安泰电压放大器原理 电压放大器和电荷放大器的优缺点

电压放大器是增加信号电压的装置。你对电压放大器了解多少？下面安泰小编介绍电压放大器的工作原理，以及电压放大器的科普知识。

什么是电压放大器？

电压放大器是提高信号电压的装置。作为电子实验室常用的测试仪器，一般是在实验中帮助信号达到最大输出功率以驱动特定负载的装置。电压放大器可以多级放大微弱信号。级联方式分为直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频响平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合电路时，要求在规定的频率范围内具有良好的幅频和相频特性以及高选择性。

安泰ATA-2021B电压放大器：

电压放大器的工作原理：

信号未接通时，晶体管三个电极的电流和电压状态是静态的，也称为“静态工作点”。一般来说，要求集电极电流和集电极发射之间的电压值。

电压放大器本质上是一个带恒流源的差分放大器。由于恒流源的作用是保证晶体管的工作点，所以可以工作在晶体管特性曲线的一个相对线性的区间，并且采用了深度负反馈，使得整个运放电路对信号有更好的线性放大。为了保证一定的增益，运算放大器是多级DC放大器的组合，在制造时就在一个芯片上完成，以集成电路运算放大器的形式出现。并确保良好的耦合特性和稳定性。所以运算放大器是高品质模拟放大器的代名词。

由于电压放大器的核心是差分放大器，有两个输入端和一个输出端，其在电路图上的符号和引脚位置与电压比较器相同；两个输入和输出之间的关系也称为同相输入和反相输入。两个输入都可以输入信号(对称差分信号)；可选地，一个输入端可以被设置为参考电压，而另一个输入端可以输入模拟信号。

既然电压放大器可以放大信号，显然我们用它代替电压比较器进行电压比较是没有问题的，很多电路的电压比较电路都是用运算放大器电路完成的。然而，电压放大器被用作电压比较器；它的灵敏度和响应速度差很多，不如不用，但是电压比较器不能当运放用。在一般的电路原理图上，从符号上很难区分运算放大器和电压比较器，只能通过分析电路来判断。

电压放大器的特点：

1、传感器输出的信号是电荷。

2、具有深度负反馈的高增益放大器也是电流-电压转换器。

3、不易吸引现场干扰信号，电路受连接电缆长度影响小，可用于压电传感器的远距离传输放大。

4、可以有效测量静压。

5、频带宽，灵敏度高，信噪比高，工作可靠，重量轻。

电压放大器的应用；

电压放大器适用于压电材料的驱动，磁性材料的B-H测试，稳定磁场的产生，显示器件的驱动，超声波电机的驱动，三电机的驱动。此外，功率放大器还广泛应用于新型半导体材料、薄膜材料、高分子材料和生物器件的开发。

电压放大器和电荷放大器有什么区别？

1、使用压电晶体传感器时，电荷放大器会将传感器输出的微弱电荷信号转换成放大的电压信号，传感器的高阻抗输出可以转换成低阻抗输出。

2、电压放大器需要高输入阻抗来匹配传感器，因此抗干扰能力不足；电荷放大器的输出电压与输入电荷成正比，因此信噪比相对较高。

电压放大器的灵敏度和带宽容易受到传感器线路电容的限制；电荷放大器只与电量有关，所以频带宽，灵敏度高。

4、电荷放大器和电压放大器都需要配备过载放大器保护电路，否则当传感器过载时，输出电压会过高。

电压放大器作为信号发生器的理想工具，可以通过简单的设备连接扩大信号源的输入电压幅度范围。电压放大器的响应特性一般体现在压摆率和带宽上，与最大输出电流和负载的电容效应密切相关。如何选择电压放大器？主要取决于压摆率和带宽。

电压放大器的主要技术指标：带宽和压摆率、电压、电流和负载。

电压放大器特性的主要技术指标包括：带宽(大信号带宽和小信号带宽)和压摆率。大信号带宽一般指大信号输入情况下，放大器输出电压的幅度与频率的关系。当超过某个频点时，放大器的输出电压会迅速下降；小信号带宽一般指小信号输入情况下，放大器输出电压与频率的关系。压摆率是指输出电压上升或下降的速度，即单位现实中输出电压上升或下降的幅度，是描述电压放大器速度的一个指标。

电压：选择电压放大器时，需要考虑带宽为-3dB时输出电压是否足够，要求测试电压较高时，需要保持一定的电压裕量。

电流：根据负载的阻抗，可以选择测试时满足合适电流的放大器。

电压增益：当输入信号是特定的电压信号时，也要考虑电压增益。

负载：根据负载的测试条件，综合衡量放大器是否能满足测试要求。

选择电压放大器时，要根据实验的需要，准确选择所需的电压放大器型号。但是不同厂家不同型号谈带宽是不可行的，买之前要咨询实际指标参数。

选择电压放大器时，应首先考虑应用的输出电压、带宽和压摆率。此外，还应考虑负载电容以及由负载电容引起的压摆率/带宽下降。最后，要知道放大器的设计，是否有电容稳定(消除谐波失真)的功能。综合考虑以上因素，我们可以选择最合适的电压放大器。

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