電(diàn)路设计级联放大器增益

2020-08-24

由于放大器技术的进步，即增加的SNR，效率，低至½ohm的稳定性和输出功率，汽車(chē)音频领域中的（级联）放大器不再是必需的。在電(diàn)子领域的其他(tā)领域，级联仍然是必需的。

您可(kě)能(néng)知道，级联放大器是一个由一系列放大器组成的两端口网络，其中每个放大器将其输出连接（发送）到链中下一个放大器的输入。由于级或级之间的负载，使这些级联级的增益计算变得复杂。

单级放大器无法获得许多(duō)应用(yòng)的性能(néng)要求，因此需要多(duō)级放大。这些级联放大器产生的增益超过了各个放大器可(kě)能(néng)获得的增益。通常，级联放大器的总增益是各个级增益的结果，而忽略了潜在的负载效应。

级联放大器的目的

级联放大器的总體(tǐ)原因是需要增加放大器输出以满足特定要求，例如增加電(diàn)视或无線(xiàn)電(diàn)接收机中的信号强度。

使用(yòng)级联或多(duō)级放大器，可(kě)以為(wèi)您的设计提供更高的電(diàn)流增益或電(diàn)压增益。通常，我们利用(yòng)级联放大器级来增加整體(tǐ)放大器增益，但在其他(tā)情况下，这是為(wèi)了获得必要的输入或输出阻抗。

下面是两级串联的级联放大器的简化视图。

在这里，我们在電(diàn)路级视图中具有(yǒu)相同的两级级联放大器的简化图。 

级联放大器增益

我们简要地提到，由于放大器级之间的负载，计算级联放大器的总增益更加复杂。请记住，这些仍然是放大器，因此，各个输出增益将落在放大器增益特性的范围之内。

放大器增益与输入信号的量度与其输出信号之比之间的关系相关。可(kě)以测量三种类型的放大器增益：電(diàn)流增益（A i = I out / I in），功率增益（A p = A v * A i）和電(diàn)压增益（A v = V out / V 在）。这取决于我们测量的数量，但无论如何，A（放大倍数）是增益的表示。

A v = V 输出 / V 输入

要么

甲v =（40个RMS）/（10个RMS）

要么

甲v = 4

考虑到这一点，除了可(kě)能(néng)的负载效应之外，级联放大器的增益是其各个放大器级的增益的乘积。但是，每个级或放大器的增益分(fēn)别取决于其配置，即其组件。级联放大器增益的公式如下：

A（增益）= A1 * A2 * A3

当每一级的增益使用(yòng)分(fēn)贝表达式（dB）时，各个放大器的增益之和就是其总增益：

A（dB增益）= A1 + A2 + A3

级联放大器的优点和优势

当我们级联放大器时，需要在放大器之间利用(yòng)耦合网络。我们称这种耦合為(wèi)级间耦合。对于级联放大器，存在三种级联放大器类型：直接耦合，变压器耦合和RC耦合。

RC耦合：提供最低的实施成本，并提供可(kě)接受的频率响应。

变压器耦合：提供增强的总增益和電(diàn)平匹配阻抗。从功能(néng)上讲，它扩展了整个初级变压器绕组的信号，并起到了负载的作用(yòng)。但是，如果使用(yòng)宽频响应变压器，此方法可(kě)能(néng)会很(hěn)昂贵。

直接耦合：放大器一级输出与下一级输入的耦合。这允许零频率（直流）的信号从输入传递到输出。这是需要零或低频放大的应用(yòng)的理(lǐ)想选择。

级联放大器有(yǒu)两个主要优点：增加的增益和输入以及输出阻抗的灵活性。对级联放大器提供的增益的需求对于各种应用(yòng)的功能(néng)至关重要。