電壓放大器
詞條創建時間(jian)：2023-10-08瀏覽次數：1228
電壓(ya)放大器(Voltage Amplifier)是提(ti)高信號電壓(ya)的(de)裝置(zhi)。對弱信號，常(chang)用多級(ji)(ji)放大，級(ji)(ji)聯方(fang)式(shi)分直接(jie)耦(ou)(ou)合、阻容耦(ou)(ou)合和變壓(ya)器耦(ou)(ou)合，要(yao)求放大倍(bei)數高、頻(pin)率響應平(ping)坦、失真小。當負(fu)載為諧振電路或耦(ou)(ou)合回路時，要(yao)求在指定頻(pin)率范圍(wei)內有較(jiao)好(hao)幅頻(pin)和相頻(pin)特性以(yi)及較(jiao)高的(de)選擇性。
電壓(ya)放(fang)大器工作原理
電壓(ya)(ya)放(fang)大器(qi)是指實(shi)驗中(zhong)能夠幫助輸出(chu)信號達到(dao)最大輸出(chu)功(gong)率(lv)用(yong)來(lai)驅動特定負載(zai)的(de)(de)裝置。電壓(ya)(ya)放(fang)大器(qi)的(de)(de)作用(yong)就是將小(xiao)信號進(jin)行功(gong)率(lv)放(fang)大。電壓(ya)(ya)放(fang)大器(qi)的(de)(de)工作原理介紹：當信號還沒有連接的(de)(de)時(shi)候，晶體(ti)管的(de)(de)三(san)個(ge)電極和(he)電壓(ya)(ya)狀態都是靜態，也被大家稱(cheng)作“靜態工作點”。在使用(yong)時(shi)需要集(ji)電極電流和(he)集(ji)電極發射之(zhi)間的(de)(de)電壓(ya)(ya)值。
電壓放大器主要應用
通信領域的應用：
通信接口(kou)：電壓放大(da)器用于將各種(zhong)信號轉(zhuan)換(huan)為標(biao)準的(de)(de)電平信號，以實現信號的(de)(de)傳輸和接口(kou)的(de)(de)匹配。
測量(liang)和(he)儀器領域(yu)的應用：
傳感器信(xin)號(hao)放(fang)大(da)：電壓放(fang)大(da)器用于放(fang)大(da)傳感器產生的(de)(de)微(wei)弱信(xin)號(hao)，以(yi)增強信(xin)號(hao)的(de)(de)檢測靈敏(min)度和準確性(xing)。
儀器測量(liang)：電壓放大器用于放大測量(liang)儀器中的信號，以確保準確測量(liang)并提供足夠的信號處理(li)能力。
醫療領域的應用：
生(sheng)理信號(hao)放(fang)(fang)大：電壓(ya)放(fang)(fang)大器用(yong)于放(fang)(fang)大醫學儀器中的生(sheng)理信號(hao)，如心電圖(tu)、腦電圖(tu)等，以便對生(sheng)理情況進(jin)行準(zhun)確的監測(ce)和診斷。
科學(xue)研究領域的應用：
實(shi)驗(yan)(yan)儀器：電壓(ya)放(fang)大器被(bei)廣(guang)泛用于科學實(shi)驗(yan)(yan)中的信號放(fang)大，幫助科研人員獲取更(geng)準確的實(shi)驗(yan)(yan)數據。
電壓放(fang)大器主要指標參數(shu)
帶寬：帶寬是指放大(da)器(qi)可以放大(da)的頻率(lv)范圍(wei)(wei)。它通常以赫(he)茲（Hz）為單位表示(shi)，并決定(ding)(ding)了放大(da)器(qi)在特(te)定(ding)(ding)頻率(lv)范圍(wei)(wei)內的工作能力。
電壓：選擇高(gao)壓放(fang)大器的(de)一個重要參數指標，一般指放(fang)大信(xin)號的(de)最高(gao)電壓值(zhi)(zhi)。務必仔(zi)細考慮要使用的(de)電壓是有效值(zhi)(zhi)還是峰(feng)峰(feng)值(zhi)(zhi)。通(tong)常(chang)提供的(de)都是峰(feng)峰(feng)值(zhi)(zhi)。
功率(lv)供應要求：電(dian)(dian)(dian)壓(ya)放大器(qi)需(xu)要適當的電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)(dian)流來工作。功率(lv)供應要求包括電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)壓(ya)范圍、電(dian)(dian)(dian)源穩定性和(he)電(dian)(dian)(dian)源噪聲等(deng)。
通(tong)道(dao)(dao)(dao)數(shu)：一般(ban)分為(wei)單(dan)通(tong)道(dao)(dao)(dao)和雙通(tong)道(dao)(dao)(dao)，可根據實際應用定制。多(duo)達8個通(tong)道(dao)(dao)(dao)可確保(bao)通(tong)道(dao)(dao)(dao)同步。同時輸出(chu)具有不同相位差(cha)的符號以便于使(shi)用。
壓擺率(lv)：放(fang)大(da)器輸出電壓的最快(kuai)變化速率(lv)，通常以(yi)V/μs表示。
輸出(chu)阻(zu)(zu)抗(kang)：輸出(chu)阻(zu)(zu)抗(kang)是指電(dian)壓放大器輸出(chu)端的(de)電(dian)路負(fu)載特性。較(jiao)低的(de)輸出(chu)阻(zu)(zu)抗(kang)可(ke)以提供(gong)更好的(de)信號傳輸和驅動能力，降低與后續(xu)電(dian)路的(de)不匹(pi)配影響(xiang)。
輸(shu)(shu)入(ru)(ru)阻(zu)抗：輸(shu)(shu)入(ru)(ru)阻(zu)抗是指電壓放大器對輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信號源的(de)電路負載。它決定了輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信號源和(he)放大器之間(jian)的(de)匹配程(cheng)度。較高的(de)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)阻(zu)抗可以減少對輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信號源的(de)負載影響。
增益：增益是指(zhi)放大(da)器輸出信(xin)號相對于輸入信(xin)號的(de)幅度比例(li)。它表示了(le)放大(da)器的(de)放大(da)能力(li)。增益通常以分(fen)貝（dB）為單位表示，并(bing)可以是固定值或(huo)可調節的(de)。
噪聲(sheng)：噪聲(sheng)是指放大器輸出中與輸入信(xin)號(hao)無關的(de)隨機電(dian)子(zi)信(xin)號(hao)。較低的(de)噪聲(sheng)水(shui)平(ping)可以提供更好的(de)信(xin)號(hao)質量和(he)分辨率(lv)。
電壓(ya)放大器(qi)使用(yong)技巧
請勿(wu)自(zi)行(xing)在儀器上(shang)安(an)裝替代(dai)零件，或執行(xing)任何未(wei)經授權(quan)的修改(gai)。非廠家授權(quan)人員，嚴禁拆開機器。
調節阻(zu)抗：由于(yu)電壓放大器輸入阻(zu)抗50Ω，所(suo)以要設置波形發(fa)生器為“50Ω模式(shi)”；
設(she)置高阻(zu)模式：由(you)于電壓(ya)放(fang)大器的輸出(chu)等(deng)效是電壓(ya)源，在(zai)對電壓(ya)和波形測(ce)試的時候，示波器需要設(she)置成“高阻(zu)模式”；
示波器(qi)的(de)測試結(jie)果需要設置(zhi)成(cheng)和任意波形發生器(qi)相同的(de)形式。
請勿(wu)以過快的頻率連續開關本電(dian)源，可能會導致工作(zuo)異常。
電壓放大器注意事項
使用時(shi)要(yao)仔細(xi)閱(yue)讀(du)注意事項(xiang)，嚴格按照使用說明書的要(yao)求來操作(zuo)，避免操作(zuo)不當(dang)造成儀器受損(sun)。
對于電壓放大器的使用(yong)，禁止自行安裝替(ti)換(huan)零件，或者未經授權去修改。
使用電壓放大器的(de)時(shi)(shi)候(hou)(hou)要(yao)確(que)保儀器和(he)大地正(zheng)常連接，啟(qi)動輸出(chu)的(de)時(shi)(shi)候(hou)(hou)，禁止(zhi)直接接觸輸出(chu)端(duan)子的(de)金屬部分(fen)或者相連的(de)導體。
電(dian)壓放(fang)大器儀(yi)(yi)器的(de)放(fang)置一定要位于通風干(gan)燥的(de)環(huan)境，溫(wen)度不(bu)能(neng)超(chao)過40℃。保持儀(yi)(yi)器的(de)干(gan)燥清潔，不(bu)能(neng)在潮濕(shi)環(huan)境，避免(mian)內部(bu)電(dian)路發生短(duan)路的(de)情況(kuang)。
禁止將(jiang)電(dian)壓放大器連接到任(ren)何有(you)安全要求的設備。
電(dian)壓(ya)放大器(qi)常(chang)見種類
功率(lv)(lv)放(fang)大器(qi)：功率(lv)(lv)放(fang)大器(qi)主要用于放(fang)大功率(lv)(lv)，其輸(shu)出電壓和輸(shu)入電壓之比為定值。
差(cha)分放大器(qi)：差(cha)分放大器(qi)可以將兩個輸入信號的差(cha)值(zhi)進行放大，常用于(yu)差(cha)分信號的檢測和放大。
操作(zuo)放大器：操作(zuo)放大器可以輸(shu)(shu)出(chu)與輸(shu)(shu)入信(xin)號(hao)相差很大的電(dian)壓信(xin)號(hao)，常(chang)用于比較(jiao)、控制和測量等(deng)領(ling)域。
電壓放大器主要特點
傳(chuan)感器輸出(chu)信號為電荷；
是具有深(shen)度負反(fan)饋的高增益放大(da)器，實質是一(yi)個電(dian)流\電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換器；
不容易引入現場干擾(rao)信號，電路(lu)受連(lian)接電纜(lan)長度變化的影響不 大，幾乎可忽略不計，可用于(yu)壓電式傳感器遠距離傳輸放大；
可對(dui)靜態(tai)壓力(li)進(jin)行有(you)效測量；
頻帶寬、靈敏(min)度高(gao)、信噪比(bi)高(gao)、結構(gou)簡(jian)單、工(gong)作可(ke)靠和重量輕。
電(dian)壓放大器選購(gou)技巧
選(xuan)擇電(dian)壓放大器的(de)型(xing)號需(xu)要考(kao)慮(lv)多(duo)個因素，包括放大倍數、帶(dai)寬、輸入(ru)和(he)輸出(chu)阻抗(kang)、噪(zao)聲性能、供電(dian)電(dian)源要求以及可靠性等。下面將(jiang)詳細介紹如何選(xuan)擇電(dian)壓放大器的(de)型(xing)號。
需(xu)要(yao)明確(que)你(ni)的應用需(xu)求(qiu)是(shi)(shi)(shi)什么(me)：是(shi)(shi)(shi)要(yao)放(fang)大(da)來自傳感器的微弱信(xin)號，還是(shi)(shi)(shi)要(yao)對音頻信(xin)號進行放(fang)大(da)，或者其(qi)他特定的應用需(xu)求(qiu)？明確(que)應用需(xu)求(qiu)有助于確(que)定所需(xu)的放(fang)大(da)倍數、帶寬和其(qi)他特性。
確定放(fang)大(da)倍(bei)數和帶(dai)寬(kuan)要求：放(fang)大(da)倍(bei)數是指輸入(ru)信(xin)(xin)號經過(guo)放(fang)大(da)器(qi)后的輸出(chu)信(xin)(xin)號與輸入(ru)信(xin)(xin)號之間的比例(li)關系。帶(dai)寬(kuan)是指放(fang)大(da)器(qi)能(neng)夠有效放(fang)大(da)信(xin)(xin)號的頻率范圍。根據應用需(xu)求確定所需(xu)的放(fang)大(da)倍(bei)數和帶(dai)寬(kuan)范圍，這將有助(zhu)于縮小選(xuan)擇(ze)范圍。
考慮(lv)輸(shu)入(ru)和輸(shu)出(chu)阻抗(kang)：輸(shu)入(ru)和輸(shu)出(chu)阻抗(kang)是指放大器的輸(shu)入(ru)和輸(shu)出(chu)端口對外部(bu)電路(lu)的負載要(yao)求。根據你的應用電路(lu)，選擇(ze)具有適當輸(shu)入(ru)和輸(shu)出(chu)阻抗(kang)的放大器，以確保信號傳輸(shu)的匹配性和最(zui)佳(jia)性能。
考慮噪聲(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能：噪聲(sheng)(sheng)(sheng)是(shi)放(fang)大(da)器中不可避免(mian)的信號干擾，會對信號質(zhi)量(liang)產生影響。選擇(ze)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能良好的放(fang)大(da)器可以提(ti)高信號的清晰度和準確性(xing)(xing)。常見的噪聲(sheng)(sheng)(sheng)參數包括輸入等效噪聲(sheng)(sheng)(sheng)、輸出(chu)噪聲(sheng)(sheng)(sheng)和噪聲(sheng)(sheng)(sheng)系數等，這(zhe)些參數可以幫助你(ni)評估放(fang)大(da)器的噪聲(sheng)(sheng)(sheng)性(xing)(xing)能。
考慮(lv)供(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)要(yao)求和(he)可靠(kao)性(xing)：放(fang)(fang)大(da)器通常需要(yao)供(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)來提(ti)(ti)供(gong)(gong)(gong)(gong)工作(zuo)電(dian)(dian)壓和(he)電(dian)(dian)流。因(yin)此，在選擇放(fang)(fang)大(da)器型號(hao)時，要(yao)考慮(lv)其供(gong)(gong)(gong)(gong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)要(yao)求，并確保它與你的應(ying)用系統(tong)兼容(rong)。此外，可靠(kao)性(xing)也(ye)是一個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素，選擇一個(ge)可靠(kao)性(xing)高(gao)的放(fang)(fang)大(da)器型號(hao)可以提(ti)(ti)高(gao)系統(tong)的長期穩定性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)。
參考廠(chang)商(shang)數據(ju)手(shou)冊和(he)(he)規格表(biao)：在選擇電(dian)壓放大(da)器(qi)型(xing)號之前，仔細閱讀(du)廠(chang)商(shang)的(de)數據(ju)手(shou)冊和(he)(he)規格表(biao)。這些手(shou)冊會提供關于放大(da)器(qi)性能(neng)、特(te)性和(he)(he)應用注意事項(xiang)的(de)詳細信息(xi)，幫助你理解(jie)放大(da)器(qi)的(de)能(neng)力(li)和(he)(he)限制。比較不同型(xing)號的(de)規格表(biao)，找到最符合你需求的(de)放大(da)器(qi)。
根據以上的(de)考慮(lv)因素和數(shu)據手(shou)冊的(de)信息，結合預算(suan)限制，選擇適合的(de)電壓放(fang)(fang)大(da)器型號。在購買之前，建議(yi)進行模擬仿真、樣機測試或尋(xun)求(qiu)專業意(yi)見，以確保(bao)所選的(de)放(fang)(fang)大(da)器滿足你的(de)應用需(xu)求(qiu)。
電壓放大器基本(ben)組成
電壓放(fang)(fang)大器(qi)的(de)基(ji)本結構包括輸入(ru)(ru)端、輸出(chu)端、放(fang)(fang)大電路(lu)(lu)、電源(yuan)，以及(ji)一些輔助電路(lu)(lu)等組成部(bu)分(fen)。其中，輸入(ru)(ru)端通常為信號(hao)源(yuan)，輸出(chu)端通常為電路(lu)(lu)的(de)負載(zai)，放(fang)(fang)大電路(lu)(lu)是實現電路(lu)(lu)放(fang)(fang)大功能的(de)核心部(bu)件(jian)，電源(yuan)為電路(lu)(lu)提(ti)供工作所需的(de)電能，輔助電路(lu)(lu)則(ze)用于提(ti)高電路(lu)(lu)的(de)性(xing)能、可靠性(xing)和穩定(ding)性(xing)。