放大器定义

引言

放大器是电子设备，它能增加电信号的强度和功率（或者，用科学术语来说，幅度）。在不改变其其他特性，如频率或波形的情况下，放大器将微弱的输入信号放大为强大的输出信号。

放大器设备的主要用途是提高信号强度，以便信号能够更有效地通过信道或介质进行发送或传递。放大器也用于音乐播放器，以放大或增强从播放器或麦克风接收到的音频信号强度，从而以更好的形式输出。

放大器有几个基本组成部分：一个输入电路，一个输出电路用于发送输出，以及一个放大电路。输入电路的主要工作是接收较弱的信号强度，然后放大器会改变其强度并使其能被人类耳朵听到，而输出电路则将放大的信号或音频传输到负载，负载有时可能是扬声器。

增益是用于衡量放大器放大程度或其功率增加多少的术语。放大器增益测量的国际单位是分贝或 DB。

放大过程使用有源元件，如真空管、运算放大器或晶体管，它们可以增加输入信号的幅度或强度。放大水平最常用的测量单位是分贝 (dB)。 这个对数单位比较输入和输出端的信号。运算放大器（op-amps）、电压、电流和功率放大器只是放大器广泛种类和设计中的一些例子。每种放大器类型都有独特的品质和特性，使其成为该工作的最佳选择。

放大器类型

有几种放大器是为特定应用和具有独特特性而设计的。一些常见的放大器类型包括

1. 电压放大器

电压放大器是一种电子设备，可增加输入信号的电压。它们可以像放大镜一样放大微小的物体。电子电路经常使用微弱、微小的信号。需要电压放大器来增强它们，以便其他电路组件可以使用。

想象一下得到一把音色单薄的电吉他。即使您不想使用更大的吉他，您仍然希望弹奏得更大声。您还可以将吉他连接到电压放大器以提高声音的音量。放大器接收来自吉他的微小信号并将其放大以产生更大的信号。现在，吉他更清晰可闻。

电压放大器使用晶体管或运算放大器（op-amps）产生放大。这些组件在不改变输入信号的频率或形状的情况下增强其电压。电压放大器具有内置的增益设置，通过这些设置我们可以改变要放大的电压程度，这会影响信号被放大的程度。

例如，假设我们将增益设置为 10。在这种情况下，放大器会将信号放大 10 倍；如果输入信号是 1 伏特，放大后将是 10 伏特。同样，如果设置为 100，信号将是原来的 100 倍强。

就像吉他和其他电子乐器一样，音频设备、收音机和电视也需要放大器来供电并以更好的质量输出音频。它们也用于科学和工业应用，以增强来自传感器或设备的信号。

2. 电流放大器

电流放大器是一种电子设备，用于提高电路中流过的电流大小。较低的电流是输入信号，而较大的电流是输出信号。电流放大器的功能是增加输入信号的功率，以便其他电路组件可以使用它。

理解电流放大器的工作原理会更容易想象一个水管。当水管只开一点时，只有少量水流过。但是，在水管上加一个泵可以改善水流。电流放大器也遵循类似的原理。它“泵送”电路中的电流。

电流放大器广泛用于科学和工程应用，例如医疗设备或测量温度或压力的传感器。它们可用于音频系统，以增强来自麦克风或其他源的信号。

电流放大器通过晶体管或其他电子元件来管理电路的电流。这种放大器设计独特，使得晶体管的基极连接输入信号，而集电极或发射极连接输出信号。在这里，晶体管可以充当开关或阀门，允许电流流过电路。

增益，即输出电流与输入电流相比增加的量，决定了电流放大器提供的放大程度。通过改变电路中的元件值，可以改变电流放大器的增益。

3. 功率放大器

功率放大器是一种最基本的放大器类型，也用于增加电信号的强度。功率放大器用于扬声器、大功率设备或乐器，以提供更好、更强的音频输出。这些放大器经常用于蓝牙设备、家庭影院和音乐场所。

让我们以吉他放大器为例，以便更好地理解功率放大器的工作原理。电吉他拾音器发出的信号通常非常微弱。信号必须被放大才能在合适的音量下听到。吉他放大器的前置放大器级将信号的电平提高，以便功率放大器可以进一步放大它。

吉他放大器中的功率放大器将前置放大信号的功率提高到足以驱动扬声器的水平。为此，晶体管或其他电子元件会管理电路的电流。晶体管的基极接收输入信号，而集电极或发射极接收输出信号。在此放大器中，晶体管的设计与电压放大器相同；输入信号是最关键的部分，由晶体管的基极接收，而发射极或集电极位于上方，用于接收输出信号。

吉他放大器的增益或功率以瓦特为单位进行测量。产生的声音的音量会随着瓦数的增加而增加。大型音乐会放大器可能额定功率为 1000 瓦或更高，而小型练习放大器仅为 10 瓦。

功率放大器还用于各种音频系统，包括 DJ 设备、家庭影院和现场扩声系统。在这些应用中，功率放大器驱动扬声器或其他发声设备。

4. 运算放大器

一种称为运算放大器（op-amp）的电子设备，它放大输入信号以产生输出信号。它是一种特殊的电压放大器，具有非常高的增益，可以包含在各种电路中，包括滤波器、振荡器和比较器。

让我们举一个例子来更好地理解运算放大器的工作原理。假设您有一个扬声器和一个麦克风。当你对着它说话时，麦克风会产生一个微弱的电信号传递给扬声器。但是，信号必须被放大，因为它太微弱而无法被清楚地听到。

使用运算放大器可以放大麦克风信号。输出信号从运算放大器的输出端获得，输入信号连接到运算放大器的同相输入端。运算放大器通过由反馈电阻控制的较大因子来放大信号。

例如，如果运算放大器的增益设置为 10，那么 1 伏特的输入信号将产生 10 伏特的输出信号。因此，运算放大器可以将微弱的信号放大到扬声器可以听到的程度。

运算放大器也可用于比较器，即比较两个输入信号并根据比较结果产生输出信号的电子设备。例如，运算放大器比较器可以通过将其电压与参考值进行比较，来判断电池是否已充满电、部分充电或需要充电。

除了放大和比较之外，运算放大器还可以用于滤波器，即选择性地通过或阻止输入信号的特定频率的电路。例如，运算放大器滤波器可用于从信号中消除噪声或从复杂信号中提取特定频率。

5. A类放大器

一种以其高线性度和低失真而闻名的电子放大器称为“A类”放大器。放大器的输出级工作方式使得输出晶体管（们）即使在没有输入信号的情况下也始终处于“开启”状态并导电，这就是为什么它被称为“A类”放大器。

让我们以一个简单的音频放大器为例，它只有一个晶体管，以便更好地理解“A类”放大器的工作原理。在这种放大器中，输入信号被提供给晶体管的基极，输出信号从集电极获得。当没有输入信号时，晶体管会产生一个称为“静态电流”的连续电流。

当施加到基极的输入信号改变时，晶体管的导电性会发生变化，从而改变集电极电流。由于晶体管的放大作用，输出信号是输入信号的复制品，但幅度更大。