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1、增益(dB)简介2007-08-09 10:361.电学中的分贝定义的是信号放大倍数的对数。在对电压(电 流)与功率放大倍数的定义是不同的；2电压(电流)放大倍数分贝数定义：K=20lg(Vo/Vi)，其中K为放大倍数的分贝数，Vo为放大信 号输出，Vi为信号输入；3功率放大倍数分贝数定义：K=10lg(Po/Pi),其中K为放大倍数的分贝数，Po为放大信号输出， Pi为信号输入；4. K0说明信号被放大，K=0信号直通，K0,N0，那么: ( 1 ) log(a)(MN)=log(a)(M)+log(a)(N);(2)log(a)(M/N)=log(a)(M)-log(a)(N);(3) l
2、og(a)(M“n)二nlog(a)(M) (n 属于 R)(4) log(ak)(M“n) = (n/k)log(a)(M) (n 属于 R) 对数与指数之间的关系当a大于0,a不等于1时,a的X次方二N等价于log(a)N log(ak)(M“n) = (n/k)log(a)(M) (n 属于 R)换底公式 (很重要)log(a)(N)=log(b)(N)/log(b)(a)= lnN/lna=lgN/lgaln 自然对数 以 e 为底 e 为无限不循环小数lg 常用对数 以10为底分贝表示的放大倍数 增益分贝就是放大器增益的单位 - dB ，放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位是“倍”
3、，如 10 倍放大器，100倍放大器。当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个概念的两种 称呼。dB 的两个定义方式：电压(电流)放大倍数分贝数定义：K=20lg( VO / Vi )，其中K为放大倍数的分贝数，Vo为放大信 号输出， Vi 为信号输入；功率放大倍数分贝数定义：K=10lg( P0 / Pi )，其中K为放大倍数的分贝数，Po为放大信号输出， Pi 为信号输入；(KO 说明信号被放大， K=O 信号直通， KO 说明信号被衰减)分贝数值中，一3dB和OdB两个点是必须了解的。关于一3dB带宽-3dB也叫半功率点或截止频率点。这时功率是正常时的一半，电压或电流是正常
4、时的0.707。在电 声系统中，土3dB的差别被认为不会影响总特性。所以各种设备指标，如频率范围，输出电平等，不 加说明的话都可能有3dB的出入。随着输入频率上升，放大电路的电压放大倍数将下降，当电压幅度降至最大值的0.707倍时的位置， 为截止频率。这时功率值恰好是最大功率的一半所以又称为是半功率点。用分贝表示正好下降了 3dB(根据电压幅度计算：20log(0.707)=-3dB根据功率计算：10log (0.5) =一3dB)，对应的频率称为上截止频率，又常称为-3dB带宽。关于 0dB0dB表示输出与输入或两个比较信号一样大。分贝是一个相对大小的量，没有绝对的量值。可您在电 平表或马路
5、上的噪声计上也能看到多少dB的测出值，这是因为人们给0dB先定了一个基准。例如声级计的0dB是2X10 4b(微巴)，这样马路上的噪声是50dB、0dB就有了绝对的轻响概念。 常用的0dB基准有下面几种：dBFS以满刻度的量值为0dB，常用于各种特性曲线上；dBm在 600Q负载上产生1mW功率(或0.775V电压)为0dB，常用于交流电平测量仪表上；dBV以1伏为 0dB； dBW以1瓦为0dB。不管是振幅类还 是平方项，变成分贝后它们的量级是一致的，可以直接进行比较、计算。放大器级 联时，总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时，级联放大器的总增益就是相加。运放输入偏置电流运放是集成在一个芯
6、片上的晶体管放大器,偏置电流 bias current 就是第一级放大器输入晶 体管的基极直流电流. 这个电流保证放大器工作在线性范围 , 为放大器提供直流工作点. 因为运算 放大器要求尽可能宽的共模输入电压范围 , 而且都是直接耦合的, 不可能在芯片上集成提供偏置电 流的电流源. 所以都设计成基极开路的, 由外电路提供电流. 因为第一级偏置电流的数值都很小 , uA 到 nA 数量级, 所以一般运算电路的输入电阻和反馈电阻就可以提供这个电流了. 而运放的偏置 电流值也限制了输入电阻和反馈电阻数值不可以过大 , 使其在电阻上的压降与运算电压可比而影响 了运算精度. 或者不能提供足够的偏置电流,
7、 使放大器不能稳定的工作在线性范围 . 如果设计要求 一定要用大数值的反馈电阻和输入电阻 , 可以考虑用 J-FET 输入的运放 . 因为 J-FET 是电压控制 器件, 其输入偏置电流参数是指输入 PN 结的反向漏电流, 数值应在 pA 数量级. 同样是电压控制 的还有 MOSFET 器件, 可以提供更小的输入漏电流.另外一个有关的运放参数是输入失调电流 offset current, 是指两个差分输入端偏置电流的误 差, 在设计电路中也应考虑.电路设计时应注意：运放的输入偏置电流是不可避免的，输入端必须有提供输入偏置电流的通路。 在设计高精度直流运算放大器或选用具有较大输入偏置电流的运放时
8、，必须使运放两端直流通道电阻 相等，这样子才能平衡输入偏置电流。运放中输入偏置电流和输入失调电流的区别1：运放的输入偏置电流: 为了使运放输入级放大器工作在线性区, 所必须输入的一个直流电流, 在 双极晶体管输入的运放, 偏置电流就是输入管的基极电流, 在 MOS 管输入的运放是指栅极漏电流.输入失调电流: 与输入失调电压一样, 都是描述运放差分输入的对称性的 . 理想的差分输入应 该是完全对称的, 但由于设计和工艺过程的偏差, 正负两个输入端的特性不会完全相同 . 这两个失 调参数的定义是, 当输出为 0 时两个输入端的输入电压差 （失调电压） 和输入电流-即偏置电流的 差 （ 失调电流 ）
9、, 显然在理想状态下它们都应该为 0.输入失调电流=|IB1TB2|输入偏置电流=1/2 （IB1+IB2） IB1、IB2为输入级差放管的输入偏 置电流VOS 随着温度的变化而改变，这种现象称为漂移，漂移的大小随时间而变化。漂移的温度系数 TCVOS 通常会在数据表中给出，但一些运放数据表仅提供可保证器件在工作温度范围内安全工作的第 二大或者最大的VOS。这种规范的可信度稍差，因为TCVOS可能是不恒定的，或者是非单调变化的。VOS漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小时来定义。但这个非线性函数与器件已使用时间的平 方根成正比。例如，老化速度lmV/1,000小时可转化为大约3mV/年，而不是9mV/年。老化速度并不总是在数据表中给出，即便是高精度运放。理想运放的输入阻抗无穷大，因此不会有电流流入输入端。但是，在输入级中使用双极结晶体管 （BJT）的真实运放需要一些工作电流，该电流称为偏置电流（IB）。通常有两个偏置电流：IB+和IB- 它
