安泰电压放大器原理（电压放大器和电荷放大器的优缺点）

时间：2022-11-14

电压放大器是提高信号电压的装置，大家对于电压放大器的知识知道多少？下面安泰的小编给大家介绍关于电压放大器工作原理，以及电压放大器的科普知识。

电压放大器是什么：

电压放大器是提高信号电压的设备，作为电子实验室比较常用的测试仪器，一般都是在实验中帮助信号达到较大出功率用来驱动某一特定的负载的装置。电压放大器能够对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在*频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

安泰ATA-2021B电压放大器：

电压放大器的工作原理：

当信号没有连接的时候，晶体管的三个电极电流和电压状态是静态，也叫作“静态工作点”，一般说来，需要集电极电流和集电极发射之间的电压数值。

电压放大器实质是一个恒流源的差分放大器，由于恒流源的作用是保证晶体管的工作点，能在晶体管特性曲线比较线性的一段工作，并且采用了深度的负反馈使整个运算放大电路对信号具有较好的线性放大。一个运算放大器为了保证有一定的增益，都是采用多级直流放大器的组合，在制造时就在一个芯片上完成，以集成电路运算放大器的形式出现;保了良好的耦合特性及稳定性。所以运算放大器就是高质量的模拟放大器的代名词。

由于电压放大器的核心是一个差分放大器，所以就有两个输入端，和一个输出端，其在电路图上的表示符号，引脚的位置和电压比较器一样;两个输入端和输出的关系也有同相输入端和反相输入端的称呼。这两个输入端都可以输入信号(对称的差分信号);也可以，一个输入端设定为基准电压，一个输入端输入模拟信号。

电压放大器既然能把信号进行放大，显然我们用他来代替电压比较器作为电压比较用也是没有问题的，就有许多电路的电压比较电路就采用了运算放大器电路完成的。不过电压放大器作为电压比较器使用;其灵敏度、反映速度都要差的多，还是不要这样替代用的为好，但是电压比较器是不能作为运算放大器用的。在一般的电路原理图上运算放大器和电压比较器，光从符号上很难区分图纸上表示的是运算放大器还是电压比较器，只能通过对电路的分析，进行判断。

电压放大器的特点：

1、传感器输出的信号是电荷

2、具有深度负反馈的高增益放大器，也是电流电压转换器

3、不容易吸引现场干扰信号，电路受连接电缆长度的长度影响很小，能够用做压电传感器远距离的传输放大

4、能够对静态的压力进行有效的测量

5、频带比较宽，灵敏度比较高，信噪比比较高，并且工作可靠，重量轻。

电压放大器的应用：

电压放大器适用于压电材料的驱动，磁性材料的B-H测试，稳定磁场的生成，显示器件的驱动，超声波电机的驱动，三项电机驱动，除此之外，功放在新型的半导体材料，薄膜材料，聚合物材料，生物器件的研制方面也有广泛的应用。

电压放大器和电荷放大器有何区别：

1、使用压电晶体传感器的时候，电荷放大器会把传感器里所输出微弱电荷信号转换成放大的电压信号，并且可以把传感器的高阻抗输出转变成低阻抗输出。

2、电压放大器需要较高的输入阻抗才能和传感器匹配，所以抗干扰能力不足；电荷放大器的输出电压和输入电荷量成正比，所以信噪比比较高。

3、电压放大器的灵敏度和带宽容易受到传感器线路电容量的限制；而电荷放大器则只是和电量有关，因此频带宽，灵敏度高。

4、电荷放大器和电压放大器都需要加过载放大保护电路，否则传感器过载的时候，会出现过高的输出电压。

作为配号发生器使用的理想工具，电压放大器通过简单的设备连接能够拓展信号源的输入电压幅度范围。电压放大器的响应特性一般体现在压摆率和带宽，同时和较大输出电流，负载的电容*都密切相关，电压放大器该如何选择呢。主要看压摆率和带宽。

电压放大器主要的技术指标：带宽和压摆率，电压，电流，负载

讲述电压放大器特性的主要技术指标包括：带宽（大信号带宽和小信号带宽）和压摆率。大信号带宽一般是指大信号输入条件下，放大器输出电压幅度随着频率变化的关系。**过某个频点的时候，放大器输出电压会迅速下降；而小信号带宽一般是指小信号输入条件下，放大器输出电压和频率的关系。压摆率指输出电压上升或者下降的速度，也就是单位实际内输出电压上升或者下降的幅度，是描述电压放大器速度的指标。

电压：选择电压放大器的时候要考虑-3dB带宽时输出电压是否足够，对测试电压要求较高的时候，还需要保留一定的电压余量。

电流：依据被负载的阻抗，可以选择满足测试时合适电流的放大器。

电压增益：输入信号是特定的电压信号时，还需要考虑电压增益的情况。

负载：根据负载的测试条件来综合衡量放大器是否可以满足测试需求。

选择电压放大器的时候要根据实验的需求，准确选择所需要的电压放大器型号。不过，不同厂家，不同型号来讲述带宽的方式都是不同的，所以购买前要咨询好实际的指标参数。

在选择电压放大器时，首先需要考虑应用的输出电压、带宽和压摆率；除此之外还要考虑负载的电容性，以及由负载电容性带来的压摆率/带宽下降；最后，要了解放大器的设计，有没有电容稳定(消除谐波失真)。综合考虑上述所有因素，才能选择出一款较合适的电压放大器。

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