模擬電子—從放大器說(shuō)起（一）：放大器的基本形態(tài)

　　在序章中我們講到，放大器是一種非常有代表性的模擬電路，那么到底什么叫做放大器呢?首先放大器在系統當中可以看作一個(gè)“輸入->黑盒->輸出”的模型。在廣義上，輸入和輸出可以是各種不同類(lèi)型的，其中還可以包含物理量轉變的過(guò)程。在狹義上，放大器是對相同的物理量進(jìn)行“放大”，因為只有物理量的量綱相同才能有數值上的倍數關(guān)系。

　　例如，我們常見(jiàn)的麥克風(fēng)電路，就是將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?，然后將電信號的功率放大輸出?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/信號采集">信號采集設備當中。因此在這種情況下放大器的放大倍數單位(Gain)為dB/V，其中dB為聲音的強度單位(在這里是有絕對大小的，在空氣中0dB聲參考聲壓為20uPa，這和電學(xué)中的相對單位dB有所區別)，而V為電壓?jiǎn)挝?。而在音頻功率放大器中是將電信號轉換為聲音，放大倍數單位為V/dB。而將以上兩個(gè)系統串聯(lián)起來(lái)形成一個(gè)新的放大系統，這個(gè)系統的輸入輸出就都是聲音信號，增益就可以表示為一個(gè)沒(méi)有單位的常數，例如100。這個(gè)倍數100也可以表示為相對量20dB來(lái)表示。

　　在這里數次提到的dB這個(gè)單位，在聲學(xué)和電學(xué)當中都有非常重要的意義，而且很多時(shí)候容易混淆。更加詳細的說(shuō)明會(huì )在《模擬電子——從放大器說(shuō)起(番外)》中提到。

　　那么一個(gè)理想當中的放大器的基本特征是什么樣的呢?

　　1. 不能對輸入的前級信號產(chǎn)生影響，簡(jiǎn)而言之就是默默的接入了，這樣就不需要因為引入放大器而對前級做任何的特殊處理。換句話(huà)說(shuō)就是輸入信號不需要向放大器提供任何能量。

　　2. 輸出是不受到后級接入系統的影響的，也就是任爾東西南北風(fēng)我自巋然不動(dòng)的輸出，這樣的話(huà)就可以適應各種后級而不擔心引入額外的問(wèn)題。也就是放大器的能量輸出能力為無(wú)限的。

　　3. 放大倍數(轉換系數穩定)，也就是說(shuō)它的性能不會(huì )隨著(zhù)外部條件的變化例如溫度，濕度，外部能量源(大部分時(shí)候為電源)等等的影響永遠保持恒定。

　　4. 不受輸入信號的幅度影響，如果一個(gè)放大器的放大倍數為10，那么對于輸入信號是1，那么輸出信號就應該為10，輸入信號為10的時(shí)候，輸出應該為100。無(wú)論輸入什么值，輸出總是這個(gè)值的10倍。

　　5. 輸入信號帶寬無(wú)限大，這是對于快速變化的信號而言的，指的是無(wú)論輸入信號變化得多快放大器的輸出都要立即跟上輸入。

　　那么在現實(shí)當中，電子線(xiàn)路中是如何實(shí)現放大的呢?在有源電子元器件例如電子管和晶體管出現之前，我們已經(jīng)可以利用變壓器實(shí)現電壓的轉換。變壓器可以根據兩個(gè)繞組的匝數比來(lái)將輸入的電壓轉換為N倍輸出電壓。但是因為是無(wú)源器件，因此輸出端所有的能量都來(lái)自于輸入端，與理想放大器的特征里面的第1條和第2條差距非常大。

　　而以電子管和晶體管為基礎的有源放大電路將輸出信號的能量來(lái)源與輸入信號分開(kāi)，使放大器的性能進(jìn)一步向理想放大器接近。