2013年9月9日 星期一

放大器的分類 ( 搬家文 move from yahoo blog , Day 6 )

(本文譯自Integrated Publishing CLASSIFICATION OF AMPLIFIERS

大部分電子裝置至少都有一個放大器,不過,放大器的種類很多。這個單元不會嘗試描述所有不同種類的放大器,你會看到放大器的一般原理,和一些典型的放大器電路。(編按:所謂這個單元係指原文的這一章,含有三十多小節,本站僅選譯若干,有興趣讀者請自行點選連結 http://electriciantraining.tpub.com/14180/index.htm 原文網頁閱覽。)

放大器約可以用兩種方式分類。第一種以功能性區分,基本上屬於電壓放大器或功率放大器。第二種以頻率響應來分,看它們是設計來放大哪一段頻率的?

如果你用這兩種分類方法(功能與頻率響應)描述放大器,將會得到很好的結果。你可能不知道確實的電路為何,不過你將會知道這個放大器是做什麼用的,以及它是設計用來處理哪一段頻率的。


電壓放大器與功率放大器  VOLTAGE AMPLIFIERS AND POWER AMPLIFIERS

放大器是電流控制(current-control)裝置。信號輸入到放大器,控制放大器的電流輸出。放大裝置(真空管、電晶體、電磁放大器等)與放大器電路的連接,決定了放大器的分類 - 電壓功率放大器。

電壓放大器A VOLTAGE AMPLIFIER),輸出信號電壓大於輸入信號電壓。換句話說,電壓放大器放大輸入信號的電壓。

功率放大器A POWER AMPLIFIER),輸出信號功率大於輸入信號的功率。換句話說,功率放大器放大輸入信號的功率。大部分的功率放大器,都被當作最後一個放大器(放大級),控制(或驅動)輸出裝置。輸出裝置可能是喇叭、指示裝置、天線或錄音機的讀寫頭。不管是什麼裝置,驅動它工作的功率來自放大器的最後一級,功率放大器。

1-3 顯示電壓放大器的輸入與輸出,以及功率放大器輸入輸出的方塊圖。注意,在 A 中輸出信號電壓大於輸入信號電壓。但是輸入、輸出信號電流並沒有標示出來,你無法判斷除了電壓增益以外,有沒有功率增益?

Figure 1-3A.—Block diagram of voltage and power amplifiers.

Figure 1-3B.—Block diagram of voltage and power amplifiers.

B 中,輸出信號電壓小於輸入信號電壓。如果是一個電壓放大器,這個電路的增益小於 1。然而,它的輸出功率大於輸入功率,因此這個電路是一個功率放大器。

放大器到底是電壓還是功率的區分,比較它們的輸入、輸出信號特性就知道。如果輸出信號在電壓振幅上大於輸入信號,那它是電壓放大器。如果沒有電壓增益,不過輸出功率大於輸入功率,那麼它就是一個功率放大器了。


放大器的頻率響應  FREQUENCY RESPONSE OF AMPLIFIERS

除了以功能以外,放大器也可以依頻率響應分類。放大器的頻率響應,與它被設計用來放大的頻帶或頻率範圍有關。

你可能好奇頻率響應有什麼重要?為什麼不設計一個放大器,在 1000 Hz 1000 MHz 都能將信號完美放大?答案是,放大器的元件在不同頻率的反應是不一樣的。放大裝置(真空管、電晶體、電磁放大器等)本身就有頻率限制,而且隨著頻率變化反應的方式也不同。電容器與電感器,在電路中隨著頻率的變化,它們的電抗也跟著改變。電路與其他元件(極間電容與自身電感)之間微小的電容與電感,在高頻時都可能變得茲事體大。既然元件的反應跟著頻率改變,放大器的元件就會依著想要放大的頻率範圍而被加以選擇。

頻率響應放大器的三個廣泛分類為:音頻放大器(AUDIO AMPLIFIER),高頻放大器(RF AMPLIFIER),與視頻放大器(VIDEO AMPLIFIER)。

音頻放大器AUDIO AMPLIFIER),被設計用來放大 15 Hz 20 kHz 的頻率範圍。任何放大器為了這些全頻段,或者其中的一部分頻率範圍而設計的,都被視為音頻放大器。

RF 放大器,「RF」代表無線電頻率。用來放大的頻段為 10 kHz 100,000 MHz 一個放大器無法放大全部 RF 頻段,任何一個放大器的頻率範圍落在其中,就被視為 RF 放大器。

視頻放大器VIDEO AMPLIFIER),放大的頻率範圍從 10 Hz 6 MHz。因為頻率涵蓋範圍如此之廣,這些放大器有時被稱作「寬頻放大器(WIDE-BAND AMPLIFIERS)」。視頻放大器要放大非常廣的頻率範圍,所以它不會有窄頻(narrower-band)放大器的增益。同時它也需要比窄頻放大器更多的元件,來應付這麼寬廣的頻率範圍。

Q-4.     In what two ways are amplifiers classified?                                             
Q-5.     What type of amplifier would be used to drive the speaker system of a record player?
Q-6.     What type of amplifier would be used to amplify the signal from a radio antenna?

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