《第二节放大器的性能指标》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二节放大器的性能指标(30页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节第二节 放大器的性能指标放大器的性能指标 当三极管用小信号模型时,可将放大器用线性有源双口网络来等效。线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiiovs有关参数:vs、RS、is、vi、ii、vo、io、RL、Ri、Ro。线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiiois1、输入电阻Ri:定义: 实验测试方法:用交流电压表实际测得vi1与vi2根据电路有线性有源双口网络RiRoRLvi2voiiioRSvsRvi1Ri所以注意:R阻值大小,应该与Ri同一数量级。2、输出电阻Ro: 对输出负载RL来说,放大器可以看作是负载RL的信号源,因此,可以用戴维南等效电压源vot和Ro或诺顿等效
2、电流源iin和Ro表示。线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiiovsvotRo vot是将RL移去(即RL趋于无穷大)时,由vi或ii在放大器输出端产生源电压的开路电压。线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiiovsionRo iot是将RL短接(即RL趋于零)时,由vi或ii在放大器输出端产生电流源的短路电流。它们之间的转换关系为: Ro是等效电流源的内阻,称为放大器的输出电阻,它是在独立电压源短路vs= 0或独立电流源开路ii= 0 而保留受控源的情况下,由RL两端向放大器看进去的等效电阻。线性有源双口网络RSRiRoviviiivs 若在输入端令信号源vs为零,并保留其内阻
3、RS,将放大器输出端加电压v,求出由v产生的电流i ,则它们的比值就是所定义的Ro:即实验测试方法:线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiiovsvotRoSS断开时:测得端口电压votS闭合时:测得负载两端电压vo根据电路有:得3、小结、小结根据上述的定义可知:Ri 和 Ro 不是实际电阻,而是等效意义上的视在电阻。 通常情况下,Ri 不仅与网络参数有关,而且还与输出负载RL 有关;Ro不仅与网络参数有关,而且还与输入信号源内阻RS 有关。4、增益(1)、增益,又称为放大倍数,用A表示。 定义为放大器输出量对输入量的比值,用来衡量放大器放大电信号的能力。根据双口网络的特点分类,共有四种
4、增益。、电压增益:、电流增益:、互导增益:、互阻增益:(2)、四种增益之间可以互相转换:例如、已知电压增益Av 计算 Ai 、Ar 、Ag 。(3)、负载开路和短路时的增益:分析目的:是讨论RL 对增益的影响。、RL 开路时,电压增益。已知:votRoRLvo由此可知:当 Ro 越小,Av 越大,RL 对Av 的影响越小。当 Ro 越大,Av 越小,RL 对Av 的影响越大。当 RoRL 时, AiAin (4)、信号源增益:、信号源电压增益定义为:线性有源双口网络RiRoRLvivoiiioRSvsRi根据电路可知:由此可知,Ri 越大,Avs 越大,当 RiRs 时,AvsAv、信号源电流
5、增益:定义为线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiioisRi根据电路有由此可知, Ri 越小,Ais 越大, 当 Ri fH 或f fH 或 f fL 时,将产生相移,这种相频特性非线性而产生的失真称为相位失真。将它们统称为频率失真。BW0.7=fH-fL它们的差值称为放大器的通频带,用BW表示 认为在通频带范围内,放大器可近似看作为,一不产生频率失真的电阻性网络。(2)、瞬变失真)、瞬变失真 当放大脉冲信号时,由于电抗元件上的电压或电流不能产生突变,而引起输出波形的失真称为瞬变失真。例如、如图所示RCvOvIvIt01vot00.90.1tr输入波形输出波形通常用上升时间tr 来评价
6、这种瞬时失真的大小。RCvOvI输入波形vIt01输出波形vot01t1 通常用特定时间 t = t1 上的跌落值来评价这种瞬变失真的大小。 在出现振荡的情况下,例如瞬时失真,还要用最大冲量来衡量。vIt017、非线性失真、非线性失真非线性失真主要是由半导体器件伏安特性非线性引起的。例如、一个由二极管组成的整流电路或三极管组成的放大电路,加上一个正弦信号电压时,由于伏安特性的非线性,它们的输出电流或电压波形将是非正弦的(此时的输入信号为单一频率)。vot0通过傅里叶级数展开,该波形可分解为众多频率分量之和。其中,基波为不失真分量,各谐波分量均为失真分量。 放大器的非线性失真大小用非线性失真系数来衡量,用THD表示,定义为:注意,非线性失真和线性失真都会引起输出信号波形失真,但两者有本质区别。 线性失真仅使信号中各频率分量的幅度和相位发生变化,而不会产生新的频率分量;非线性失真则是由于产生了新的频率分量而造成的。