什么是差分放大器

差分放大器(英语:differential amplifier、difference amplifier,也称:差动放大器、差放),是一种将两个输入端电压的差以一固定增益放大的电子放大器。
差分放大器是一种常用的电子放大器(也称”功率放大器”,简称”功放”)和发射极耦合逻辑电路 (英语:Emitter Coupled Logic, ECL)的输入级。
差分放大器是普通的单端输入放大器的一种推广,只要将差放的一个输入端接地,即可得到单端输入的放大器。
很多系统在差分放大器的一个输入端输入输入信号,另一个输入端输入反馈信号,从而实现负反馈。常用于电机或者伺服电机控制,以及信号放大。在离散电子学中,实现差分放大器的一个常用手段是差动放大,见于多数运算放大器集成电路中的差分电路。
放大器电路,或称放大电路,能增加信号的输出功率。它透过电源取得能量来源,以控制输出信号的波形与输入信号一致,但具有较大的振幅。依此来讲,放大器电路亦可视为可调节的输出电源,用来获得比输入信号更强的输出信号。
放大器的四种基本类型是电压放大器、电流放大器、互导放大器和互阻放大器。进一步的区别在于输出是否是输入的线性或非线性表示。放大器也可以通过在信号链中的物理位置来分类。
放大器质量是通过以下一系列指标来衡量的:
增益:输出与输入信号的幅度之间的比率 带宽:有用的频率范围的宽度 效率:输出功率和总功率消耗之间的比率 线性:输入和输出之间比例性的程度 噪声:混入到输出的不想听到的声音 输出动态范围:最大与最小的有用输出电平的比例 摆率:输出的最大变化率 上升时间:建立时间,振铃和过冲的阶跃响应表征 稳定性:避免自振荡的能力
放大器可以依据它们的输入与输出属性区分规格。它们显示增益的性质,即输出信号和输入信号幅度之间的比例系数。依其增益的种类,可区分为电压增益(voltage gain)、电流增益(current gain)、功率增益(power gain),或是其他的单位。例如,一个互导放大器(transconductance amplifier)的增益单位是电导(输出电流除以输入电压)。在多数情况,输入和输出为相同的单位,增益无需标示出单位(除了在强调是电压放大或电流放大的情形下),实际上经常以db(decibels)标示。
四个基本类型的放大器,如下所示:
电压放大器 – 这是放大器的最常见的类型。输入电压被放大到较大的输出电压。放大器的输入阻抗高,输出阻抗低。
电流放大器 – 该放大器能将输入电流变为一个较大的输出电流。放大器的输入阻抗低,输出阻抗高。
互导放大器 – 该放大器在变化的输入电压下的响应为提供一个相关的变化的输出电流。
互阻放大器 – 该放大器在变化的输入电流下的响应为提供一个相关的变化的输出电压。该设备的其他名称是跨阻放大器和电流电压转换器 。
在实践中,一个放大器的功率增益将取决于所用的源阻抗和负载阻抗以及内在的电压/电流增益; 而一个射频(RF)放大器可以具有其最大功率传输的阻抗,音频和仪表放大器通常优化输入和输出阻抗,以使用最小的负载并获得最高的信号完整性。一个声称增益为20 dB的放大器可能具有10倍的电压增益和远超过20 dB(100功率比)的可用功率增益,但实际上可以提供一个低得多的功率增益,比如输入是一个600 Ω的麦克风,输出接在一个47 kΩ的功率放大器的输入端上。
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