由于放大器技术的进步,即增加的SNR,效率,低至½ohm的稳定性和输出功率,汽车音频领域中的(级联)放大器不再是必需的。在电子领域的其他领域,级联仍然是必需的。
您可能知道,级联放大器是一个由一系列放大器组成的两端口网络,其中每个放大器将其输出连接(发送)到链中下一个放大器的输入。由于级或级之间的负载,使这些级联级的增益计算变得复杂。
单级放大器无法获得许多应用的性能要求,因此需要多级放大。这些级联放大器产生的增益超过了各个放大器可能获得的增益。通常,级联放大器的总增益是各个级增益的结果,而忽略了潜在的负载效应。
级联放大器的目的
级联放大器的总体原因是需要增加放大器输出以满足特定要求,例如增加电视或无线电接收机中的信号强度。
使用级联或多级放大器,可以为您的设计提供更高的电流增益或电压增益。通常,我们利用级联放大器级来增加整体放大器增益,但在其他情况下,这是为了获得必要的输入或输出阻抗。
下面是两级串联的级联放大器的简化视图。
在这里,我们在电路级视图中具有相同的两级级联放大器的简化图。
级联放大器增益
我们简要地提到,由于放大器级之间的负载,计算级联放大器的总增益更加复杂。请记住,这些仍然是放大器,因此,各个输出增益将落在放大器增益特性的范围之内。
放大器增益与输入信号的量度与其输出信号之比之间的关系相关。可以测量三种类型的放大器增益:电流增益(A i = I out / I in),功率增益(A p = A v * A i)和电压增益(A v = V out / V 在)。这取决于我们测量的数量,但无论如何,A(放大倍数)是增益的表示。
A v = V 输出 / V 输入
要么
甲v =(40个RMS)/(10个RMS)
要么
甲v = 4
考虑到这一点,除了可能的负载效应之外,级联放大器的增益是其各个放大器级的增益的乘积。但是,每个级或放大器的增益分别取决于其配置,即其组件。级联放大器增益的公式如下:
A(增益)= A1 * A2 * A3
当每一级的增益使用分贝表达式(dB)时,各个放大器的增益之和就是其总增益:
A(dB增益)= A1 + A2 + A3
级联放大器的优点和优势
当我们级联放大器时,需要在放大器之间利用耦合网络。我们称这种耦合为级间耦合。对于级联放大器,存在三种级联放大器类型:直接耦合,变压器耦合和RC耦合。
RC耦合:提供最低的实施成本,并提供可接受的频率响应。
变压器耦合:提供增强的总增益和电平匹配阻抗。从功能上讲,它扩展了整个初级变压器绕组的信号,并起到了负载的作用。但是,如果使用宽频响应变压器,此方法可能会很昂贵。
直接耦合:放大器一级输出与下一级输入的耦合。这允许零频率(直流)的信号从输入传递到输出。这是需要零或低频放大的应用的理想选择。
级联放大器有两个主要优点:增加的增益和输入以及输出阻抗的灵活性。对级联放大器提供的增益的需求对于各种应用的功能至关重要。
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