電壓放大器工作原理_電壓放大器的特點

2020-11-22 電子發燒友

電壓放大器工作原理_電壓放大器的特點

發表於 2018-03-20 14:40:16

電壓放大器（VoltageAmplifier）是提高信號電壓的裝置。對弱信號，常用多級放大，級聯方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數高、頻率響應平坦、失真小。當負載為諧振電路或耦合迴路時，要求在指定頻率範圍內有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

電壓放大器的特點：

（1）傳感器輸出信號為電荷；

（2）是具有深度負反饋的高增益放大器，實質是一個電流\電壓轉換器；

（3）不容易引入現場幹擾信號，電路受連接電纜長度變化的影響不大，幾乎可忽略不計，可用於壓電式傳感器遠距離傳輸放大；

（4）可對靜態壓力進行有效測量；

（5）頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠和重量輕。

放大器的電路構成

電壓放大器的核心是處於放大狀態的三極體，假定我們使用的是NPN型矽三極體，則可以如圖3（a）向它提供放大條件。

圖3（a）VBB給發射結提供正偏；VCC給集電結提供反偏。

如果流經Rb的電流Ib適當，使經過放大的Ic在Rc壓降使集電極電壓Vc》Vb，三極體就工作在放大區域了。但這一電路有明顯的缺陷，就是需要用VBB和 VCC兩組電池，這是很不方便的，也是不現實的。因此我們設法將兩個電源合併使用，放棄電源VBB，利用電源VCC經過電阻Rb產生Ib，給發射結提供正偏，形成如圖3（b）所示的電路。電阻Rb稱作「偏置電阻」。這樣，放大器的核心部分就形成了。如果Rb接在c-b之間，形成電壓負反饋，穩定工作點，如圖3（c）所示。通常在畫電路圖時，因為直流電源VCC許多地方公用，一般可以不畫，標VCC即可，如（c）所示。

需要放大的小電壓信號是如何輸入而不影響放大器的直流偏置呢？可以在基極串入一個電容C1，如圖4所示，C1稱作「輸入耦合電容」。電容的一個重要特性就是「隔直通交」，它能隔斷直流，但允許交流通過。普通信號都是由一系列交流信號組合而成的，所以小電壓信號可以通過耦合電容到達三極體的基極。

輸入的電壓信號到達基極，將使基極電位在原來確定的直流偏壓基礎上發生變化，從而使基極電流隨之發生變化。如果輸入信號很小，那麼基極電流的變化規律與輸入電壓的變化規律是基 本相同的。（即不出現非線性 失真）基極電流的變化將引起集電極 電流的相應變化，而集電極電 流的變化量是基極電流變化量 的B 倍，這就實現了信號電流 的放大。

電壓放大器的基本工作原理

當信號尚未接入時，三極體三個電極的電流、電壓狀態稱作靜態，也叫「靜態工作點」。一般只需求出集電極電流和集-射之間的電壓值即可。

需要放大的信號輸入後，是疊加在靜態工作點之上的，使靜態電流和電壓出現「變化」或「波動」，我們就稱它為「動態」。要了解放大器的工作原理，就要先了解靜態，再了解動態。下面以圖6電路為例來簡要解釋放大器是如何實現電壓放大的。

靜態：

如圖6，假設三極體是矽材料管，而且電流放大係數已經確定（ B=50），使用6V直流電源供電。

圖6

動態：加入信號後，放大器各關鍵點的電壓、電流值會發生相應變化，這種變化就是「動態」，它是疊加在靜態之上的。

電壓放大器應用電路

圖是普及型收音機的低放電路。電路共3級，第1級（VT1）前置電壓放大，第2級（VT2）是推動級，第3級（VT3、VT4）是推挽功放。VT1和VT2之間採用直接耦合，VT2和VT3、VT4之間用輸入變壓器（T1）耦合併完成倒相，最後用輸出變壓器（T2）輸出，使用低阻揚聲器。此外，VT1本級有並聯電壓負反饋（R1），T2次級經R3送回到VT2有串聯電壓負反饋。電路中C2的作用是增強高音區的負反饋，減弱高音以增強低音。R4、C4為去耦電路，C3為電源的濾波電容。整個電路簡單明了。

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