有电流反射镜的输入级 在输入级电路中，输入对管的直流平衡是极其重要的。为了取得精确的平衡，在输入级中加上一个电流反射镜结构，如图1-3所示。它能够迫使对管两集电极电流近于相等，从而可以对二次谐波准确地加以抵消。此外，流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真 也降为不加电流反射镜时的四分之一。 在平衡良好的输入级中，加上一个电流反射镜，至少可把总的开环增益提高6Db。而对于事先未能取得足够好平衡的输入级，加上电流反射镜后，则提高量最大可达15dB。另一个结果是，起转换速度在加电流反射镜后，大致提高了一倍。 2、改进输入级线性的方法 在输入级中，即使是差分对管采用了电流反射镜结构，也仍然有必要采取一定措施，以见效她的高频失真。下面简述几钟常用的方法。 1）、恒顶互导负反馈法 图1-4示出了标准输入级（a）和加有恒定互导（gm）负反馈输入级（b）的电路原理图。经计算，各管加入的负反馈电阻值为22Ω当输入电压级为-40dB条件下,经测试失真由0.32%减小到了0.032%。同时，在保持gm为恒定的情况下，电流增大两倍,并可提高转换速率(10~20)V/us。
前置放大器的设计与应用
前置放大器的设计与应用 一、 实验目的 1．理解前置放大器的相关概念，理解差模信号与共模信号，了解当前最新的一些前置放大器IC 的类别及主要指标和特性，学习前置放大器的设计技巧。 2．实际进行差分信号产生、测试；用单运放构成仪表放大器，并进行性能测试； 3．利用前置放大器IC 进行设计、测试与应用。 4．了解阻抗匹配、偏置电路设计及共模信号抑制的常用方法。 二、 实验仪器及器件 1．实验所需设备 2 基础实验部分所需器件 扩展实验部分所需器件 三、 预习要求 1．根据提供的附件材料理解与前置放大器相关的一些概念，复习函数信号发生器、数字示波器等仪器的使用方法。理解文氏电桥振荡电路原理。 2．学会阅读IC 的英文数据手册，理解运放各主要指标特性的含义。 3．复习运放进行线性放大的相关理论知识，能对输入电阻、输出电阻、共模抑制比CMRR 及增益进行计算。主要相关概念及公式如下： 差模信号是两个输入电压之差：υid=υi1-υi2 共模信号是两个输入电压的算术平均值：υic=(υi1+υi2)/2 差模电压增益：A VD=υod/υid =υod/(υi1-υi2) 共模电压增益：A Vc=υoc/υic =2*υoc/(υi1+υi2) 根据线性放大电路叠加原理求出总的输出电压：υo= A VD υid+ A Vc υic 共模抑制比：K CMR=| A VD / A Vc | 共模抑制比用分贝数（dB ）表示：K CMR=20lg| A VD / A Vc | dB
四、实验原理 通过传感器输入的信号，一般信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。对于这样的信号，第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。这个放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比，将需要的信号从噪声中分离出来；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。 图1 典型三运放仪表放大器电路 仪表放大器电路的典型结构如图1所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1、A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R1和R3，R2和R4的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R5=R6，R1=R3，R2=R4的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R5／Rg)(R2／R1)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。 运放作为模拟电路的主要器件之一，能处理双极性或单极性信号：双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”点，单极性不过“零”点，只在一边变化。在供电方式上有单电源和双电源两种，双电源供电运放的输入可以是在正负电源之间的双极性信号，而单电源供电的运放的输入信号只能是0~供电电压之内的单极性信号，其输出亦然。双电源供电的运放电路，可以有较大的动态范围；单电源供电的运放，可以节约一路电源。单电源供电的运放的输出是不能达到0V的，对接近0V的信号放大时误差很大，且容易引入干扰；而双电源供电的稳定性比单电源的要好。单电源供电对运放的指标要求要高一些，般需要用轨对轨(R-R)，运放的价格一般会贵点。单电源用V+，GND，一般还需生成一个与GND不同的模拟地AGND，因此放大电路的构成形式上有所不同，往往用单电源的电路较用双电源的要稍复杂一些，以达到同样的目的。随着器件水平的提高，有越来越多的用单电源供电代替双电源供电的应用，这是一个趋势。 差分信号就是幅度相同、相位相差180°的两信号。运放处理的是这对信号的差值，它们的共模信号则被抑制掉。这信号的共模电压可以处于运放输入信号范围内的任何电压。差分信号会具有两倍单端信号的摆幅。伪差分信号与差分信号类似，伪差分信号也是一对信号，但它的参考端或负端是一个直流电平，用来去除正端信号中的直流成分。伪差分信号与差分信号在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的是差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入是一个不变的直流参考。差分信号的主要好处是：能够很容易地识别小信号；一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端，而有用的只
运算放大器工作原理
运算放大器工作原理 运算放大器基本上可以算得上是模拟电路的基本需要了解的电路之一，而要想更好用好运放，透彻地了解运算放大器工作原理是无可避免，但是运放攻略太多，那不妨来试试这篇用电路图作为主线的文章来带你领略运算放大器的工作原理吧。 本文引用地址：https://www.360docs.net/doc/9410852996.html,/article/271351.htm 1.运算放大器工作原理综述： 运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。本文收集运放电路的应用电路，希望看完后有所收获。但是在分析各个电路之前，还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能，就是“虚短”和“虚断”。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 “虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 2.运算放大器工作原理经典电路图一 图一运算放大器的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
锁相放大器的工作原理
锁相放大器的工作原理 一．什么是锁相放大器 锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或者倍频）、同相的噪声分量有响应。因此，能大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。此外，锁相放大器有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单，是弱光信号检测的一种有效方法。 锁相放大器实物图 二．锁相放大器的构成 锁相放大器采用在无线电电路中已经非常成熟的外差式振荡技术，把被测量的信号通过频率变换的方式转变成为直流。在外差式振荡技术中被称为本地振荡（Local Oscillation）的、用于做乘法运算的信号，锁相放大器中被称为参照信号，是从外面输入的。锁相放大器能够（从被测量信号中）检测出与这个参照信号频率相同的分量。在被测量的信号里所包含的各种信号分量中，只有与参照信号频率相同的那个分量才会被转换成为直流，因而才能够通过低通滤波器（LPF）。其他频率的分量因为被转换成为频率不等于零的交流信号，所以被低通滤波器（LPF）滤除。在频率域中，如下图所示。 锁相放大器的基本组成 三．锁相放大器的应用
锁相放大器可用于检测到在杂噪信号中被埋没的微弱的信号。采用选频放大技术，使放大器的中心频率f 0与待测信号频率相同，从而对噪声进行抑制，但此法存在中心频度不稳、带宽不能太窄及对等测信号缺点。后来发展了锁相放大技术。它利用等测信号和参与信号的相互关检测原理实现对信号的窄带化处理，能有效的抑制噪声，实现对信号的检测和跟踪。目前，锁相放大技术已广泛地用于物理、化学、生物、电讯、医学等领域。 应用一:用于测量现场尘粒浓度。尘粒浓度测量仪采用光电收发对称式探测头，能够对温度、振动、器件老化等因素进行抑制。光信号在烟道中的衰减与烟道中尘粒浓度关系遵从朗伯-比尔定律。当烟道内尘粒浓度增大到一定程度，使得光信号大幅衰减，环境杂散光等成为不可忽视的噪声信号。 应用二：用于红外线温度传感器的低温范围拓展。 红外探测器易受杂散光，环境辐射，内部噪声等影响，尤其是低温时热辐射信号微弱，信噪比较低，信号将淹没在噪声中，这就限制了红外温度传感器的应用。锁相放大器可以将微弱的热辐射信号噪声中检测出来，从而拓展了红外线温度传感器在低温范围的应用。 应用三：相敏检波器组成的锁相环在电力系统同步谐波检测中的应用。红外探测器易受杂散光，环境辐射，内部噪声等影响，尤其是低温时热辐射信号微弱，信噪比较低，信号将淹没在噪声中，这就限制了红外温度传感器的应用 四．锁相放大器的工作原理 锁相放大器是以相干检测技术为基础，利用参考信号频率与输入输入信号频率相关，与噪声信号不相关，从而从较强的噪声中提取出有用信号，使得测量精度大大提高。所谓相关，是指两个函数不相关（彼此独立）；如果它们的乘积对时间求平均（积分）为零，刚表明这两个函数的关系又可分为自相关和互相关两种。由于互相关检测抗干扰能力强，因此在微弱信号检测中大都采用互相关检测原理。
前置放大器的设计与应用13页
前置放大器的设计与应用 一、实验目的 1．理解前置放大器的相关概念，理解差模信号与共模信号，了解当前最新的一些前置放大器IC的类别及主要指标和特性，学习前置放大器的设计技巧。 2．实际进行差分信号产生、测试；用单运放构成仪表放大器，并进行性能测试； 3．利用前置放大器IC进行设计、测试与应用。 4．了解阻抗匹配、偏置电路设计及共模信号抑制的常用方法。 二、实验仪器及器件 1．实验所需设备 2 基础实验部分所需器件扩展实验部分所需器件 三、 习 要 求 ．根 据 提 供 的 附 件 材 料
理解与前置放大器相关的一些概念，复习函数信号发生器、数字示波器等仪器的使用方法。理解文氏电桥振荡电路原理。 2．学会阅读IC的英文数据手册，理解运放各主要指标特性的含义。 3．复习运放进行线性放大的相关理论知识，能对输入电阻、输出电阻、共模抑制比CMRR及增益进行计算。主要相关概念及公式如下：差模信号是两个输入电压之差：υid=υi1-υi2 共模信号是两个输入电压的算术平均值：υic=(υi1+υi2)/2 差模电压增益：A VD=υod/υid =υod/(υi1-υi2) 共模电压增益：A Vc=υoc/υic =2*υoc/(υi1+υi2) 根据线性放大电路叠加原理求出总的输出电压：υo= A VDυid+ A Vcυic 共模抑制比：K CMR=| A VD/ A Vc | 共模抑制比用分贝数（dB）表示：K CMR=20lg| A VD/ A Vc | dB 四、实验原理 通过传感器输入的信号，一般信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。对于这样的信号，第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。这个放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比，将需要的信号从噪声中分离出来；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。 图1 典型三运放仪表放大器电路 仪表放大器电路的典型结构如图1所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1、A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R1和R3，R2和R4的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R5=R6，R1=R3，R2=R4的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R5／Rg)(R2／R1)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。 运放作为模拟电路的主要器件之一，能处理双极性或单极性信号：双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”点，单极性不过“零”点，只在一边变化。在供电方式上有单电源和双电源两种，双电源供电运放的输入可以是在正负电源之间的双极性信号，而单电源供电的运放的输入信号只能是0~供电电压之内的单极性信号，其输出亦然。双电源供电的运放电
功率放大器、线路放大器和前置放大器的区别和应用
功率放大器、线路放大器和前置放大器的区别和应用 是由前置放大器放大输入的信号，比如通过麦克风拾取的声音信号，由于它比较弱，需要先被放大到一定的电平才可以到其它级上。通常前置具有较高的电压增益，可以将小信号放大到标准电平上。 线路放大器是为了传输使用的，为了减小输送衰减，使接收方得到足够强的信号，输送时要进行电流放大和推动，有时也需要提高电压输送，比如定压广播就是利用这个原理的。 功率放大器主要是放大电流，这样才能推动低阻的扬声器发出声音。当然，这个例子是按音频实例讲的，若是射频信号，和这个讲法会有些出入，但是意思差不多，像发射机的功放，输出是输出到天线上的。 单增益前级 一开头提到，主动式扩大机内部具有放大电路，一般的增益为0至十倍，而被动式前级使用音量电位器衰减，其最大输出即等于输入。也有一种主动式前级，其放大倍率与被动式前级一样，这就是单增益前级。 单增益前级的目的在于：将前级想象成一个缓冲器（Buffer），在英文意义里，Buffer具有隔离、缓冲的作用，亦即不改变讯源器材的信号强度，但以高输入阻抗接收，以低阻抗输出的观念将讯号送出，因此单增益前级便具有阻抗转换的功能。市面上的单增益前级并不多，最主要原因在于增益往往不足，音量开至最大依旧意犹未尽，国产厂商交直流工作室推出的Encore前级，正是单增益前级的具体代表。这部前级使用孪生场效应晶体管做输入，以ZTX双极性晶体管做输出，具有高输入阻抗、低输出阻抗的特性，由于零件极少，因此S/N比奇高，将音量开至最大，耳朵贴近高音单体听不到任何嘶声，音色通透无染，细节呈现自然，是一部价格极其便宜音质极其优异的单增益前级。 前级放大器线路越简略就是越理想吗？ 有非常多的废话谈论前级放大器，因此，现在是该为它澄清的时候了。在理想的环境聆听中，组件数目越少的讯号路径设计，这种放大器可能会越完全真实完美。这就是simple is the best理论。 每多用一个组件，会增加一分失真，而开关和音量控制却是主要的罪犯。但是很多好的录音能够达致做到，需要在前面的音调上，帮一个忙，才能消除掉回放时那些声音尖刺、令人聆听起来容易感到疲倦的毛病。 这样一来，就产生了这种情况：音调控制提供精密敏感的的运作（事实上许多高级层次的前级放大器都采用了步进制的电阻选择器取代了常用的电位器）。当你试听一个放大器，不妨做一个尝试：只使用它附有的低音与高音旋钮控制音量的时候，你会聆听到相应的差异。你应该相对地小的变化。这种现像不单只是发生在聆听摇滚音乐或流行音乐上，甚至聆听古典音乐的朋友，也会时常想找对一个「左手向下的」在高音上渐减的旋钮，驯化录音天然的顶端。
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器结构原理图解 作者：佚名来源：发布时间：2010-3-31 11:18:20 [收藏] [评论] 功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。就其功率来说远比前置放大器简单，就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的本质就是将交流电能“转化”为音频信号，当然其中不可避免地会有能量损失，其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。 一、功率放大器的结构 功率放大器的方框图如图1-1所示。 1、差分对管输入级 输入级主要起缓冲作用。输入输入阻抗较高时，通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。 前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡，并提供足够的电压增益。 激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。此外，功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号（有 必要时）。 一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。由于它处理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再必须通过反馈网络，所以其线性问题容易处理。事实上，它的线性远比单管输入级为好。图1-2示出了3种最常用的差分对管输入级电路图。 图1-2种差分对管输入级电路 1、加有电流反射镜的输入级 在输入级电路中，输入对管的直流平衡是极其重要的。为了取得精确的平衡，在输入级中加上一个电流反射镜结构，如图1-3所示。它能够迫使对管两集电极电流近于相等，从而可以对二次谐波准确地加以抵消。此外，流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。在平衡良好的输入级中，加上一个电流反射镜，至少可把总的开环增益提高6Db。而对于事先未能取得足够好平衡的输入级，加上电流反射镜后，则提高量最大可达15dB。另一个结果是，起转换速度在加电流反射镜后，大致提高了一倍。 2、改进输入级线性的方法 在输入级中，即使是差分对管采用了电流反射镜结构，也仍然有必要采取一定措施，以见效她的高频失真。下面简述几 钟常用的方法。 1）、恒顶互导负反馈法 图1-4示出了标准输入级（a）和加有恒定互导（gm）负反馈输入级（b）的电路原理图。经计算，各管加入的负反馈电阻值为22Ω当输入电压级为-40dB条件下,经测试失真由0.32%减小到了0.032%。同时，在保持gm为恒定的情况下，电 流增大两倍,并可提高转换速率(10~20)V/us。 图1-3标准电流反馈镜输入级1-4 标准输入级和加有恒定互导负反馈输入级 （2）将输入管换成互补负反馈型对管