放大器的基本特性

大多數(shù)放大器的特性可以由一系列的參數(shù)來(lái)描述。而本文具體從這些參數(shù)具體的講解了放大器的特性：增益、理想頻率特性、輸出動(dòng)態(tài)范圍、帶寬與上升時(shí)間、建立時(shí)間與失調(diào)、回轉(zhuǎn)率、噪聲、效率、線性度 

1、增益是指放大器能在多大程度上增大信號(hào)的幅值。該參數(shù)常用分貝（dB）來(lái)度量。 用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，增益等于輸出幅值除以輸入幅值。（對(duì)功率放大器而言，用分貝表示的增益可以由此關(guān)系式計(jì)算：G(dB)=10log(Pout/Pin)(Electrical)）。 

2、理想頻率特性增益為常數(shù)，相移與頻率成正比。 即放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)具有相同的放大量，并且對(duì)任何頻率的信號(hào)的相移均為零。 

3、輸出動(dòng)態(tài)范圍輸出動(dòng)態(tài)范圍，常用dB為單位給出，是指zui大與zui小有用輸出幅值之間的范圍。因?yàn)閦ui低的有用幅值受限于輸出噪聲，所以稱之為放大器的動(dòng)態(tài)范圍。 

4、帶寬與上升時(shí)間放大器的帶寬（BW）常定義為低頻與高頻半功率點(diǎn)之間的差值。因而也就是常說(shuō)的-3dB BW。有時(shí)也定義在其它的響應(yīng)容差下的帶寬 （-1dB，－6dB等等。）。 舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)好的音頻放大器的－3dB帶寬將在二十赫茲到兩萬(wàn)赫茲左右（正常人的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍）。 放大器的上升時(shí)間是指當(dāng)階躍信號(hào)輸入時(shí)，輸出端由其zui終輸出幅度值10%變化到90%時(shí)所化的時(shí)間。 對(duì)于高斯響應(yīng)系統(tǒng)（或一個(gè)簡(jiǎn)單的RC振蕩回路），上升時(shí)間大約可以表達(dá)為： Tr * BW = 0.35, 其中 BW 的單位是Hz，Tr 的單位是秒. 

5、建立時(shí)間與失調(diào)是指輸出幅值建立于zui終幅值的某個(gè)比值（比如0.1%）以內(nèi)時(shí)所花的時(shí)間。 

6、回轉(zhuǎn)率迴轉(zhuǎn)率(slew rate)是指輸出電壓變量的變化率，常定義為伏特/每秒（或微秒）。 

7、噪聲是對(duì)在放大過(guò)程中引入噪聲多少的一個(gè)量度。噪聲是電學(xué)器件和元件中不受歡迎卻無(wú)法避免的。噪聲由放大器零輸入時(shí)輸出的分貝或輸出電壓峰值來(lái)度量。 

8、效率效率用來(lái)量度多少輸入能量是應(yīng)用于放大器輸出的。甲類(lèi)（A類(lèi)）放大器效率十分低下，約在10-20%之間，zui大不超過(guò)25%。現(xiàn)代甲乙類(lèi)（AB類(lèi)）放大器一般效率都在35-55%之間，理論值可達(dá)78.5%。有報(bào)道說(shuō)商用的丁類(lèi)（D類(lèi)）放大器的效率可高達(dá)97%。放大器的效率限制了總功耗中有用部分所占的比例。注意，效率越高的放大器散熱量越小，通常在幾個(gè)瓦特的設(shè)計(jì)中也無(wú)需風(fēng)扇。 

9、線性度理想放大器應(yīng)當(dāng)是*線性器件，但是實(shí)際的放大器僅在某些實(shí)際限制下是線性的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)放大器的信號(hào)增大后，輸出也隨之增大，直到達(dá)到某個(gè)電壓值，使得放大器的某部分達(dá)到飽和從而不能再增大輸出了，稱之為截止失真(削峰失真)。 有些放大器在設(shè)計(jì)中通過(guò)某種可控途徑來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，即以犧牲增益為代價(jià)換取較小的失真。其結(jié)果是一種補(bǔ)償效應(yīng)，即（如果放大器是音頻放大器的話）大大減少聽(tīng)起來(lái)不悅耳的聲音。對(duì)于這些放大器，其增益比小信號(hào)時(shí)小1dB時(shí)的輸入功率（或輸出功率）定義為1dB補(bǔ)償點(diǎn)。 線性度是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，目前有很多技術(shù)來(lái)避免非線性帶來(lái)的影響，比如前饋、預(yù)矯正、后矯正、包跡抑制還原（波包消除重建）、用非線性元件實(shí)現(xiàn)線性放大（LINC）、CALLUM、Cartesian 反饋……

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