模电笔记5 基本放大电路 放大的概念 放大电路的性能指标_任何放大电路的输出端均可等效为具有内阻的电压源

该系列为《模拟电子技术基础（第5版，童诗白、华成英）》的阅读笔记

1放大电路

1.1放大的概念

放大电路放大的本质就是能量的控制和转换。
电子电路放大的基本特征就时功率放大。
能够控制能量的元件称为有源元件。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。

1.2放大电路的性能指标

放大电路的示意图，如下图1.1所示。
对信号而言，任何一个放大电路均可以看成一个两端口网络。
左边为输入端口，右边为输出端口。
不同的放大电路从信号源索取的电流不同，且对同样信号的放大能力也不同。
即使同一放大电路对不同频率信号的放大能力也存在差异。
因此引出如下主要指标。

图1.1 放大电路的示意图

①放大倍数：直接衡量放大电路放大能力的重要指标。其值为输入量与输出量之比。分有电压放大倍数、电流放大倍数，以及电压对电流的放大倍数电流对电压的放大倍数。

②输入电阻R_i：从放大电路输入端看进去的等效电阻。
R_i越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路所得到的输入电压U_i越接近信号源U_s。

③输出电阻R_o：任何放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源。
R_o越小，负载电阻R_L变化时，U_o的变化越小，放大电路的带负载能力越强。

④通频带：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降，并产生相移。
一般情况，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
下图1.2所示为某放大电路放大倍数的数值和信号频率的关系曲线，称为幅频特性曲线，图中A_m为中频放大倍数。

图1.2某放大电路的幅频特性曲线

在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下降，使放大倍数的数值等于0.707倍|A_m|的频率称为下限截止频率f_L。
在信号频率上升到一定程度时，放大倍数的数值也将减小，使放大倍数的数值等于0.707倍|A_m|的频率称为上限截止频率f_H。
f小于f_L的部分称为放大电路的低频段，f大于f_H的部分称为高频段，而f_L和f_H之间形成的频带称为中频带，也被称为放大电路的通频带f_bw。
通频带宽，表明放大电路对不同的频率信号的适应力越强。
当频率趋近于0或无穷大的时候会，放大倍数的数值趋近于0.
在实用电路中，有时也希望频带尽可能窄，比如选频放大电路。

⑤非线性失真系数：由于放大器件均具有非线性特性，他们的线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。

⑥最大不失真输出电压：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。
一般以有效值U_om表示，也可以用峰峰值U_opp表示，U_opp=2√2U_om

⑦最大输出功率与效率
在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为最大输出功率。
此时，输出电压达到最大不失真输出电压。