第二節(jié)放大器的性能指標

1、第二節(jié)第二節(jié) 放大器的性能指標放大器的性能指標 當三極管用小信號模型時，可將放大器用線性有源雙口 網(wǎng)絡來等效。 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io vs 有關參數(shù)：vs、rs、is、vi、ii、vo、io、rl、ri、ro。 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io is 1、輸入電阻ri： 定義： 實驗測試方法： 用交流電壓表實際測得vi1與vi2 i i i i v r i iii i r v r vv i 221 根據(jù)電路有 線性有源 雙口網(wǎng)絡 ri ro rl vi2 vo ii io rs vs r vi1 ri r vv v r i

2、i i i 21 2 所以 注意：r阻值大小，應該與ri同一數(shù)量級。 2、輸出電阻ro： 對輸出負載rl來說，放大器可以看作是負載rl的信 號源，因此，可以用戴維南等效電壓源vot和ro或諾頓等 效電流源iin和ro表示。 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io vs vot ro vot是將rl移去（即rl趨于無窮大)時，由vi或ii在放 大器輸出端產(chǎn)生源電壓的開路電壓。 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io vsion ro iot是將rl短接（即rl趨于零）時，由vi或ii在放大器輸出 端產(chǎn)生電流源的短路電流。 它們之間的轉(zhuǎn)換關系為： o

3、noot irv ro是等效電流源的內(nèi)阻，稱為放大器的輸出電阻，它 是在獨立電壓源短路vs= 0或獨立電流源開路ii= 0 而保留受 控源的情況下，由rl兩端向放大器看進去的等效電阻。 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro vi v ii i vs 若在輸入端令信號源vs為零，并保留其內(nèi)阻rs，將放 大器輸出端加電壓v，求出由v產(chǎn)生的電流i ，則它們的比值 就是所定義的ro： i v ro即 實驗測試方法： 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io vs vot ro s s斷開時：測得端口電壓vot s閉合時：測得負載兩端電壓vo 根據(jù)電路有： l o o oot r

4、v r vv 得 l o oot o r v vv r 3、小結、小結 根據(jù)上述的定義可知： ri 和 ro 不是實際電阻，而是等效意義上的視在電阻。 通常情況下，ri 不僅與網(wǎng)絡參數(shù)有關，而且還與輸出 負載rl 有關；ro不僅與網(wǎng)絡參數(shù)有關，而且還與輸入信號 源內(nèi)阻rs 有關。 4、增益 （1）、增益，又稱為放大倍數(shù)，用a表示。 定義為放大器輸出量對輸入量的比值，用來衡量放大器 放大電信號的能力。 根據(jù)雙口網(wǎng)絡的特點分類，共有四種增益。 、電壓增益： i o v v v a 、電流增益： i o i i i a 、互導增益： i o g v i a 、互阻增益： i o r i v a （2

5、）、四種增益之間可以互相轉(zhuǎn)換： 例如、已知電壓增益av 計算 ai 、ar 、ag 。 i o i i i a i o g v i a v l i i o l i i i l o a r r v v r r r v r v v li o li l o a rv v rv r v 11 i o r i v a （3）、負載開路和短路時的增益： 分析目的：是討論rl 對增益的影響。 、rl 開路時，電壓增益。 i ot vt v v a 已知： ot lo l o v rr r v vot ro rlvo vi i o i i i o ar v v r r v v vt lo l ilo otl

6、i o v a rr r vrr vr v v a )()( 由此可知：當 ro 越小，av 越大，rl 對av 的影響越小。 當 ro 越大，av 越小，rl 對av 的影響越大。 當 rorl 時， aiain （4）、信號源增益： 、信號源電壓增益定義為： s o vs v v a 線性有源 雙口網(wǎng)絡 ri ro rl vi vo ii io rs vs ri 根據(jù)電路可知： v s i i o s i s o vs a v v v v v v v v a s si i i v rr r v v s i i o s i s o vs a v v v v v v v v a v si i

7、a rr r 由此可知，ri 越大，avs 越大，當 rirs 時，avsav 、信號源電流增益： 定義為 s o is i i a 線性有源 雙口網(wǎng)絡 rs ri ro rlvivo ii io is ri s is s i i rr r i 根據(jù)電路有 i s i i o s i s o is a i i i i i i i i a i is s a rr r 由此可知， ri 越小，ais 越大， 當 ri fh 或f fh 或 f fl 時，將產(chǎn)生相移，這種相頻 特性非線性而產(chǎn)生的失真稱為相位失真。將它們統(tǒng)稱為頻率 失真。 bw0.7=fh-fl 它們的差值稱為放大器的通頻帶，用bw表

8、示 認為在通頻帶范圍內(nèi)，放大器可近似看作為，一不產(chǎn)生 頻率失真的電阻性網(wǎng)絡。 （2）、瞬變失真）、瞬變失真 當放大脈沖信號時，由于電抗元件上的電壓或電流不能 產(chǎn)生突變，而引起輸出波形的失真稱為瞬變失真。 例如、如圖所示 r c vovi vi t0 1 vo t0 0.9 0.1 tr 輸入波形 輸出波形 通常用上升時間tr 來評價這種瞬時失真的大小。 r c vovi 輸入波形 vi t0 1 輸出波形 vo t0 1 t1 通常用特定時間 t = t1 上的跌落值來評價這種瞬 變失真的大小。 在出現(xiàn)振蕩的情況下，例如瞬時失真，還要用最大 沖量來衡量。 vi t0 1 7、非線性失真、非線性失真 非線性失真主要是由半導體器件伏安特性非線性引起的。 例如、一個由二極管組成的整流電路或三極管組成的放大 電路，加上一個正弦信號電壓時，由于伏安特性的非線性， 它們的輸出電流或電壓波形將是非正弦的（此時的輸入信 號為單一頻率）。 vo t 0 通過傅里葉級數(shù)展開，該波形可分解為眾多頻率分量之和。 tsinitsiniii mmoc 2 21 tsinni nm 其中，基波為不失真分量，各諧波分量均為失真分量。 放大器的非線性失真大小用非線性失真系