共射极基本放大电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数.

共射极基本放大电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数.
共射极基本放大电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数.

放大器的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数

由于输入、输出电阻及电压放大倍数均反映的是交流分量的关系,为了方便计算,只需画交流通路来进行分析。

所谓交流通路是指交流信号流通的路径。在画交流通路时,因电容通交流,而直流电源的内阻又很小,所以把电容和直流电源都视为交流短路。如图7-1-14为图7-1-13a 的交流通路。

图7-1-14 放大电路的交流通路

①输入电阻Ri :放大器的输入电阻是指从放大器的输入端看进去的交流等效电阻。 晶体管的基极与发射极间可等效为rbe ,rbe 可按下面经验公式进行估算。

I

r EQ

be 26

)

1(300β++=

其中,IEQ 为静态时发射极电流,单位为mA 。一般情况下,rbe 为1kΩ左右。

放大器的输入电阻为

Ri≈rbe

对信号源来说,放大器是其负载,输入电阻Ri 表示信号源的负载电阻。一般情况下,

(a) (b)

图7-1-13

(a)共射极基本放大电路 (b)直流通路

希望放大器的输入电阻尽可能大些,这样,向信号源(或前一级电路)汲取的电流小,有利于减轻信号源的负担。

②输出电阻Ro 对负载来说,放大器又相当于一个具有内阻的信号源,这个内阻就是放大电路的输出电阻。

当负载发生变化时,输出电压发生相应的变化,放大器的带负载能力差。因此,为了提高放大电路的带载能力,应设法降低放大电路的输出电阻。 通过交流通路可推出,输出电阻:

R o ≈R C

③电压放大倍数Au 所谓电压放大倍数是指输出电压uo 与输入信号ui 之比。即

u u A

i

o

u

= 通过交流通路,可推出空载时的电压放大倍数为

r

R A be

c

u β-

=

有载时的电压放大倍数为

r

R A

be

L

u

β-

=

其中

L

C L

C L C L R R R R R R R +=

=//'

输入输出阻抗以及阻抗匹配

输入、输出阻抗以及阻抗匹配 在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体,如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体,如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体,而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。 一、输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。输入阻抗是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标: 对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少,对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响。理论基础:Us=(Rs+Ri)×I。Rs为信号源内阻,Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。对于一般的放大电路来说,输入电阻当然是越大越好。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻 而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要

第5章 含有运算放大器的电阻电路总结

第五章 含有运算放大器的电阻电路 ◆ 重点: 1、运放的传输特性 2、比例器、加法器、减法器、跟随器等运算电路 3、含理想运放的运算电路的分析计算 ◆ 难点: 熟练计算含理想运放的电路 5.1 运放的电路模型 5.1.1 运放的符号 运放是具有高放大倍数的直接耦合放大电路组成的半导体多端实际元件。而在本章中,所讲到“运放”,是指实际运放的电路模型——一种四端元件。其符号为 + u- _ o + _ 图5-1 运放的符号 在新国标中,运放及理想运放的符号分别为 图5-2 运放的新国标符号 5.1.2 运放的简介 一、同相与反相输入端 运放符号中的“+”、“-”表示运放的同相输入端和反相输入端,即当输入电压加在同相输入端和公共端之间时,输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相同;反之,当输入电压加在反相输入端和公共端之间时,输出电压和输入电压两者的实际方向相对于公共端来说相反。其意义并不是电压的参考方向。 二、公共端 在运放中,公共端往往取定为接地端——电位为零,实际中,电子线路中的接地端常常取多条支路的汇合点、仪器的底座或机壳等,输入电压、输出电压都以之为参考点。有时,电路中并不画出该接地端,但计算时要注意它始终存在。

5.1.3 运放的输入输出关系 一、运放输入输出关系曲线 在运放的输入端分别同时加上输入电压+ u 和- u (即差动输入电压为d u )时,则其输 出电压u o 为 d u u o u A u u A u =-=-+)( d 图5-3 运放输入输出关系曲线 实际上,运放是一种单向器件,即输出电压受输入电压的控制,而输入电压并不受输出电压的控制。由其输入输出关系可以看出,运放的线性放大部分很窄,当输入电压很小时,运放的工作状态就已经进入了饱和区,输出值开始保持不变。 二、运放的模型 a u - u o u 图5-4 运放的电路模型 由运放的这一模型,我们可以通过将运放等效为一个含有受控源的电路,从而进行分析计算。 例:参见书中P140所示的反相比例器。(学生自学) 5.1.4 有关的说明 在电子技术中,运放可以用于 1.信号的运算——如比例、加法、减法、积分、微分等 2.信号的处理——如有源滤波、采样保持、电压比较等 3.波形的产生——矩形波、锯齿波、三角波等 4.信号的测量——主要用于测量信号的放大 5.2 具理想运放的电路分析 5.2.1 含理想运放的电路分析基础 所谓“理想运放”,是指图中模型的电阻R in 、R 0为零,A 为无穷大的情况。由此我们可以得出含有理想运放的电路的分析方法。根据输入输出特性,我们可以得出含有理想运放器件的电路的分析原则:

求解输入输出电阻

戴维宁定理指出:“一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换,此电压源的激励电压等于一端口的开路电压,电阻等于一端口内全部独立源置零后的输入电阻。 Req=0 无伴电压源只存在戴维南等效电路 Req=∞无伴电流源只存在诺顿等效电路 2.1 等效变换化法: 不含受控源的二端网络除源后,其电路可以看成由电阻按不同方式连接而成的纯电阻电路。求解该二端网络的等效电阻可采用电阻的串并联等效变化或△一Y 变化法直接求取。 例l:求图1所示电路的戴维南等效电阻,其中:Us1=Us2=40V, R1=R2= R4=4ΩR3= 2Ω,R5=8Ω 解:分析图l电路知:不含受控源,将所有电源置零后,电路变成纯电阻电路,可以直接通过串并联等效变化求端口等效电阻。 Req=[(R1∥R2 )+R3)]∥R4+ R5=10Ω a. 等效变换法适用于不含控制源且结构比较简单的二端网络,对于结构复杂的网络也适用,只是计算过程步骤繁琐. 2.2开路短路法: 开路短路法指二端网络的等效电阻等于该端口的开路电压u oc与该端口的短路电流i sc之比。注意:短路电流由开路电压正极流向负极。 开路电压: u oc=10V 短路电流: i+0.5i=10

i sc=20/3A Req= u oc / i sc=1.5Ω a.(受控)独立源处理方法: (受控)电流源不等于短路。其有压降。 (受控)电压源不等于开路。其有电流。 处理方法有2中: 1.避开 如:回路电流法和节点电压法中让(受控)电流源,(受控)电压源做单独回路。 2.设出(受控)电流源上压降。(受控)电压源上电流。 b.开路短路法是依据戴维南和诺顿定理。当二端网络的开路电压为零时(不含独立源是其中一种情况),不能利用此法。因为开路电压为零,等效电阻不能够确定。 2.1输入电阻法: 戴维南定理指出一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口对外电路,其等效电阻等于一端口的全部独立电源置零后的输入电阻。输入电阻等于端口外加电压源与端口的输入电流之比。 例3:利用输入电阻法求解例2所示戴维南等效电阻。 解:根据输入电阻法原则,端口内电源置零,外加电压源,可以得出电路图3。 u=i+0.5i Req= u/ i=1.5Ω 2.4外特性法: 线性二端网络外特性指其端口电压和端口电流之间的关系。(不需将独立源置零)由戴维南定理知,线性二端网络等效电路如图4、图5所示。在不同端口电压和电流参考方下, 其端口外特性可由公式(1)和(2)分别来描述。

模拟电子技术课程习题 第二章 基本放大电路

第二章基本放大电路 2.1 在基本放大电路的三种组态中,输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.2在基本共射放大电路中,负载电阻R L减小时,输出电阻R O将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 2.3 在三种基本放大电路中,输入电阻最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.4在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配 合。 A 共射电路 B 共基电路 C 共集电路 D 共射-共基电路 2.5 在基本放大电路的三种组态中,输出电阻最小的是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.6 在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中,当输入信号为1kHz,5mV的正 弦电压时,输出电压波形出现了底部削平的失真,这种失真是[ ] A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 2.7以下电路中,可用作电压跟随器的是[ ] A.差分放大电路B.共基电路 C.共射电路D.共集电路 2.8 晶体三极管的关系式i E=f(u EB)|u CB代表三极管的 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性

C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 2.9 对于图2.9所示的复合管,穿透电流为(设I CEO1、I CEO2分别表示T1、T2管 的穿透电流) A.I CEO= I CEO2I CEO B.I CEO=I CEO1+I CEO2 C.I CEO=(1+2)I CEO1+I CEO2 D.I CEO=I CEO1 图2.9 [ ] 2.10 在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中,当输入信号为1kHz,5mV 的正弦电压时,输出电压波形出现了顶部削平的失真,这种失真是[ ] B.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 2.11对于基本共射放大电路,R b减小时,输入电阻R i将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 2.12在基本共射放大电路中,信号源内阻R S减小时,输入电阻R i将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 2.13 在三种基本放大电路中,电压增益最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2.14 在三种基本放大电路中,电流增益最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路

什么是输入阻抗和输出阻抗

什么是输入阻抗和输出阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题 二、输出阻抗 无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。输出阻抗在电路设计最特别需要注意。 但现实中的电压源,则不能做到这一点。我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了。当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。这将导致电源输出电压的下降,从而限

制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问)。同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的 三、阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为: P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有

实验二放大器输入、输出电阻和频响特性的测量

实验二 放大器输入、输出电阻和频响特性的测量 一、实验目的 掌握放大器输入电阻、输出电阻和频率特性的测量原理和方法。 二、实验原理 1.放大器输入电阻R i 的测试 最简单的测试方法是“串联电阻法”。其原理如图2-1所示,在被测放大器与信号源之间串入一个已知标准电阻R i ,只要分别测出放大器的输入电压U i 和输入电流I i ,就可以求出: R i =V i /I i = n R i R U U /=R i U U ?Rn 但是,要直接用交流毫伏表或示波器测试Rn 两端的电压U R 是有困难的,因U R 两端不接地。使得测试仪器和放大器没有公共地线,干扰太大,不能准确测试。为此,通常是直接测出U S 和U i 来计算R i ,由图不难求出: R i = i S i U U U -? Rn 注:测R i 时输出端应该接上R L ,并监视输出波形,保证在波形不失真的条件下进行上述测量。 S U 图2-1放大电路输入端模型 2.放大器输出电阻R o 的测试 放大器输出端可以等效成一个理想电压源U o 和R o 相串联,如图2-3所示。 在放大器输入端加入U S 电压,分别测出未接和接入R L 时放大器的输出电压U o 和U L 值,则 L L R U U R )1( 0-= 注意:要求在接入负载R L (或R W )的前后,放大器的输出波形都无失真。

501mA β==CQ ,I , 212*c B b p E R V R R R = ++12*5.1 1.7,10 5.1 p V R ==++ 20.9p R K =Ω 2626200(1) 200(1) 1.526,1be EQ mv mv r K I mA ββ=++=++=Ω 12()//// 1.13,i b p b be R R R R r K =+=Ω 3o c R R K ==Ω

输入电阻和输出电阻(纠结了好长时间,看完就懂了)

输入电阻和输出电阻(纠结了好长时间,看完就懂了) 关于输入电阻和输出电阻,纠结了好长时间,现在终于明白了,拿出来给大家看一下,呵呵输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。理论基础:Us=(Rs Ri)×I。Rs为信号源内阻,Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。对于一般的放大电路来说,输入电阻当然是越大越好。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。输出电阻用来衡量放大器在不同负载条件下维持输出信号电压(或电流)恒定能力的强弱,称为其带负载能力。当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。如果输出电阻Ro很小,满足Ro<条件,则当RL在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。如手机电池,它的内阻可以等效

看作输出电阻,用了几年后,内阻高了,也就要报废了,因为带不动外面的东西了。电压放大和互阻放大电路,即输出为电压信号的放大电路,Ro越小,负载RL对的变化对输出信号V o的影响越小。而且只要负载RL足够大,信号输出功率一般较低,能耗也较低。多用于信号的前置放大和中间级放大。对于一般的放大电路来说,输出电阻当然越小越好。电流放大和互导放大电路,即输出为电流信号的放大电路,与受控电流源并联的Ro越大,负载RL的变化对输出电流Io的影响越小。则与前两种相比当供电电源相同时,可得到较大输出电流信号,所以功率可能到达较大的值,对供电电源的能耗较大。通常用于电子系统的输出级,可作为各种输出物理变量变换器(如音响系统的扬声器,动力系统的电动机等)的驱动电路。

放大器的输出入阻抗

放大器的输出入阻抗 一般我们常耳闻的说法是:扩大机的输入阻抗是愈高愈好,而输出阻抗是愈低愈好。为什么呢? 因为输入阻抗高了,从讯号源来的讯号功率强度就可以不必那么大。 这么说也许还有读者不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出不甚了解,让我们再回想一下欧姆定律;假设讯源输出一个固定电压,传送往下一级,如果这一级的输入阻抗高,是不是由讯源所提供的讯号电流就可以降低? 如果输入阻抗非常非常的高,则几乎不会消耗讯号电流(当然还是会有)就可以驱动这一级电路工作,换句话说就是几乎只要有讯号电压,电路就可以正常工作;但是对于低输入阻抗的电路呢?就正好相反了,它必须要求讯号能源能提供较为大量的讯号电流,因为在同一个电压下,低输入阻抗会流进较大的讯号电流,如果讯源提供的电流强度不足以满足下一级电路的需求,它就不能完美地驱动下一级电路。而讯源的电压和电流的乘积就是讯源的功率了。 何谓低输出阻抗呢?它有什么好处呢? 通常低输出阻抗被提到地方大半是指前级扩大机的输出阻抗,后级通常是称作输出内阻的。前级的低输出阻抗有几个好处:

一.通常会强调低输出阻抗即表示了它有较大的电流输出能力,容易搭配一些低输入阻抗的器材(后级); 二.低输出阻抗可以驱动长的讯号线及电容量较大的负载,以音响用前级为例;前级的输出阻抗在与讯号线结合后,输出阻抗加上讯号线本身固有的电阻与电容会形成一个R C滤波的网路,当输出阻抗愈高时,则经过讯号线后的讯号,其高频端的滚降点就会越低,反之则愈高。 你应该不会希望高频滚降点移进耳朵听得到的音频范围吧? 所以遇上电容量大的讯号线,你还是选一部输出阻抗低一点的前级较为保险。这也是为什么每一种讯号线会有不同声音部份原因。 有了以上大略的说明,你应该可以明白;所谓扩大机输入阻抗愈高愈好,输出阻抗愈低愈好,其主要理由即在此一在与其它器材互相搭配时,其匹配性比较高。 那么照此说来,我们就把每一部扩大机不论是前级或是后级的输入阻抗都设计得很高,输出阻抗都设计得很低,不是就完美无缺了吗? 让我们再从输入阻抗看起,由于高输入阻抗所需的讯号电流较少,可知连接其上的讯号线中流动的电流必较小,因此对于讯号线品质的要求就可以不必那么高,因为少了一个电流的干扰因素在内,这也是高输入阻抗带来的另一个优点。但是高输入阻抗的优点

了解运放的输入输出阻抗

了解运放的输入输出阻抗 一、概念 1.1输入阻抗(Input Resistance)也被称为差模输入阻抗:Z ID。差模输入阻抗的定义为:运放工作在线性区时,两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。 差模输入阻抗中包含输入电阻和输入电容。在低频时它仅指输入电阻。一般产品的数据手册也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧;场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。Z ID愈大,从信号源索取的电流愈小,放大电路所得到的输入电压Ui就越接近信号源电压Us。 在TI的数据手册中,运放TLC27L4的输入电阻为:“”,但并未给出输入电容的值。 1.2输出阻抗定义为,运放工作在线性区时,在运放的输出端加信号电压,这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。 二、仿真 2.1输入电阻的仿真 图一输入电阻的仿真 根据:R=U/I,可得:Ri≈1×109Ω。较手册给出的典型值(1012Ω)差了好多。

首先测试100Hz时运放的输出值,Vo1=42.426mV。如图二示: 图二输入电容的仿真1 然后测试输出-3dB(0.707Vo1=29.995182mV)时的频率值:119.4608kHz。 图三输入电容的仿真2 根据:C=(2πRf)-1,将R=2MΩ、f=119.4608kHz代入,则得Ci≈0.666pF。

图四输出电阻的仿真 在图四中,运放不接负载电阻R2时的输出电压为:V1=141.419mV,接上负载电阻后的输出为:V2=141.413mV。则:Ro=(V1-V2)×R2÷V2≈4.6mΩ。 三、实测 3.1输入电阻的测试 根据图一电路原理,对TLC27L4CN进行输入电阻的实测。其输入、输出波形如下图:

实验二放大器输入输出电阻和频响特性的测量

实验二放大器输入、输出电阻和频响特性的测量 一、实验目的 掌握放大器输入电阻、输出电阻和频率特性的测量原理和方法。 二、实验原理 1. 放大器输入电阻R的测试 最简单的测试方法是串联电阻法”其原理如图2-1所示,在被测放大器与信号源之间串入一个已知标准电阻R i,只要分别测出放大器的输入电压U和输入电流I i,就可以求出:R i=V i/|i= Ui=U L ?Rn U R/R n U R 但是,要直接用交流毫伏表或示波器测试Rn两端的电压U R是有困难的,因U R两端不接地。使得测试仪器和放大器没有公共地线,干扰太大,不能准确测试。为此,通常是直接测出U S和U来计算R i,由图不难求出: U S U i 对阻容耦合放大器,由于耦合电容及射极电容的存在,使A V随信号频率的降低而降低;又因分布电容的存在及受晶体管截止频率的限制,使A V随信号频率的升高而降低。 仅中频段,这些电容的影响才可忽略。描述A V与f关系的曲线称为RC耦合放大器的幅频特性曲线,如图2-4所示。 图中,A V=0.707A V时所对应的f H和f L分别称为上限频率和下限频率,B称为放大器的通频带,其值为B=f H-f L。 -B ----------- ---------------------- 图2-4幅频特性曲线 R i= U i Rn 注:测R i时输出端应该接上R L,并监视输出波形,保证在波形不失真的条件下进行 上述测量。 3?放大器幅频特性的测试

、实验内容分析: _____ 1 _____ f _______ 1— 2 2 (R c R L )C 2 2 r be C 1 图2-4高频等效电路 四、实验内容、方法及结果: 1. 调整静态工作点 (1) 按图2-5所示电路,接好并检查无误后,接通直流电源 +12V ,在无信号输入情 况下,调整偏置可变电阻 R P ,使I C 1mA,(即U RC =3V ) (2) 测量 U CQ 、U CEQ 、U EQ 、U BEQ 和 U BQ 的值。 图2-5共射极放大电路 2 ?测量输入电阻 在静态工作点不变的情况下,将开关 K 打开,用函数信号发生器在输入端加入 Us=10mV 、f=1KHZ 的正弦信号,用毫伏表测量出此时的U S , U i 值。测量结果记入表1-2 中,按“串联电阻法”测量原理,计算出输入电阻的大小。 开关K 闭合保持静态工作点不变,输入信号的频率、电压不变,分别测出不接和接 时的输出电压U 。、U L ,测量结果记入表2-2中,计算出输出电阻的大小 表2-1 开关K 闭合,保持输入信号幅度不变,在输出信号不失真的前提下,改变输入信号 的频率, 测出输出电压的大小,找出 f L ,f H 计算出B 值,结果记入表2-3中。 表 2-3 五、 实验结果分析、小结: f l2 1 2 r be C i 3 2 *1.526*10 *0.84*10 12 4 Hz ,

输入电阻和输出电阻

输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。 关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系,给信号源并联上一个非常大的电阻,假设信号源电压不变,则通过输入电阻的电流非常小,即上面所说的从信号源取得的电流非常小,与信号源并联上此输入电阻后,二者差的越大,则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻,从而信号源上的电压虽然有所降低,但越接近最初的值,假设输入电阻无穷大,即断路,则相当于没有给信号源并联电阻,电压就是初值,不会衰减,这就是上面所说的信号源电压衰减的少。 输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。如果输出电阻Ro很小,满足R0<>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压(或电流)恒定的能力称为带负载能力。而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。

关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源,而将负载并联到了信号源内阻上,这样分析同输入电阻方法相同。 共集电极放大器又称为射极跟随器,具有很大的输入电阻和较小的输出电阻(一般为几欧或几百欧)。为了降低输出电阻值,可选用B值大的管子,较小的输出电阻,说明具有很强的带负载能力,负载在较大范围内变化时,基本可以维持输出信号电压的恒定。共集电极电路不能放大电压信号(总是小于1),但可以放大电流信号,放大功率。该电路常应用于多级放大电路中高输入阻抗的输入级,低输出阻抗的输出级,或者作为实现阻抗变换的缓冲级。比如在线阵CCD输出后进行相关双采样前需接一级射极跟随器来增大电流,提高驱动后级电路的能力。因为信号源电阻会影响电路的输出电阻,所以应考虑信号源内阻Rs的影响。此外,负载电阻RL会影响输入电阻Ri的,这在放大电路的分析和设计计算时应予以注意。 共发射极放大电路的电压放大倍数较大,而且输出信号电压与输入信号电压反相。他的电流放大倍数也比较大。他的输入电阻和输出电阻大潇合适。这种电路常应用于对输入电阻、输出电阻无特殊要求的地方,作为一般低频多级放大电路的输入级、中间级或输出级。 共基级放大电路的电压放大倍数也比较大,而且输出信号与输入信号电压同相。他的电流放大倍数小于1,不能放大电流。这种电路的输入电阻小,输出电阻适中。由于他的频率特性较好,常用于宽频带放大器和高频带放大器。

输出阻抗与输入阻抗详解

一般讲: 采集信号 1.信号源为电压源,输入阻抗越大越好; 2.信号源为电流源,输入阻抗越小越好; 采集功率 1.输入阻抗要与源阻抗一致 合成一句话,就是源和负载的阻抗要匹配(不同的应用场合,“匹配”的涵义不一样)

电路的带负载能力与输入输出阻抗的关系 带负载能力 带负载能力是指,外接器件后,输出的电压或电流大小不受影响的能力。比如,如果一个单片机的引脚输出5伏电压信号,如果接上一个负载后,它的5伏保持不变,那么,它就可以带动这个负载,如果变小,那就说明带不动负载。同样,如果输出的电流能够满足负载的需要,那就说明带负载能力满足要求,反之亦然。所谓带负载能力,是说电路的输出电阻的大小,和电压源(电流源)中的内阻是一个意思。 例如: 在放大电路中,如果你想负载获得得稳定的电压,即负载大小变化时也能获得稳定的电压,此时就要求放大电路的输出电阻越小越好,这样内阻基本上不参与输出电压的分压,所以负载电阻不管多大它上面的电压基本不变。你完全可以用电压源串一个内阻接负载时的情况分析。 如果放大电路输出可以等效成电流源(如果你想让负载上获得稳定的电流),此时就要求输出输出电阻越大越好(最好无穷大),这样不管负载怎么变化内阻(它是并联的)分得的电流都很小,所以电流很稳定。你完全可以用理想电流源并联一个内阻的情况来分析。 所以在实际电路,你要看它的输出端是想稳定输出电流还是想稳定电压(放大电路中的负反馈类型可以判断出来),如果是想稳定输出电压,说它带负载能

力强表示其输出电阻比较小,如果是稳定输出电流,说它带负载能力强表示其输出电阻比较大。 通常,要求输出电阻比较小的情况居多。 输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题。 不管对于电压源还是电流源,其功率都是一定的(理想的为无穷大)。 分析: 对于电压源: P=(U^2)/R 电压一定,则输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响; 对于电流源:P=(I^2)R 而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。

三极管放大电路输入输出阻抗的测量-实验报告

三极管放大电路输入输出阻抗的测量一、实验目的 在学习了三极管放大电路后,通过实验进一步熟悉放大器电路的内部结构及放大原理,实验中测量放大电路输入输出阻,以及影响输入输出阻抗的因素 二、实验原理 单级阻容耦合放大器的电路如图1所示 图1 其主要性能指标有电压放大倍数A V,输入电阻R i,输出电阻R o及通频带B W,本实验主要内容是输入阻抗R i 和输出阻抗R o的测量。 对于任一个四端网络,在信号输入端输入电压与输入电流之比,称为输入阻抗,在输出端,输出电压与输出电流之比为输出阻抗(理想放大器的输出阻抗应为0). 1、输入阻抗的测量 放大器的输入阻抗定义为: 实验测量输入阻抗的电路如图2所示 图2 在放大器的输入端串联一只阻值已知的电阻Rs,输入信号的幅度到达放大器的输入端会被减小。用电表分别测出Rs两端的对地电压Us和Ui,两者差值即Rs上的电压降Us-Ui,则流过输入端的电流: 所以输入阻抗 2、输出阻抗的测量 测量输出阻抗的电路如图3所示 图3 放大器的输出端可视作有源二端网络,把它看做一个交流信号的电源,输出阻抗也就是其内阻,所以测量原理与测量电源内阻类似 用电压表分别测出不接负载R L时的空载电压U0和外接负载R L后的输出电压U0’,则输出阻抗R0的表达式为:

三、实验内容 1、实验器材 放大器模拟实验箱、DA-16型晶体管毫伏表、示波器、信号源、导线等 2、实验步骤 1、如图连接电路。Rs恒定,改变Ic,分别测量Us和Ui,计算输入阻抗 2、Ic恒定,改变Rc,分别测量U0与U0’,计算输出阻抗 3、分析影响输入阻抗和输出阻抗的因素 四、实验结果及分析 1、输入阻抗的测量: Rs恒定,改变Ic(电路参数:R=100kΩ, V b恒定5mV, f u=1kHz正弦波) 分析:可发现输入阻抗Ri 2、输出阻抗的测量 Ic恒定,改变Rc (电路参数: I c=1mA或2mA,R=100kΩ, U0恒定6.2V,f u=1kHz正弦波,负载R L=1kΩ) 分析:可发现输出阻抗Ro会随Rc、Rc、Rc的变化对于Ro的影响更大。 五、实验结论 实验中,在多个不同的条件下测得了三极管放大电路输入阻抗和输出阻抗,并发现了输入阻抗Ri随着Ic 的增大而减小、输出阻抗Ro会随Rc、Ic的增大而减小等影响因素。

输入电阻和输出电阻

输入电阻和输出电阻(纠结了好长时间,看完就懂了) 关于输入电阻和输出电阻,纠结了好长时间,现在终于明白了,拿出来给大家看一下,呵呵输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。理论基础:Us=(Rs+Ri)×I。Rs为信号源内阻,Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。对于一般的放大电路来说,输入电阻当然是越大越好。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。 输出电阻用来衡量放大器在不同负载条件下维持输出信号电压(或电流)恒定能力的强弱,称为其带负载能力。当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信 号源,由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。如果输出电阻Ro很小,满足Ro<条件,则当RL在较大范围内变化时,就可基本维持输出信号电压的恒定。反之,如果输出电阻Ro很大,满足Ro>>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可维持输出信号电流的恒定。如手机电池,它的内阻可以等效看作输出电阻,用了几 年后,内阻高了,也就要报废了,因为带不动外面的东西了。 电压放大和互阻放大电路,即输出为电压信号的放大电路,Ro越小, 负载RL对的变化对输出信号Vo的影响越小。而且只要负载RL足够大,信号输出功率一般较低,能耗也较低。多用于信号的前置放大和中间级

放大。对于一般的放大电路来说,输出电阻当然越小越好。 电流放大和互导放大电路,即输出为电流信号的放大电路,与受控电流源并联的Ro越大,负载RL的变化对输出电流Io的影响越小。则与前两种相比当供电电源相同时,可得到较大输出电流信号,所以功率可能到达较大的值,对供电电源的能耗较大。通常用于电子系统的输出级,可作为各种输出物理变量变换器(如音响系统的扬声器,动力系统的电动机等)的驱动电路。

放大电路练习试题和答案解析

一、填空题 1.射极输出器的主要特点是电压放大倍数小于而接近于1, 输入电阻高 、 输出电阻低 。 2.三极管的偏置情况为 发射结正向偏置,集电结反向偏置 时,三极管处于饱和状态。 3.射极输出器可以用作多级放大器的输入级,是因为射极输出器的 输入电阻高 。 4.射极输出器可以用作多级放大器的输出级,是因为射极输出器的 输出电阻低 。 5.常用的静态工作点稳定的电路为 分压式偏置放大 电路。 6.为使电压放大电路中的三极管能正常工作,必须选择合适的 静态工作点 。 7.三极管放大电路静态分析就是要计算静态工作点,即计算 I B 、 I C 、 U CE 三个值。 8.共集放大电路(射极输出器)的 集电极 极是输入、输出回路公共端。 9.共集放大电路(射极输出器)是因为信号从 发射极 极输出而得名。() 10.射极输出器又称为电压跟随器,是因为其电压放大倍数 电压放大倍数接近于1 。 11.画放大电路的直流通路时,电路中的电容应 断开 。 12.画放大电路的交流通路时,电路中的电容应 短路 。 13.若静态工作点选得过高,容易产生 饱和 失真。 14.若静态工作点选得过低,容易产生 截止 失真。 15.放大电路有交流信号时的状态称为 动态 。 16.当 输入信号为零 时,放大电路的工作状态称为静态。 17.当 输入信号不为零 时,放大电路的工作状态称为动态。 18.放大电路的静态分析方法有 估算法 、 图解法 。 19.放大电路的动态分析方法有 微变等效电路法 、 图解法 。 20.放大电路输出信号的能量来自 直流电源 。 二、选择题 1、在图示电路中,已知U C C =12V ,晶体管的?=100,' b R =100k Ω。当i U =0V 时, 测得U B E =0.7V ,若要基极电流I B =20μA ,则R W 为 k Ω。A A. 465 B. 565 C.400 D.300 2.在图示电路中,已知U C C =12V ,晶体管的?=100,若测得I B =20μA ,U C E =6V ,则R c = k Ω。A A.3 B.4 C.6 D.300

输入电阻和输出电阻的意义&定量测量(看过就全懂了)

2009-07-06 01:14 输入电阻和输出电阻的意义&定量测量(看过就全懂了) 输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。理论基础:Us=(Rs+Ri)×I。Rs为信号源内阻,Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。对于一般的放大电路来说,输入电阻当然是越大越好。如果想从信号源取得较大的电流,则应该使放大器具有较小的输入电阻。 输出电阻用来衡量放大器在不同负载条件下维持输出信号电压(或电流)恒定能力的强弱,称为其带负载能力。当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时,对负载RL来说,放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源,由这个信号源向RL 提供输出信号电压和输出信号电流。Ro称为放大器的输出电阻,它是从放大器 输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。如果输出电阻Ro很小,满足Ro<>RL条件,则当RL在较大范围内变化时,就可 维持输出信号电流的恒定。如手机电池,它的内阻可以等效看作输出电阻,用了几年后,内阻高了,也就要报废了,因为带不动外面的东西了。 电压放大和互阻放大电路,即输出为电压信号的放大电路,Ro越小,负载RL对的变化对输出信号Vo的影响越小。而且只要负载RL足够大,信号输出功率一般较低,能耗也较低。多用于信号的前置放大和中间级放大。对于一般的放大电路来说,输出电阻当然越小越好。 电流放大和互导放大电路,即输出为电流信号的放大电路,与受控电流源并联的Ro越大,负载RL的变化对输出电流Io的影响越小。则与前两种相比当供电电 源相同时,可得到较大输出电流信号,所以功率可能到达较大的值,对供电电源的能耗较大。通常用于电子系统的输出级,可作为各种输出物理变量变换器(如音响系统的扬声器,动力系统的电动机等)的驱动电路。 同相放大器输入电阻无穷大,输出电阻近似为0 反相放大器输入电阻为R1,输入电阻近似为0,所以能用同相放大器的地方尽量用同相放大器。

运算放大器常见问题

1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢? (1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。 芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地 线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分 析。 (2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡, 这也是其得名的原因。 2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?? (1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。 (2)防止自激。 3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果? (1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。 4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?? (1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号,输出电 压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电 阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。因为信 号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。 5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么? (1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。 6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容? (1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶 体管或是MOS 管组成。在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时 候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在 外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能…… 7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果? (1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小) 一个固定的数。 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。 8.理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电 压是多少? (1) 放大倍数是无穷大,输入阻抗是无穷小,同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0

关于基本放大器输出电阻的分析

关于基本放大器输出电阻的分析 【摘要】输出电阻是放大器的重要交流参数,其大小反映了放大器带负载的能力。本文对放大器输出电阻的三种计算方法进行了分析,并通过共射放大器、共集放大器输出电阻的计算进行了举例说明。 【关键词】放大器;输出电阻;分析方法 图1所示为基本放大器示意图。放大器对信号源而言相当于一个负载,放大器输入回路可以用一个电阻来等效,这个电阻就是放大器的输入电阻,它是用来衡量放大器对信号源影响的一个性能指标,输人电阻越大,放大器从信号源索取的电流就越小,放大器所得到的输入电压就越大。放大电路对负载而言就相当于一个信号源,所以放大器输出回路可以用一条有源支路来等效,这条有源支路的电动势就是放大器的输出空载电压,这条有源支路的电阻就是放大器的输出电阻,输出电阻越小,负载得到的电压就越大,说明输出电压受负载电阻的影响就越小,因此输出电阻可以用来衡量放大器带负载的能力。 一、输出电阻分析方法 1.输入信号短路,通过输出端所加电压、电流求输出电阻 图1所示,当输入信号短路,即时,,在输出端加一交流电压,产生电流,则输出电阻为。 2.输入端加电压信号,通过空载电压、短路电流求输出电阻 图1所示,将输出端短路时,会产生短路电流,则输出电阻为。 3.输入端加电压信号,通过空载电压、负载电压求输出电阻 图1所示,放大器输出端接上负载电阻时,负载电阻与输出电阻对空载电压分压,负载分得的电压为,则输出电阻为。 二、输出电阻计算举例 1.通过输出端外加电压信号求输出电阻 图2所示为共集电极放大器,使,在输出端加一交流电压,则会在输出端产生电流,输出电阻等于除以。 2.通过开路电压短路电流求输出电阻 图3所示为共集电极放大器微变等效电路,将、两条支路等效成一条支路,

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