什么是放大器?差分放大器與單端放大器有什么區(qū)別?
放大器能夠?qū)⑤斎氲男盘?hào)或者功率進(jìn)行放大,從而達(dá)到一定的訴求。為增進(jìn)大家對(duì)放大器的認(rèn)識(shí),本文將對(duì)放大器以及差分放大器與單端放大器的區(qū)別予以介紹。如果你對(duì)放大器具有興趣,不妨來和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是放大器
放大器是能把輸入訊號(hào)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(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。放大器增加信號(hào)幅度或功率的裝置,它是自動(dòng)化技術(shù)工具中處理信號(hào)的重要元件。放大器的放大作用是用輸入信號(hào)控制能源來實(shí)現(xiàn)的,放大所需功耗由能源提供。對(duì)于線性放大器,輸出就是輸入信號(hào)的復(fù)現(xiàn)和增強(qiáng)。對(duì)于非線性放大器,輸出則與輸入信號(hào)成一定函數(shù)關(guān)系。放大器按所處理信號(hào)物理量分為機(jī)械放大器、機(jī)電放大器、電子放大器、液動(dòng)放大器和氣動(dòng)放大器等,其中用得最廣泛的是電子放大器。隨著射流技術(shù)(見射流元件)的推廣,液動(dòng)或氣動(dòng)放大器的應(yīng)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(yīng)用最廣。在自動(dòng)化儀表中晶體管放大器常用于信號(hào)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(zhuǎn)換、電荷-電壓轉(zhuǎn)換(如電荷放大器)以及利用放大器實(shí)現(xiàn)輸出與輸入之間的一定函數(shù)關(guān)系(如運(yùn)算放大器)。
二、差分放大器與單端放大器的區(qū)別
(一)差分放大器
差分放大器是由兩個(gè)互補(bǔ)的放大器構(gòu)成的電路,其中一個(gè)放大器對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行放大,另一個(gè)放大器對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行抑制。在差分電路中,兩個(gè)信號(hào)的差值(差分信號(hào))被放大,而共同的信號(hào)(共模信號(hào))被取消。在差分電路中,假設(shè)輸入信號(hào)為V1和V2,則輸出信號(hào)為Vout = A*(V2-V1),其中A是放大倍數(shù)。
差分放大器的優(yōu)點(diǎn)是可提高電路增益和信噪比,并減小電路中的共模噪聲和失配誤差。正是因?yàn)椴罘址糯笃骶哂羞@些優(yōu)點(diǎn),它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于放大電路中,如功率放大器、運(yùn)放、示波器等。
(二)單端放大器
單端放大器是一種常見的放大電路,它由一個(gè)放大器構(gòu)成,將單端輸入信號(hào)的大小增加到更大的值。通常采用負(fù)反饋設(shè)計(jì),在這種設(shè)計(jì)中,放大器的輸出信號(hào)將與輸入信號(hào)進(jìn)行比較,并將誤差信號(hào)返回到放大器的輸入端,以減小輸出誤差或失真。單端放大器是電路設(shè)計(jì)中最簡(jiǎn)單、最常用的一種放大器,被廣泛應(yīng)用于音頻放大器、功率放大器、射頻放大器等。
(三)差分放大器和單端放大器的區(qū)別
下面將從幾個(gè)方面詳細(xì)比較差分放大器和單端放大器的區(qū)別。
1.輸入端
差分放大器采用兩個(gè)單獨(dú)的輸入端接收差分信號(hào),而單端放大器只有一個(gè)輸入端接收單端信號(hào)。由于差分信號(hào)是由兩個(gè)信號(hào)的差值構(gòu)成的,因此差分放大器可以通過測(cè)量差分信號(hào)來消除電路中的共模噪聲并提高信噪比。
2.輸出信號(hào)
在差分放大器中,輸出信號(hào)為差分信號(hào)的幅度,而單端放大器的輸出信號(hào)為單端信號(hào)的幅度。差分放大器的輸出信號(hào)可以通過兩個(gè)單獨(dú)的電源來處理,因此可以增強(qiáng)輸出信號(hào)的穩(wěn)定性。
3.抗干擾性
由于差分放大器具有抑制共模噪聲的功能,因此它具有更好的抗干擾性能。相反,單端放大器的輸出信號(hào)受到電容耦合、電源噪聲和其他環(huán)境條件的影響較大。
4.使用范圍
差分放大器一般用于調(diào)制解調(diào)、信號(hào)放大、濾波器等電路中,而單端放大器用于音頻放大、功率放大、射頻放大等一般信號(hào)放大用途中。
5.電路結(jié)構(gòu)
差分放大器由兩個(gè)互補(bǔ)的放大器組成,共同作用于差分信號(hào)和共模信號(hào)。而單端放大器只有一個(gè)單端放大器,同時(shí)作用于單端信號(hào)。部分電路中使用單端放大器和差分放大器的混合設(shè)計(jì),以達(dá)到更好的放大效果。
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