[科普中國]-放大器電路

放大器電路，或稱放大電路，能增加信號(hào)的輸出功率。它透過電源取得能量來源，以控制輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)一致，但具有較大的振幅。依此來講，放大器電路亦可視為可調(diào)節(jié)的輸出電源，用來獲得比輸入信號(hào)更強(qiáng)的輸出信號(hào)。

放大器的四種基本類型是電壓放大器、電流放大器、互導(dǎo)放大器和互阻放大器。進(jìn)一步的區(qū)別在于輸出是否是輸入的線性或非線性表示。放大器也可以通過在信號(hào)鏈中的物理位置來分類。

簡介放大器電路，或稱放大電路，能增加信號(hào)的輸出功率。它透過電源取得能量來源，以控制輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)一致，但具有較大的振幅。依此來講，放大器電路亦可視為可調(diào)節(jié)的輸出電源，用來獲得比輸入信號(hào)更強(qiáng)的輸出信號(hào)。

放大器的四種基本類型是電壓放大器、電流放大器、互導(dǎo)放大器和互阻放大器。進(jìn)一步的區(qū)別在于輸出是否是輸入的線性或非線性表示。放大器也可以通過在信號(hào)鏈中的物理位置來分類。1

性能指標(biāo)主條目：放大器的性能指標(biāo)

放大器質(zhì)量是通過以下一系列指標(biāo)來衡量的：

增益，輸出與輸入信號(hào)的幅度之間的比率

帶寬，有用的頻率范圍的寬度

效率，輸出功率和總功率消耗之間的比率

線性，輸入和輸出之間比例性的程度

噪聲，混入到輸出的不想聽到的聲音

輸出動(dòng)態(tài)范圍，最大與最小的有用輸出電平的比例

擺率，輸出的最大變化率

上升時(shí)間，建立時(shí)間，振鈴和過沖的階躍響應(yīng)表征

穩(wěn)定性，避免自振蕩的能力1

放大器類型放大器可以依據(jù)它們的輸入與輸出屬性區(qū)分規(guī)格。它們顯示增益的性質(zhì)，即輸出信號(hào)和輸入信號(hào)幅度之間的比例系數(shù)。出依其增益的種類，可區(qū)分為電壓增益（voltage gain）、電流增益（current gain）、功率增益（power gain），或是其他的單位。例如，一個(gè)互導(dǎo)放大器（transconductance amplifier）的增益單位是電導(dǎo)（輸出電流除以輸入電壓）。在多數(shù)情況，輸入和輸出為相同的單位，增益無需標(biāo)示出單位(除了在強(qiáng)調(diào)是電壓放大或電流放大的情形下)，實(shí)際上經(jīng)常以db（decibels）標(biāo)示。

四個(gè)基本類型的放大器，如下所示：

電壓放大器 - 這是放大器的最常見的類型。輸入電壓被放大到較大的輸出電壓。放大器的輸入阻抗高，輸出阻抗低。

電流放大器 - 該放大器能將輸入電流變?yōu)橐粋€(gè)較大的輸出電流。放大器的輸入阻抗低，輸出阻抗高。

互導(dǎo)放大器 - 該放大器在變化的輸入電壓下的響應(yīng)為提供一個(gè)相關(guān)的變化的輸出電流。

互阻放大器 - 該放大器在變化的輸入電流下的響應(yīng)為提供一個(gè)相關(guān)的變化的輸出電壓。該設(shè)備的其他名稱是跨阻放大器和電流電壓轉(zhuǎn)換器。

在實(shí)踐中，一個(gè)放大器的功率增益將取決于所用的源阻抗和負(fù)載阻抗以及內(nèi)在的電壓/電流增益; 而一個(gè)射頻（RF）放大器可以具有其最大功率傳輸?shù)淖杩?，音頻和儀表放大器通常優(yōu)化輸入和輸出阻抗，以使用最小的負(fù)載并獲得最高的信號(hào)完整性。一個(gè)聲稱增益為20 dB的放大器可能具有10倍的電壓增益和遠(yuǎn)超過20 dB（100功率比）的可用功率增益，但實(shí)際上可以提供一個(gè)低得多的功率增益，比如輸入是一個(gè)600 Ω的麥克風(fēng)，輸出接在一個(gè)47 kΩ的功率放大器的輸入端上。1

使用歷史及演化放大器電路在不同時(shí)期在電子領(lǐng)域中有扮演著不同的角色：

放大器電路被首次用于中繼傳播設(shè)施。例如在舊式電話線路中：用弱電流控制外呼線路的電源電壓。

用于音頻廣播。范信達(dá)（Reginald Fessenden）在1906年12月24日，首次把碳粒式麥克風(fēng)作為放大器，應(yīng)用于調(diào)頻廣播傳送裝置中，把聲音調(diào)制成射頻源。

在20世紀(jì)60年代，真空管開始淘汰。當(dāng)時(shí)，一些大功率放大器或?qū)I(yè)級(jí)的音頻應(yīng)用（例如吉他放大器和高保真放大器）仍然會(huì)采用真空管放大器電路。許多廣播發(fā)射站仍然使用真空管。

20世紀(jì)70年代開始，越來越多的晶體管被連接到一塊芯片上來制作集成電路。如今大量商業(yè)上通行的放大器都是基于集成電路的。1

參見放大器

負(fù)反饋放大器

音頻放大器

真空管音頻放大器

低噪聲放大器

運(yùn)算放大器

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟(jì)大學(xué)