今天我们来看一下放大器原理,以下6个关于放大器原理的观点希望能帮助到您找到想要的百科知识。
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功率放大器的原理是什么?
主要是利用三极管的电流放大原理进行工作的,简单一点讲,一个三极管有基极b、集电极c、发射极e
,
当基极b的电流发生很小变化时,那么从集电极c流向发射e的电流就会发生很大变化,这个集电极流向发射极的电流除以基极的电流就叫做放大系数、或放大倍数。根据这个原理,如果一个想要放大功率,只要把将要被放大的信号放在基极,那么就会在集电极和发射极产生一个放大的信号,当然,放大电路并没有这么简单,我只是讲了一个原理,本人对电子方面学的也不好。希望对你有所帮助。
音频音响的功率放大器的工作原理是?
功率放大器(英文名称:power amplifier),简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流在放大区中恒为基极电流的β倍,β是三极管的电流放大系数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大,就完成了功率放大。
传统的数字语音回放系统包含两个主要过程:
1、数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现;
2、利用模拟功率放大器进行模拟信号放大,如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期,许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器,这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换,这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。
A类放大器:
A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作,也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单,调试方便。但效率较低,晶体管功耗大,效率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真。因此效率比较低。
B类放大器:
B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波,所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是“交越失真”较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时,Q1、Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。
AB类放大器:
AB类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。
C类放大器:
C类放大器主要特点是:晶体管仅在输入信号每个周期的很短时间内工作。电路工作时通常会给放大管提供一个负偏压,以确保晶体管不会工作在乙类状态。它的集电极负载不是电阻而是一个LC并联谐振回路,所以C类放大器也叫谐振放大电路。通过调节电容器的容值或电感器的感值从而达到选频功能。C类放大器的转换效率极高,可以达到98%。但是因为负载是谐振电路,电路经常工作在高频状态所以失真很大,因此C类放大器并不适合作为音频功率放大器,反而因为它的可选频率特性而被无线电界广泛采用,所以通常作为射频放大器、调谐放大器和倍频器。
D类放大器:
D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。
优点:
1)具有很高的效率,通常能够达到85%以上;
2)体积小,可以比模拟的放大电路节省很大的空间;
3)无裂噪声接通;
4)低失真,频率响应曲线好。外围元器件少,便于设计调试。
A类、B类和AB类放大器是模拟放大器,D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真,频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是音频功率放大器的基本电路形式。
T类放大器:
功率放大器(图2)
T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同,功率晶体管也是工作在开关状态,效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是:
首先,它不是使用脉冲调宽的方法,Tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing (DPP)”的数字功率技术,它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后,用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。
其次,它的功率晶体管的切换频率不是固定的,无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内,而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都可“闻”。
此外,T类功率放大器的动态范围更宽,频率响应平坦。DDP的出现,把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在高保真方面,线性度与传统AB类功放相比有过之而无不及。引用
手机屏幕放大器是什么原理
原来手机屏幕放大器只是放大镜?
运算放大器的工作原理
运算放大器的工作原理如下 1 运算放大器(OPAMP) 集成运算放大器有同向输入端和反向输入端,具体如下图所示; 输出电压 满足关系 ,集成运放最终放大的是差模信号,在没有引入反馈的情况下,电压的放大倍数为差模开环放大倍数,这里记作,因此当运放工作在线性区域的时候,满足 集成运放的电压传输特性如下图所示; 工作在线性区的时候,则曲线的斜率为电压的放大倍数;工作在非线性区的时候,即处于饱和状态的情况下,输出电压为 2 虚短和虚断 虚短前面提到,集成运算放大器的开环放大倍数很大,一般通用型的运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上,但是运放的输出电压是有限制的,一般Uom在10V~14V,然而运放的差模输入电压不足1 mV,因此可以输入两端可以近似等电位,就相当于 短路。 开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等,这种特性称之为虚短。 虚断集成运算放大器具有输入高阻抗的特性,一般同向输入端和反向输入端的输入电阻都在1MΩ以上,所以输入端流入运放的电流往往小于1uA,远小于输入端外电路的电流。所以这里通常可把运放的两输入端视为开路,并且运放的输入电阻越大,同向和反向输入两端越接近开路。在运放处于线性状态时,根据这个特性可以把两输入端视为等效开路,简称虚断。 3 反向放大器 3.1 典型电路 3.2 放大倍数 根据虚短和虚断,可以求出运算放大器的放大倍数: 假设流过电阻Rf的电流为If;流过电阻Rin的电流为Iin;假设运算放大器同向输入端电压为V+,反向输入端电压为V-; 根据虚短,可以得到: 根据虚断,可知电阻和为串联关系:则满足: 最终求代数式可以得到: 3.3 仿真结果 Vin 为 频率50Hz,幅值为 500mV的正弦波,具体设置如下图所示;*[HTML]: 增益Gain=-(Rf/Rin)=-3; 所以输入输出关系为:Vout=-3V 仿真结果如下图所示; 4 同向放大器 4.1 双电源 同向放大器同样可以使用虚短虚断去分析;具体电路如下图所示; 推导过程: 假设流过电阻Rf的电流为If;流过电阻Rin的电流为Iin;假设运算放大器同向输入端电压为V+,反向输入端电压为V-; 根据虚短,可以得到: 根据虚断,可知电阻Rin和Rf为串联关系:则满足: 最终求解得到: 4.2 双电源同向放大器仿真结果 Vin为 频率50Hz,幅值为 500mV的正弦波,具体设置如下图所示; 增益Gain=(Rf+Rin)/Rin=4; 所以输入输出关系为:Vout=4Vin 仿真结果如下图所示; 4.3 单电源 与上面双电源供电不同,如果运算放大器使用单电源,为了输出正常,如果使用单电源供电,非反向放的OP放大器必须与地线关联,如果 V- 是接地,那 V+ 输入端需要有 V+/2 的压降,这个可以通过电阻分压得到。单电源的电路如下图所示; 这里增加了两个20KΩ的分压,在V+端增加了2.5V的输入电压。 4.4 双电源同向放大器仿真结果 输入与上面的实验相同此处不再赘述; 增益Gain=(Rf+Rin)/Rin=2; 所以输入输出关系为: 5 总结 本文分析的运算放大器都是比较常用且简单的类型,当前只给出了如何计算输入和输出的关系,如果作为硬件设计人员,还需要关注更多的细节,更多运算放大器的指标,失调电压,温漂等等,笔者能力有限,无法进行分析,如果单纯作为读懂一般的运算放大电路还是够用的。
信号放大器的工作原理是什么?
原理:信号放大器具有两个输入端和一个输出端,其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端),另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端,如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号,则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号:输出端输出的信号与同相输人端的信号同相,而与反相输入端的信号反相。电路符号如下:
首先,运算放大器的放大倍数为无穷大,所以只要它的输入端的输入电压不为零,输出端就会有与正的或负的电源一样高的输出电压本来应该是无穷高的输出电压,但受到电源电压的限制。准确地说,如果同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高,哪怕只高极小的一点,运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压相同的电压;反之,如果反相输入端输入的电压比同相输人端输入的电压高,运算放大器的输出端就会输出一个与负电源电压相同的电压(如果运算放大器用的是单电源,则输出电压为零)。
其次,由于放大倍数为无穷大,所以不能将运算放大器直接用来做放大器用,必须要将输出的信号反馈到反相输入端(称为负反馈)来降低它的放大倍数。如图1-3中左图所示,R1的作用就是将输出的信号返回到运算放大器的反相输入端,由于反相输入端与输出的电压是相反的,所以会减小电路的放大倍数,是一个负反馈电路,电阻Rf也叫做负反馈电阻。
电压放大器是什么原理,电压如何放大?
电压放大就是将电压的变量放大,用晶体管进行电压放大,就是将晶体管的集电极变化的电流转换成电压。
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