Amplifier

Amplifier

放大電壓、功率的電子設備
即放大器,是能把輸入訊号的電壓或功率放大的裝置,由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達、電視、自動控制等各種裝置中。
  • 中文名:放大器
  • 外文名:Amplifier
  • 用途:電壓、功率放大
  • 所屬學科:電子電路

簡介

增加信号幅度或功率的裝置,它是自動化技術工具中處理信号的重要元件。放大器的放大作用是用輸入信号控制能源來實現的,放大所需功耗由能源提供。對于線性放大器,輸出就是輸入信号的複現和增強。對于非線性放大器,輸出則與輸入信号成一定函數關系。放大器按所處理信号物理量分為機械放大器、機電放大器、電子放大器、液動放大器和氣動放大器等,其中用得最廣泛的是電子放大器。

随着射流技術(見射流元件)的推廣,液動或氣動放大器的應用也逐漸增多。電子放大器又按所用有源器件分為真空管放大器、晶體管放大器、固體放大器和磁放大器,其中又以晶體管放大器應用最廣。在自動化儀表中晶體管放大器常用于信号的電壓放大和電流放大,主要形式有單端放大和推挽放大。此外,還常用于阻抗匹配、隔離、電流-電壓轉換、電荷-電壓轉換(如電荷放大器)以及利用放大器實現輸出與輸入之間的一定函數關系(如運算放大器)。

作用

高頻功率放大器,又稱射頻功率放大器,用于發射機的末級,作用是将高頻已調波信号進行功率放大,以滿足發送功率的要求,然後經過天線将其輻射到空間,保證在一定區域内的接收機可以接收到滿意的信号電平,并且不幹擾相鄰信道的通信。在工作一般性原理上,它和其他放大器一樣,都是在輸入信号作用下,将直流電源轉換為輸出功率。

高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種,窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路,故又稱為調諧功率放大器或諧振功率放大器;寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路,因此又稱為非調諧功率放大器。

高頻功率放大器是一種能量轉換器件,它将電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出在“低頻電子線路”課程中已知,放大器可以按照電流導通角的不同,将其分為甲、乙、丙三類工作狀态。甲類放大器電流的流通角為360o,适用于小信号低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于180o;丙類放大器電流的流通角則小于180o。

乙類和丙類都适用于大功率工作丙類工作狀态的輸出功率和效率是三種工作狀态中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大,因而不能用于低頻功率放大,隻能用于采用調諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然極近于正弦波形,失真很小

曆史發展

1962年美國EG&G PARC(SIGNAL RECOVERY公司的前身)的第一台鎖相放大器(Lock-in Amplifier,簡稱LIA)的發明,使微弱信号檢測技術得到标志性的突破,極大地推動了基礎科學和工程技術的發展。目前,微弱信号檢測技術和儀器的不斷進步,已經在很多科學和技術領域中得到廣泛的應用,未來科學研究不僅對微弱信号檢測技術提出更高的要求,同時新的科學技術發展反過來促進了微弱信号檢測新原理和新方法的誕生。

早期的LIA是由模拟電路實現的,随着數字技術的發展,出現了模拟與數字混合的LIA,這種LIA隻是在信号輸入通道,參考信号通道和輸出通道采用了數字濾波器來抑制噪聲,或者在模拟鎖相放大器(簡稱ALIA)的基礎上多了一些模數轉換(ADC)、數模轉換(DAC)和各種通用數字接口功能,可以實現由計算機控制、監視和顯示等輔助功能,但其核心相敏檢波器(PSD)或解調器仍是采用模拟電子技術實現的,本質上也是ALIA。

直到相敏檢波器或解調器用數字信号處理的方式實現後,就出現了數字鎖相放大器(簡稱DLIA),DLIA比ALIA有許多突出的優點而倍受青睐,成為現在微弱信号檢測研究的熱點,但是在一些特殊的場合中,ALIA仍然發揮着DLIA不可替代的作用。

應用

主要用于檢測信噪比很低的微弱信号。即使有用的信号被淹沒在噪聲信号裡面,即使噪聲信号比有用的信号大很多,隻要知道有用的信号的頻率值,就能準确地測量出這個信号的幅值。

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