放大电路的性能指标
2.1放大的概念和放大电路的
-
Ui
Uo
-
-
-
中频段
U o Ro I o
0 U s RL
通常希望Ro愈小愈好
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4. 通频带
放大倍数在高频和低频段分别下降至中频放大倍
的0.707倍时所包括的频率范围,用BW表示.
Avm
Av 0.707Avm
BW
O
放大电路的通频带
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f
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5. 非线性失真系数
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2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标
放大的概念
放大电路 性能指标
一、放大的基本概念
放大的本质: 是实现能量的控制和转换， 放大作用: 是小能量对大能量的控制作用
放大的对象: 是变化量
电子放大电路的基本特征: 是功率放大 放大电路的核心元件: 能够控制能量的元件 如晶体管和场效应管
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-
Ui
Uo
RL
-
-
-
无明显失真的最大输出电压(或电流) 一般指电压的有效值,以Uom (或Iom )表示.
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7. 最大输出功率与效率
输出功率:无明显失真时的最大输出功率,用Pom表示 效率:
Pom PV
PV为直流电源消耗的功率
除以上几个主要技术指标,针对不同场合,还可能 提出其他一些指标,如电源容量,抗干扰能力等,
2. 输入电阻
Rs Ii
+ 正弦测 ~ Us 试电压 + Ui 放大 Ri 电路
Io Ro + U´o ~ +
Uo
-
RL
模拟电路5(三极管的放大的概念和放大电路的性能指标)
模拟电路5（三极管的放大的概念和放大电路的性能指标）三极管是一种常用的电子器件，常用于放大信号。
它具有放大电流和放大电压的功能，可用于放大、开关、调节、稳定等电路。
本文将详细介绍三极管放大电路的概念、性能指标以及如何分析放大电路的特性。
一、三极管的放大概念三极管是一种由三个材料相互交叉形成的半导体器件，包括基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。
三极管可分为NPN型和PNP型，其工作原理类似。
三极管的放大是指通过控制基极电流的小变化，使得集电极电流或集电极电压产生较大的变化，从而实现信号的放大效果。
当输入信号加到基极上时，通过电流放大作用，信号放大后输出到集电极上。
二、三极管放大电路的性能指标1.增益（电流增益和电压增益）：增益是指输出信号和输入信号的比值。
三极管有两种增益，即电流增益β和电压增益Av。
2.最大输出电压摆幅：三极管放大电路的最大输出电压摆幅是指输出信号的最大峰-峰值。
它决定了放大电路能够输出的信号范围。
3.频率响应：频率响应是指放大电路对信号频率的响应能力。
在放大电路中，频率越高，放大效果越差。
三极管的频率响应主要由其内部电容和电感等元件的影响。
4.静态功耗：放大电路在没有输入信号时的功耗称为静态功耗。
它决定了放大电路的能量消耗程度。
5.线性度：放大电路的线性度是指输出信号与输入信号的关系是否线性。
在理想情况下，放大电路应当具有良好的线性度，即输出信号与输入信号之间存在简单的线性关系。
三、分析放大电路特性的方法要分析和设计放大电路，需要理解并掌握以下方法。
1.直流工作点分析：在放大电路中，直流工作点的选择非常重要。
需要确定合适的电阻值和电流值，以使得三极管在合适的工作状态下工作。
2.小信号模型：在分析放大电路时，通常将三极管视为小信号放大器。
根据小信号模型，将输入信号和输出信号表示为基本的电压和电流。
3.双电源放大电路分析：在实际应用中，放大电路通常采用双电源供电。
因此，需要进行双电源放大电路的分析和设计。
放大电路的主要性能指标
信号放大电路
1.3
输出电阻
放大电路的主要性能指标
对于负载RL 来说， 放大器相当于一个有内阻的信号源，根据戴维南定理， 输出电阻Ro 应为
可见， Ro 越小， 负载电阻RL 变化时输出电压的变化越小， 称放大电路的 带负载能力越强。
1.4
通频带
信号放大电路
放大电路的主要性能指标
由于放大电路中不可避免地存在 电抗元件（如电容） ， 因此其 电压增益通常只在一个有限的信 号频率范围内保持基本不变， 而 当信号频率较低或较高时， 其电 压增益都会下降。图所示为某放 大电路的电压增益与信号频率的 关系曲线， 称为幅频特性曲线。
电路与电子技术
电路与电子技术
信号放大电路
放大电路的主要性能指标
信号放大电路
1.1
放大倍数
１.电压放大倍数
放大电路的主要性能指标
电压放大倍数定义为输出电压与输入电压之比， 若不考虑放大电路中的电 抗因素， 则
某些情况下还要用到源电压放大倍数Aus ， Aus 定义为输出电压与信号源 电压之比
信号放大电路
1.1
放大倍数
１.电流放大倍数
放大电路的主要性能指标
电流放大倍数定义为输出电流与输入电流之比， 若不考虑放大电路中的电 抗因素， 则
工程上常用分贝（dB） 来表示放大倍数的大小， 则
信号放大电路
1.2Leabharlann 输入电阻放大电路的主要性能指标
对于信号源来说， 放大器相当于一个负载， 这个等效负载电阻就是放大器 的输入电阻Ri ， 即从放大器输入端看进去的等效电阻。由图可知， 输入电 阻Ri 应为
电工电子技术实验报告答案
实验名称：基本放大电路的研究一、实验目的1. 了解基本放大电路的组成和原理。
2. 掌握放大电路的性能指标和测量方法。
3. 学会使用示波器和信号发生器等实验仪器。
二、实验原理基本放大电路主要由晶体管、电阻和电容等元件组成。
其基本原理是利用晶体管的放大作用，将输入信号放大到所需的电压或电流水平。
放大电路的性能指标主要包括增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽和噪声等。
三、实验仪器与设备1. 晶体管（如：3DG6）2. 电阻（不同阻值）3. 电容（不同容量）4. 信号发生器5. 示波器6. 万用表7. 实验电路板8. 电源四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，注意元件的连接顺序和方向。
2. 调整电源电压，使晶体管工作在放大区。
3. 使用信号发生器产生输入信号，频率和幅度可调。
4. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，测量输出信号的幅度和相位。
5. 使用万用表测量放大电路的输入阻抗、输出阻抗和带宽。
6. 改变电路元件的参数，观察放大电路性能的变化。
五、实验数据与结果1. 输入信号频率：1kHz2. 输入信号幅度：1Vpp3. 输出信号幅度：10Vpp4. 输入阻抗：50kΩ5. 输出阻抗：1kΩ6. 带宽：100kHz六、实验分析1. 放大电路的增益为输出信号幅度与输入信号幅度的比值，本实验中增益为10。
2. 输入阻抗为晶体管集电极与基极之间的等效电阻，本实验中输入阻抗为50kΩ。
3. 输出阻抗为晶体管发射极与集电极之间的等效电阻，本实验中输出阻抗为1kΩ。
4. 带宽为放大电路能够正常工作的频率范围，本实验中带宽为100kHz。
七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了基本放大电路的组成和原理。
2. 我们学会了使用示波器和信号发生器等实验仪器进行实验。
3. 通过改变电路元件的参数，我们观察到了放大电路性能的变化，进一步了解了放大电路的性能指标。
八、注意事项1. 在连接电路时，注意元件的连接顺序和方向，避免出现短路或开路。
3-2 放大的概念和放大电路的性能指标
输出电阻的定义
A
放大电路
RL
负载
Uo
U Ro o I o
0 U S RL
短路，但保留信号源内阻 此时，应将信号源源电压 U s Rs RL U 同时将负载 开路。在输出端加假想电源 ，求出 o Ro Io 即可计算出 。
， ，
方法二
通过实验的方法求放大电路的输出电阻。先测试负载开路 。 ，再测试负载电阻为RL时的输出电压U 时的输出电压U O O
6. 通频带 放大电路的增益A( f ) 是频率的函数。在低频段和高频段 放大倍数都要下降。当A( f )下降到中频电压放大倍数A0 的 1/ 2 时所对应的频率，即
A
A0 A( f L ) A( f H ) 0.7 A0 2
A0 0.7 A0
O
fL
fH
f
低频段
中频段
高频段
放大电路电压增益的幅频特性
us
Rs
信号源
ui
A
放大电路
uo
RL
负载
直流电源
放大电路结构框图
可将放大电路看成是一个含有受控源的双端口网络。 它由信号源、放大电路、直流电源组成，放大电路一般都 包括负载，但负载不是放大电路的必须组成部分。
3.3.2 放大电路的性能指标
放大电路的性能指标是衡量其性能优劣的标准。 放大电路的性能指标主要包括放大倍数（增益）、
负载
信号源
放大电路结构示意图
(1)电压增益定义为
(4)互阻增益定义为
U = o A uu U i
= Io A ii I i
U = o A ui I i
放大电路的性能指标
放大电路的性能指标放大电路的性能指标性能指标可以分为三种类型: 第一种是对应于一个赋值已定,频率已定的信号输入时的性能,这是放大电路的基本性能. 第二种是对应于赋值不变而频率改变的信号输入时的性能.第三种是对应于频率不变而赋值改变的信号输入时的性能.第一种类型的指标:1. 放大倍数放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标. 它定义为输出变量的赋值与输入变量的赋值之比,有时也称之为增益. 虽然放大电路能实现功率的放大,然而在很多场合,人们常常只关心某一单项指标的放大倍数,比如电压或电流的放大倍数.由于输出和输入信号都有电压和电流量,所以存在以下四种比值:电压放大倍数用Auu表示,定义为Auu=Uo/Ui, 或简化为 Au=Uo/Ui电流放大倍数用Aii表示,定义为Aii=Io/Ii, 或简化为 Ai=Io/Ii电压对电流的放大倍数用Aui表示,定义为Aui=Uo/Ii电流对电压的放大倍数用Aiu表示,定义为Aiu=Io/Ui式中的Uo,Ui,Io和Ii都是正弦信号的有效值.需要注意的是, 如果输出波形出现明显的失真,则比值就失去意义了,因此在输出端要有监视失真的措施(如用示波器观察波形). 其他指标也是如此.2. 输入电阻作为一个放大电路,一定要有信号源来提供输入信号.例如扩大机就是利用话筒将声音转化成电信号提供给放大电路的.还有其他经过温度,压力等传感器变换后产生的各种各样的电信号源. 放大电路与信号源相连,就要从信号源取电流. 取电流的大小表明了放大电路对信号源的影响程度,所以我们定义一个指标,来衡量放大电路对信号源的影响,叫做输入电阻.当信号频率不是很高时,输电流Ii与输入电压Ui基本同相,因此通常用输入电阻来表示.它定义为Ri=Ui/Ii从图中可见, Ri就是向放大电路输入端看进去的等效电阻. Ri越大,表明它从信号源取的电流越小,放大电路输入端所得到的电压Ui越接近信号电压Us.因此作为量测仪表用的放大电路其Ri要大. 但是对于晶体管来说, Ri大则取电流小,将降低放大倍数.所以在需要放大倍数而Rs为固定值的情况下,晶体管放大电路的i又以小一些为好.3. 输出电阻放大电路将信号放大后,总要送到某装置去发挥作用. 这个装置我们通常称为负载. 比如扬声器就是扩大机的负载. 当我们在原来的扬声器两端再并联一个扬声器时, 它两端的电压将下降, 这种现象说明向放大电路的输出端看进去有一个等效内阻, 通称为输出电阻,记作Ro.通常测定输出电阻的办法是在输入端加正弦波实验信号,测出负载开路时的输出电压Uo', 再测出接入负载RL时的输出电压Uo. 则有公式: Ro=(Uo'/Uo -1)*RL输出电阻越大,表明接入负载后,输出电压的赋值下降越多.因此,Ro反映了放大电路带负载能力的大小.第二种类型的指标:4. 通频带当只改变输入信号的频率时,发现放大电路的放大倍数是随之变化的,输出波形的相位也发生变化. 这就需要有一定的指标来反映放大电路对于不同频率的信号的适应能力. 一般情况下, 放大电路只适用于放大一个特定频率范围的信号, 当信号频率太高或太低时,放大倍数都有大幅度的下降.当信号频率升高而使放大倍数下降为中频时放大倍数(记作Aum)的0.7倍时,这个频率称为上限截止频率,记作fH. 同样, 使放大倍数下降为Aum的0.7倍时的低频信号频率称为下限截止频率,记作fL. 我们将fH和fL之间形成的频带称为通频带,记作fbw,即fbw=fH-fL通频带越宽,表明放大电路对信号频率的适应能力越强. 对于收录机,扩大机来说,通频带宽意味着可以将原乐曲中丰富的高,低音都能完美地播放出来.然而有些情况下则希望频带窄,如第七章中要讲的带通滤波电路等.第三种类型的指标:5. 最大输出幅值最大输出幅值指的是当输入信号再增大,就会使输出波形的非线性失真系数超过额定数值(比如10%)时的输出幅值.我们以Uom(或Iom)表示.一般指有效值,也有以峰至峰值表示的,二者差2*根号2倍.6. 最大输出功率与效率最大输出幅值是输出不失真时的单项(电压或电流)指标. 此外还应该有一个综合性的指标即最大输出功率.它是在输出信号基本不失真的情况下能输出的最大功率,记作Pom.前面我们说过, 输入信号的功率都是很小的,经过放大电路,得到了较大的功率输出.这些多出来的能量是由电源提供的,放大电路只不过是实现了有控制的能量转换.既然是能量的转换,就存在转换效率的问题. 也就是说, 不能只看输出功率的大小,还应看能量的利用率如何.效率n定义为n=Pom/Pv式中Pv为直流电源消耗的功率.7. 非线性失真系数由于晶体管等器件都具有非线性的特性,所以当输出幅度大了之后,有时需要讨论它的失真问题. 我们在这里定义的非线性失真系数, 是指放大电路在某一频率的正弦波输入信号下,输出波形的谐波成分总量和基波成分之比. 用A1,A2,A3...表示基波和各次谐波的幅值,则失真系数D 定义为:D=根号下((A2/A1)的平方+(A3/A1)的平方+...) 以上三类指标是以输入信号的幅度和频率来划分的.一般来说,第一类指标多适用于输入为低频小信号时的情况;第二类指标多适用于输入信号幅值小但频率变化范围宽的情况; 第三类指标则多适用于低频但输出幅值较大的情况.其他指标限于篇幅的关系不一一介绍.。
三极管及放大电路—多级放大电路(电子技术课件)
ሶ
20 ሶ = 20 1
=1
3.单级放大器频率特性
下限频率fL
上限频率fH
通频带BW = fH - fL≈fH
4.两级相同放大器的幅频率特性
绘制多级放大电路的
频率特性曲线时，只要将
各级对数频率特性在同一
横坐标上频率所对应的电
压增益相加，即为幅频特
性。
5.两级相同放大器的相频率特性
绘制多级放大电路的相
频特性曲线时，只要将各级
对数频率特性在同一横坐标
上频率所对应的相位差相加
，即为相频特性。
多级放大电路组成及耦合方式
2.6.1 多级放大电路组成及耦合方式
一、多级放大电路的组成
多级放大电路的组成框图如图所示，第一级的输入为电路总的输入，前级输出
工作点的相互影响。
直接耦合的两级共射放大电路
常用的解决电路形式
（a）
（b）
（a）采用电阻Re2提高VT2发射极电位，从而提高VT1集电极电位，避免
VT1进入饱和区。
（b）采用电阻R、稳压管VZ构成稳压电路，提高VT2发射极电位，从而
提高VT1集电极电位，避免VT1进入饱和区。
常用的解决电路形式
（c）
=
(−1)
总电压放大倍数为：
1 2
AU =
=
∙
∙⋯
= AU1 ∙ AU2 ∙ ⋯ ∙ AUN
1
1 1
(−1)
二、多级放大电路的级间耦合方式
多级放大器级间耦合方式一般有：阻容耦合，变压器耦合，直接耦合三种。
1.阻容耦合
前级输出信号通过电容、下
级输入电阻，传递到下一级的连
放大电路的概念及性能指标、基本共射放大电路的工作原理、放大电路的分析方法
U O1 RO ( 1) RL UO 2
U S U O1 ;
uS RS
Ro
US
Uo1 Ro
RL UO 2 U O1 RO RL
Au
US
RL
Uo2
U O1 U O1 RO RO ( 1) RL 1 UO2 UO2 RL
4 通频带BW
——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。 放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线 3dB 低 频 区 中频区 高 频 区
放大的实质：小能量对大能量的控制。
xi
放 大 器
xo 负
载
由小能量的输入信号去控制放大电路中的直流 电源，使之输出较大的能量，然后推动负载。
放大电路的核心器件：BJT或FET。 例： 扩音系统
放大的基 本特征： 功率放大
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
放大的前提： 不失真
基本放大电路及其模型
iO
uS RS Au
注意： 计算输出电阻时必须将独立 信号源置零并保留内阻。 输出电阻与负载无关。
uo
u O 输出电阻的定义式：R u 0 S O iO R L
方法2：测量法 （1） 将负载开路，测量开路（空载）输出电压UO1。 （2） 在输出端接入一个已知负载，测输出电压UO2。 （3） 计算。
IBQ VCC U B EQ Rb 12 0.7 ( ) mA 280 40 A
ICQ b IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
估算静态工作点的步骤：
（1） 画出直流通路。出IB、IC、UBE、UCE。 （2） 列输入（出）回路的压方程。< IC=βIB >
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放大电路的性能指标
放大电路放大信号性能的优劣是用它的性能指标来表示的。
性能指标是指在规定条件下，按照规定程序和测试方法所获得的有关数据。
放大电路性能指标很多，且因电路用途不同而有不同的侧重。
这里仅介绍其中几项指标的含义。
图Z0206是测试放大电路指标时的示意图。
图中输入、输出端的电压和电流均为正弦量。
Us是信号源电压，RL表示各种形式的实际负载的等效电阻。
一、放大倍数
放大倍数表征放大电路对微弱信号的放大能力，它是输出信号(Uo、Io、Po)比输入信号增大的倍数，又称增益。
1. 电压放大倍数
放大电路的电压放大倍数定义为输出电压有效值与输入电压有效值之比，即。