放大器的分析基本方法

① 功率放大器怎么分析

高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在 “低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于 180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的了类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至 20000 Hz，高低频率之比达 1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百 kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为 10 kHz，如中心频率取为 1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率响应很宽的传输线作负载。这样，它可以在很宽的范围内变换工作频率，而不必重新调谐。综上所述可见，高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大，效率高；它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同，因而负载网络和工作状态也不同。高频功率放大器的主要技术指标有：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度（或信号失真度）等。这几项指标要求是互相矛盾的，在设计放大器时应根据具体要求，突出一些指标，兼顾其他一些指标。例如实际中有些电路，防止干扰是主要矛盾，对谐波抑制度要求较高，而对带宽要求可适当降低等。功率放大器的效率是一个突出的问题，其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。放大器的工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。为了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙类、丙类，即晶体管工作延伸到非线性区域。但这些工作状态下的放大器的输出电流与输出电压间存在很严重的非线性失真。低频功率放大器因其信号的频率覆盖系数大，不能采用谐振回路作负载，因此一般工作在甲类状态；采用推挽电路时可以工作在乙类。高频功率放大器因其信号的频率覆盖系数小，可以采用谐振回路作负载，故通常工作在丙类，通过谐振回路的选频功能，可以滤除放大器集电极电流中的谐波成分，选出基波分量从而基本消除了非线性失真。所以，高频功率放大器具有比低频功率放大器更高的效率。高频功率放大器因工作于大信号的非线性状态，不能用线性等效电路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法——折线法来分析其工作原理和工作状态。这种分析方法的物理概念清楚，分析工作状态方便，但计算准确度较低。以上讨论的各类高频功率放大器中，窄带高频功率放大器：用于提供足够强的以载频为中心的窄带信号功率，或放大窄带已调信号或实现倍频的功能，通常工作于乙类、丙类状态。宽带高频功率放大器：用于对某些载波信号频率变化范围大得短波，超短波电台的中间各级放大级，以免对不同fc的繁琐调谐。通常工作于甲类状态。

② 电路图上怎么分析放大器的串联，并联，电压，电流的负反馈方法

就运算放大器电路而言：
反馈信号与输入信号都加在同一个输入端（同相或反相端）的，是并联反馈，而分别加在不同输入端（一个在同相端，一个在反相端）的，是串联反馈；
反馈信号取自放大器输出端所接的负载上的电压，就是电压反馈；
反馈信号取自放大器输出端所接的负载上的电流，就是电流反馈；

③ 放大电路的静态分析方法

1、直流通路和交流通路
放大电路中的电抗性元件对直流信号和交流信号呈现的阻抗是不同的。例如，电容对直流信号的阻抗是无穷大，故不允许直流信号通过；但以交流信号而言，电容容抗的大小为，当电容值足够大，交流信号在电容上的压降可以忽略时，可视为短路。电感对直流信号的阻抗为零，相当于短路；而对交流信号而言，感抗的大小为ωL。此外，对于理想电压源，如VCC等，由于其电压恒定不变，即电压的变化量等于零，故在交流通路中相当于短路。而理想电流源，由于其电流恒定不变，即电流的变化量等于零，故在交流通路中相当于开路，等等。
在直流通路中，隔直电容C1、C2相当于开路。在交流通路中，C1、C2相当于短路，此外，集电极直流电源VCC也被短路。于是可得单管共射放大电路的直流通路和交流通路分别如下图（a）和（b）所示。

根据放大电路的直流通路和交流通路，即可分别进行静态分析和动态分析。分析时，除了图解法和微变等效电路法以外，有时也采用一些简单实用的近似估算法。例如，常常根据直流通路，对放大电路的静态工作情况进行近似估算。 
2、静态工作点的近似估算
当外加输入信号为零，在直流电源VCC的作用下，三极管的基极回路和集电极回路均存在直流电流和直流电压，这些直流电流和电压在三极管的输入、输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点。静态工作点处的基极电流、基极与发射极之间的电压分别用符号IBQ、UBEQ表示，集电极电流、集电极与发射极之间的电压则用ICQ、UCEQ表示。
可求得单管共射放大电路的静态基极电流为

(1)
由三极管的输入特性可知，UBEQ的变化范围很小，可近似认为
硅管UBEQ=（0.6～0.8）V
锗管UBEQ=（0.1～0.3）V
根据以上近似值，若给定VCC和Rb，即可由式（1）估算IBQ。
已知三极管的集电极电流与基极电流之间存在关系IC≈βIB,且β≈，故可得静态集电极电流为

 (3)
然后由图1(a)的直流通路可得
CEQ=VCC-ICQRC (4)
至此，静态工作点的有关电流、电压均已估算得到

④ BJT放大电路分析方法有2种：图解分析法和小信号模型法

图解分析法是一种近似的方法，但功能强，还可以分析晶体管的非线性工作状态，譬如微波功率放大晶体管的分析。
小信号模型法是一种精确的计算方法，但只能用于晶体管的线性、小信号状态分析，因为这时输出信号与输入信号才具有相同的频率，可以给出一种等效电路（等效电路元件的数值确定）——小信号模型。小信号模型也适用于较高频率的分析，只要不超出线性工作范围；所以小信号模型有低频等效电路，也有高频等效电路。当然，在微波工作时除外，因为这时往往有许多寄生效应将会带来非线性效应。
在大信号（信号幅度很大）情况下就不是这样，这时输入一个频率的信号，就有可能产生出多个频率的信号——如大功率放大电路、振荡电路等，这时就不能采用一个统一的等效电路来分析，但可用图解法分析。

⑤ 图解法和估算法是晶体管放大电路静态分析常用的的两种分析方法,它们各有哪些优缺点

图解法直观，方便，可直观的看到三极管各点的工作情况，缺点是不精确；估算法相对精确一些，但需要算，没有前一种直观。

⑥ 怎么分析放大电路

放大电路的分析方法如图所示｡

放大电路的分析方法

既然放大电路中是交､直流信号混合

⑦ 功率放大电路测量方法

由于管子处于大信号下工作，故通常采用图解法。挂示波器，输入正弦波，分别调整输入波形幅值，频率和放大器偏置等一些其他电路参数。看输出波形畸变程度和放大倍数。

输入范围越大越好，放大倍数越大越好，波形畸变越小越好。如果需定量测量，就要算出增益，带宽，增益带宽积。

静态分析包括计算法和图解分析法；动态分析包括图解分析法和微变等效电路法。在分析方法上，由于管子处于大信号下工作，故通常采用图解法。功率放大电路的分析任务是：最大输出功率、最高效率及功率三极管的安全工作参数。

(7)放大器的分析基本方法扩展阅读：

要求输出功率尽可能大为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。

效率要高由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高。

⑧ 理想运算放大器工作在线性区和饱和区时各有何特点，分析方法有何不同

理想运放工作在线性区的特点及分析方法：

（1）理想运放工作在线性区时，输出电压与输入电压呈现线性关系，其中，u0是集成运放的输出电压；u+和u-分别是同相输入端及反相输入端的电压；Auo是开环差模电压放大倍数。根据理想运放的特征，可以导出工作在线性区时集成运放的两个重要特点。

1、虚短：理想运放的差模输入电压等于零

由于理想运放的开环差模电压放大倍数等于无穷大，而输出电压为确定数值，同相输入端电压与反相输入端电压近似相等，如同将u+和u-两点短路一样，但两点的短路是虚假的短路，是等效短路，并不是真正的短路，所以把这种现象称为“虚短”。

2、虚断：理想运放的输入电流等于零，由于理想运放的开环输入电阻rid-∞，因此它不向信号源索取电流，两个输入端都没有电流流入集成运放。

此时，同相输入端电流和反相输入端电流都等于零，如同两点断开一样。而这种断开也不是真正的断路，是等效断路，所以把这种现象称为“虚断”。

（2）理想运放工作在非线性区的特点及分析方法：

集成运放工作在非线性区时，输出电压不再随输入电压线性增长，而是达到饱和。

理想运放工作在非线性区时，也有两个重要特点。

1、当理想运放的u+≠u- 时，理想运放的输出电压达到饱和值

当u+ >u-时，集成运放工作在正向饱和区，输出电压为正饱和值，

当u+ <u-时，集成运放工作在负向饱和压，输出电压为负饱和值，

理想运放工作在非线性区时，u+≠u-，不存在“虚短”现象。

2、理想运放的输入电流等于零

由于理想运放的输入电阻r甜-∞，尽管输入电压u+≠“，仍可认为此时输入电流为零。

(8)放大器的分析基本方法扩展阅读

（1）理想运算放大器工作在线性工作状态的最基本应用电路可以分为反相比例运算电路，同相比例运算电路。

（2）集成运算放大器

集成运算放大器简称集成运放，它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。

输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。

集成运放一般由输入端、输出端、偏置电路和中间集四部分组成。

参考资料来源

网络-理想运算放大器

⑨ 高频小信号放大器有哪些分类，其分析方法有什么特点

1、按所用的材料分类：晶体管（BJT)、场效应管（FET)、集电电路（IC)
2、按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器
3、按电路形式：单级放大器和多级放大器
4、按负载性质：谐振放大器（以谐振电路作为负载）、非谐振放大器（以阻容耦合电路作为负载）
高频小信号放大器的质量指标
(1)
增益：（放大系数）
(2)
通频带
放大器的电压增益下降到最大值的0.7（即1/√2）倍时，上、下限频率之间的频率范围称为放大器的通频带，用B=2△f0.7表示。也称为3dB带宽。
(3)
选择性
从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
①
矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。
②
抑制比：表示对某个干扰信号fn的抑制能力，用dn表示。
4)
工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。
5）噪声系数
与低频放大器一样，选频放大器的输出噪声也来源于输入端和放大电路本身。通常用信噪比来表示噪声对信号的影响，电路中某处信号功率与噪声功率之比称信噪比。信噪比越大，信号质量越好。
噪声系数是用来反映电路本身噪声大小的技术指标。其定义为输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值。噪声系数越接近于1，说明放大器的抗噪能力越强，输出信号的质量越好。

⑩ 放大电路静态和动态分析电路

放大电路的静态分析和动态分析的目的是：
1、静态分析可以求出IB，IBQ以及ICEQ等值。这样既可以判断放大器是否处于放大区，也可以为动态分析提供计算所必须的数据。
2、动态分析就是计算电路的电流、电压的放大倍数，输入、输出阻抗等数据，这是衡量一个放大电路的好坏性质的最根本数据。

静态分析，就是放大电路在输入直流信号状态下的电路分析；动态分析，就是放大电路在输入交流信号下的电路分析。