电压放大器工作原理_电压放大器的特点

电压放大器（VoltageAmplifier）是提高信号电压的装置。对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

电压放大器的特点：

（1）传感器输出信号为电荷；

（2）是具有深度负反馈的高增益放大器，实质是一个电流\电压转换器；

（3）不容易引入现场干扰信号，电路受连接电缆长度变化的影响不大，几乎可忽略不计，可用于压电式传感器远距离传输放大；

（4）可对静态压力进行有效测量；

（5）频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻。

放大器的电路构成

电压放大器的核心是处于放大状态的三极管，假定我们使用的是NPN型硅三极管，则可以如图3（a）向它提供放大条件。

图3（a）VBB给发射结提供正偏；VCC给集电结提供反偏。

如果流经Rb的电流Ib适当，使经过放大的Ic在Rc压降使集电极电压Vc》Vb，三极管就工作在放大区域了。但这一电路有明显的缺陷，就是需要用VBB和 VCC两组电池，这是很不方便的，也是不现实的。因此我们设法将两个电源合并使用，放弃电源VBB，利用电源VCC经过电阻Rb产生Ib，给发射结提供正偏，形成如图3（b）所示的电路。电阻Rb称作“偏置电阻”。这样，放大器的核心部分就形成了。如果Rb接在c-b之间，形成电压负反馈，稳定工作点，如图3（c）所示。通常在画电路图时，因为直流电源VCC许多地方公用，一般可以不画，标VCC即可，如（c）所示。

需要放大的小电压信号是如何输入而不影响放大器的直流偏置呢？可以在基极串入一个电容C1，如图4所示，C1称作“输入耦合电容”。电容的一个重要特性就是“隔直通交”，它能隔断直流，但允许交流通过。普通信号都是由一系列交流信号组合而成的，所以小电压信号可以通过耦合电容到达三极管的基极。

输入的电压信号到达基极，将使基极电位在原来确定的直流偏压基础上发生变化，从而使基极电流随之发生变化。如果输入信号很小，那么基极电流的变化规律与输入电压的变化规律是基 本相同的。（即不出现非线性 失真）基极电流的变化将引起集电极 电流的相应变化，而集电极电 流的变化量是基极电流变化量 的B 倍，这就实现了信号电流 的放大。

电压放大器的基本工作原理

当信号尚未接入时，三极管三个电极的电流、电压状态称作静态，也叫“静态工作点”。一般只需求出集电极电流和集-射之间的电压值即可。

需要放大的信号输入后，是叠加在静态工作点之上的，使静态电流和电压出现“变化”或“波动”，我们就称它为“动态”。要了解放大器的工作原理，就要先了解静态，再了解动态。下面以图6电路为例来简要解释放大器是如何实现电压放大的。

静态：

如图6，假设三极管是硅材料管，而且电流放大系数已经确定（ B=50），使用6V直流电源供电。

图6

动态：加入信号后，放大器各关键点的电压、电流值会发生相应变化，这种变化就是“动态”，它是叠加在静态之上的。

电压放大器应用电路

图是普及型收音机的低放电路。电路共3级，第1级（VT1）前置电压放大，第2级（VT2）是推动级，第3级（VT3、VT4）是推挽功放。VT1和VT2之间采用直接耦合，VT2和VT3、VT4之间用输入变压器（T1）耦合并完成倒相，最后用输出变压器（T2）输出，使用低阻扬声器。此外，VT1本级有并联电压负反馈（R1），T2次级经R3送回到VT2有串联电压负反馈。电路中C2的作用是增强高音区的负反馈，减弱高音以增强低音。R4、C4为去耦电路，C3为电源的滤波电容。整个电路简单明了。