第二节放大器的性能指标

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vi2iiiivR iiiiiRvRvvi221根据电路有线性有源双口网络RiRoRLvi2voiiioRSvsRvi1RiRvvvRiiii212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：onootiRv 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：ivRo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：LooootRvRvv得LoootoRvvvR3、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，共有四种增益。、电压增益：iovvvA、电流增益：ioiiiA、互导增益：iogviA、互阻增益：iorivA（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。ioiiiA iogviA vLiioLiiiLoARRvvRRRvRvvLioLiLoARvvRvRv11iorivA（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。iotvtvvA已知：otLoLovRRRvvotRoRLvoviioiiioARvvRRvvvtLoLiLootLiovARRRvRRvRvvA)()(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：sovsvvA线性有源双口网络RiRoRLvivoiiioRSvsRi根据电路可知：vsiiosisovsAvvvvvvvvAssiiivRRRvvsiiosisovsAvvvvvvvvAvsiiARRR由此可知，Ri 越大，Avs 越大，当 RiRs 时，AvsAv、信号源电流增益：定义为soisiiA线性有源双口网络RSRiRoRLvivoiiioisRisissiiRRRi根据电路有isiiosisoisAiiiiiiiiAiissARRR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。tSinItSinIIimmOC221tSinnInm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：mnnmIITHD122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。