放大器電路

放大器電路，或稱放大電路，能增加信號的輸出功率。它透過電源取得能量來源，以控制輸出信號的波形與輸入信號一致，但具有較大的振幅。依此來講，放大器電路亦可視為可調節的輸出電源，用來獲得比輸入信號更強的輸出信號。

放大器的四種基本類型是電壓放大器、電流放大器、互導放大器和互阻放大器。進一步的區別在於輸出是否是輸入的線性或非線性表示。放大器也可以通過在信號鏈中的物理位置來分類。

基本介紹

  • 中文名：放大器電路
  • 外文名：Amplifier
簡介,性能指標,放大器類型,使用歷史及演化,參見,

簡介

放大器電路，或稱放大電路，能增加信號的輸出功率。它透過電源取得能量來源，以控制輸出信號的波形與輸入信號一致，但具有較大的振幅。依此來講，放大器電路亦可視為可調節的輸出電源，用來獲得比輸入信號更強的輸出信號。
放大器的四種基本類型是電壓放大器、電流放大器、互導放大器和互阻放大器。進一步的區別在於輸出是否是輸入的線性或非線性表示。放大器也可以通過在信號鏈中的物理位置來分類。

性能指標

主條目：放大器的性能指標
放大器質量是通過以下一系列指標來衡量的：
  • 增益，輸出與輸入信號的幅度之間的比率
  • 頻寬，有用的頻率範圍的寬度
  • 效率，輸出功率和總功率消耗之間的比率
  • 線性，輸入和輸出之間比例性的程度
  • 噪聲，混入到輸出的不想聽到的聲音
  • 輸出動態範圍，最大與最小的有用輸出電平的比例
  • 擺率，輸出的最大變化率
  • 上升時間，建立時間，振鈴和過沖的階躍回響表征
  • 穩定性，避免自振盪的能力

放大器類型

放大器可以依據它們的輸入與輸出屬性區分規格。它們顯示增益的性質，即輸出信號和輸入信號幅度之間的比例係數。出依其增益的種類，可區分為電壓增益（voltage gain）、電流增益（current gain）、功率增益（power gain），或是其他的單位。例如，一個互導放大器（transconductance amplifier）的增益單位是電導（輸出電流除以輸入電壓）。在多數情況，輸入和輸出為相同的單位，增益無需標示出單位(除了在強調是電壓放大或電流放大的情形下)，實際上經常以db（decibels）標示。
四個基本類型的放大器，如下所示：
  1. 電壓放大器 - 這是放大器的最常見的類型。輸入電壓被放大到較大的輸出電壓。放大器的輸入阻抗高，輸出阻抗低。
  2. 電流放大器 - 該放大器能將輸入電流變為一個較大的輸出電流。放大器的輸入阻抗低，輸出阻抗高。
  3. 互導放大器 - 該放大器在變化的輸入電壓下的回響為提供一個相關的變化的輸出電流。
  4. 互阻放大器 - 該放大器在變化的輸入電流下的回響為提供一個相關的變化的輸出電壓。該設備的其他名稱是跨阻放大器和電流電壓轉換器。
在實踐中，一個放大器的功率增益將取決於所用的源阻抗和負載阻抗以及內在的電壓/電流增益; 而一個射頻（RF）放大器可以具有其最大功率傳輸的阻抗，音頻和儀表放大器通常最佳化輸入和輸出阻抗，以使用最小的負載並獲得最高的信號完整性。一個聲稱增益為20 dB的放大器可能具有10倍的電壓增益和遠超過20 dB（100功率比）的可用功率增益，但實際上可以提供一個低得多的功率增益，比如輸入是一個600 Ω的麥克風，輸出接在一個47 kΩ的功率放大器的輸入端上。

使用歷史及演化

放大器電路在不同時期在電子領域中有扮演著不同的角色：
  • 放大器電路被首次用於中繼傳播設施。例如在舊式電話線路中：用弱電流控制外呼線路的電源電壓。
  • 用於音頻廣播。范信達（Reginald Fessenden）在1906年12月24日，首次把碳粒式麥克風作為放大器，套用於調頻廣播傳送裝置中，把聲音調製成射頻源。
  • 在20世紀60年代，真空管開始淘汰。當時，一些大功率放大器或專業級的音頻套用（例如吉他放大器和高保真放大器）仍然會採用真空管放大器電路。許多廣播發射站仍然使用真空管。
  • 20世紀70年代開始，越來越多的電晶體被連線到一塊晶片上來製作積體電路。如今大量商業上通行的放大器都是基於積體電路的。

參見

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