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        ATOS放大器的作用、原理、分類及用途

        2019-07-29      552

        ATOS放大器的作用、原理、分類及用途

        放大器是能把輸入訊號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、電視、自動控制等各種裝置中。

        簡介:增加信號幅度或功率的裝置,它是自動化技術工具中處理信號的重要元件。放大器的放大作用是用輸入信號控制能源來實現的,放大所需功耗由能源提供。對于線性放大器,輸出就是輸入信號的復現和增強。對于非線性放大器,輸出則與輸入信號成一定函數關系。放大器按所處理信號物理量分為機械放大器、機電放大器、電子放大器、液動放大器和氣動放大器等,其中用得廣泛的是電子放大器。隨著射流技術(見射流元件)的推廣,液動或氣動放大器的應用也逐漸增多。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用廣。在自動化儀表中晶體管放大器常用于信號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-電壓轉換、電荷-電壓轉換(如電荷放大器)以及利用放大器實現輸出與輸入之間的一定函數關系(如運算放大器)。

        作用原理:高頻功率放大器用于發射機的末級,作用是將高頻已調波信號進行功率放大,以滿足發送功率的要求,然后經過天線將其輻射到空間,保證在一定區域內的接收機可以接收到滿意的信號電平,并且不干擾相鄰信道的通信。
        高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種,窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路,故又稱為調諧功率放大器或諧振功率放大器;寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路,因此又稱為非調諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件,它將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出在 “低頻電子線路”課程中已知,放大器可以按照電流導通角的不同,將其分為甲、乙、丙三類工作狀態。甲類放大器電流的流通角為360o,適用于小信號低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于 180o;丙類放大器電流的流通角則小于180o。乙類和丙類都適用于大功率工作丙類工作狀態的輸出功率和效率是三種工作狀態中高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大,因而不能用于低頻功率放大,只能用于采用調諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然極近于正弦波形,失真很小。

        分類:集成運算放大通用型集成運算放大器
        通用型集成運算放大器是指它的技術參數比較適中,可滿足大多數情況下的使用要求。通用型集成運算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型屬低增益運算放大器,Ⅱ型屬中增益運算放大器,Ⅲ型為高增益運算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產品,其輸入失調電壓在2mV左右,開環增益一般大于80dB。
        高精度集成運算放大器
        高精度集成運算放大器是指那些失調電壓小,溫度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的運算放大器。這類運算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運算放大器的失調電壓可小到幾微伏,溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度。
        高速型集成運算放大器
        高速型集成運算放大器的輸出電壓轉換速率很大,有的可達2~3kV/μS。
        高輸入阻抗集成運算放大器
        高輸入阻抗集成運算放大器的輸入阻抗十分大,輸入電流非常小。這類運算放大器的輸入級往往采用MOS管。
        低功耗集成運算放大器
        低功耗集成運算放大器工作時的電流非常小,電源電壓也很低,整個運算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類集成運算放大器多用于便攜式電子產品中。
        寬頻帶集成運算放大器
        寬頻帶集成運算放大器的頻帶很寬,其單位增益帶寬可達千兆赫以上,往往用于寬頻帶放大電路中。
        高壓型集成運算放大器
        一般集成運算放大器的供電電壓在15V以下,而高壓型集成運算放大器的供電電壓可達數十伏。
        功率型集成運算放大器
        功率型集成運算放大器的輸出級,可向負載提供比較大的功率輸出。
        光纖放大器
        光纖放大器不但可對光信號進行直接放大,同時還具有實時、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能,是新一代光纖通信系統中*的關鍵器件;由于這項技術不僅解決了衰減對光網絡傳輸速率與距離的限制,更重要的是它開創了1550nm頻段的波分復用,從而將使超高速、超大容量、超長距離的波分復用(WDM)、密集波分復用(DWDM)、全光傳輸、光孤子傳輸等成為現實,是光纖通信發展*的一個劃時代的里程碑。在目前實用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器(EDFA)、半導體光放大器(SOA)和光纖拉曼放大器(FRA)等,其中摻鉺光纖放大器以其優越的性能現已廣泛應用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統、接入網、光纖CATV網、軍用系統(雷達多路數據復接、數據傳輸、制導等)等領域,作為功率放大器、中繼放大器和前置放大器。
        光纖放大器一般都由增益介質、泵浦光和輸入輸出耦合結構組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導體光放大器和光纖拉曼放大器三種,根據其在光纖網絡中的應用,光纖放大器主要有三種不同的用途:在發射機側用作功率放大器以提高發射機的功率;在接收機之前作光預放大器以極大地提高光接收機的靈敏度;在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補償光纖傳輸損耗,延長傳輸距離。器主要類別下面對不同特性的集成運算放大器進行介紹。

        原理:鎖相放大器實際上是一個模擬的傅立葉變換器,鎖相放大器的輸出是一個直流電壓,正比于是輸入信號中某一特定頻率(參數輸入頻率)的信號幅值。而輸入信號中的其他頻率成分將不能對輸出電壓構成任何貢獻。
        兩個正弦信號,頻率都為1Hz,有90度相位差,用乘法器相乘得到的結果是一個有直流偏量的正弦信號。
        如果是一個1Hz和一個1.1Hz的信號相乘,用乘法器相乘得到的結果是輪廓為正弦的調制信號,直流偏量為0。
        只有與參考信號頻率完全一致的信號才能在乘法器輸出端得到直流偏量,其他信號在輸出端都是交流信號。如果在乘法器的輸出端加一個低通濾波器,那么所有的交流信號分量全部被濾掉,剩下的直流分量就只是正比于輸入信號中的特定頻率的信號分量的幅值。

        用途:主要用于檢測信噪比很低的微弱信號。即使有用的信號被淹沒在噪聲信號里面,即使噪聲信號比有用的信號大很多,只要知道有用的信號的頻率值,就能準確地測量出這個信號的幅值。

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