直流放大器
[拼音]:zhiliu fangdaqi
[外文]:DC amplifier
直流和慢變化信號(hào)的放大電路。直流放大器常用于測(cè)量?jī)x表。在高精度電位測(cè)量和生物電與物理電測(cè)量中(見(jiàn)生物醫(yī)學(xué)核電子儀器),電信號(hào)往往很弱,而且變化緩慢,含有直流成分,經(jīng)放大后才便于檢測(cè)、記錄和處理。此外,在許多情況下,被測(cè)信號(hào)源的內(nèi)阻高,要求放大器具有高增益和高輸入阻抗。具有這種特性的直流放大器也適合用作運(yùn)算放大器。
直接耦合的晶體管或電子管放大器都可作為直流放大器。這類放大器也靠直流電源供電。當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí),理想的直流放大器的輸出電位應(yīng)該是零、或者是一個(gè)稱之為放大器直流零點(diǎn)的參考電位。但是實(shí)際上,由于電源電壓的波動(dòng)和諸如溫度等環(huán)境因素的改變,以及電子元件、器件的老化,這個(gè)參考電位會(huì)隨放大器特性參數(shù)的改變而發(fā)生變化。這樣,放大器的輸出中就不可避免地含有一個(gè)稱為零點(diǎn)漂移的不固定誤差。在多級(jí)放大器直接耦合的情況下,前級(jí)的零點(diǎn)漂移會(huì)被后面各級(jí)漸次放大,結(jié)果便會(huì)與被放大的有用信號(hào)相混淆,影響放大器的性能。最大限度地克服零點(diǎn)漂移,是直流放大器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要目標(biāo)。
直流放大器的類型很多。直接耦合的單管放大器是最簡(jiǎn)單的一種。這種放大器的缺點(diǎn)是零點(diǎn)漂移大。利用成對(duì)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的差分放大器是一種零點(diǎn)漂移較小的直流放大器,常用于集成運(yùn)算放大器的輸入級(jí)和中間級(jí)。在測(cè)量?jī)x器中還常用斬波式直流放大器。
圖中是雙通道斬波式直流放大器的原理圖。它由斬波通道、高頻通道和主放大器三部分組成。被測(cè)信號(hào)中的直流分量(包括緩變分量)和高頻分量,分別經(jīng)斬波通道和高頻通道處理后由主放大器相加。經(jīng)過(guò)斬波通道的信號(hào)在被放大之前,先被“斬切”成方波,經(jīng)交流放大以后再由解調(diào)器恢復(fù)為直流。交流放大器和低通濾波器不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,只要斬波器的“通”、“斷”不引入殘存電壓和漏電流,整個(gè)放大器基本上不會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。高頻通道使信號(hào)頻率較高的分量直接經(jīng)主放大器輸出,能起補(bǔ)償和加寬頻帶的作用。斬波器的好壞對(duì)直流放大器的性能影響很大。早期的機(jī)械振子斬波器具有理想的開(kāi)關(guān)特性,但工作頻率只有幾百赫,而且壽命短?,F(xiàn)代的以場(chǎng)效應(yīng)晶體管為主構(gòu)成的斬波器具有良好的性能,得到了廣泛的應(yīng)用。
斬波式直流放大器作為運(yùn)算放大器,曾在模擬計(jì)算機(jī)中發(fā)揮過(guò)重要作用,后來(lái)主要用于高精度的測(cè)試系統(tǒng)。集成式運(yùn)算放大器可以直接用于線性直流放大,使用比較廣泛。
參考文章
- 為什么說(shuō)克服零點(diǎn)漂移是直流放大器的一個(gè)重要問(wèn)題?測(cè)控技術(shù)
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