電壓放大器(Voltage Amplifier)是提高信號(hào)電壓的裝置。對(duì)弱信號(hào)，常用多級(jí)放大，級(jí)聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數(shù)高、頻率響應(yīng)平坦、失真小。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時(shí)，要求在指定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

運(yùn)算放大器是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的模擬信號(hào)的放大電路，它的輸入端輸入一個(gè)變化的模擬量(例如音頻信號(hào)、或者一個(gè)線性變化的直流電壓);在輸出端就輸出一個(gè)幅度放大的但是其波形完全相同的不失真的信號(hào)(輸出信號(hào)波形各個(gè)部分的比例和輸入信號(hào)波形各個(gè)部分的比例相同)。所謂冠于：“運(yùn)算”兩字;是輸出信號(hào)是輸入信號(hào)經(jīng)某種數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果;就是輸出信號(hào)的各個(gè)部分是輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的各個(gè)部分的倍數(shù)關(guān)系(就好像輸出信號(hào)各個(gè)部分的電壓幅度是輸入部分各個(gè)部分的的乘積結(jié)果);好像是把信號(hào)的幅度進(jìn)行了乘法運(yùn)算一樣。也就是說運(yùn)算放大器是一個(gè)優(yōu)秀的線性放大電路 。

運(yùn)算放大器的核心是一個(gè)具有恒流源的差分放大器，由于恒流源的作用盡量的保證晶體管的工作點(diǎn)，能在晶體管特性曲線比較線性的一段工作，并且采用了深度的負(fù)反饋使整個(gè)運(yùn)算放大電路對(duì)信號(hào)具有較好的線性放大。一個(gè)運(yùn)算放大器為了保證有一定的增益，都是采用多級(jí)直流放大器的組合，在制造時(shí)就在一個(gè)芯片上完成，以集成電路運(yùn)算放大器的形式出現(xiàn);保證了良好的耦合特性及穩(wěn)定性。所以運(yùn)算放大器就是高質(zhì)量的模擬放大器的代名詞 。由于運(yùn)算放大器的核心是一個(gè)差分放大器，所以就有兩個(gè)輸入端，和一個(gè)輸出端，其在電路圖上的表示符號(hào)，引腳的位置和電壓比較器一樣;兩個(gè)輸入端和輸出的關(guān)系也有同相輸入端和反相輸入端的稱呼。這兩個(gè)輸入端都可以輸入信號(hào)(對(duì)稱的差分信號(hào));也可以，一個(gè)輸入端設(shè)定為基準(zhǔn)電壓，一個(gè)輸入端輸入模擬信號(hào) 。運(yùn)算放大器既然能把信號(hào)進(jìn)行放大，顯然我們用他來代替電壓比較器作為電壓比較用也是沒有問題的，就有許多電路的電壓比較電路就采用了運(yùn)算放大器電路完成的。不過運(yùn)算放大器作為電壓比較器使用;其靈敏度、反映速度都要差的多，還是不要這樣替代用的為好，但是電壓比較器是絕對(duì)不能作為運(yùn)算放大器用的。在一般的電路原理圖上運(yùn)算放大器和電壓比較器，光從符號(hào)上很難區(qū)分圖紙上表示的是運(yùn)算放大器還是電壓比較器，只能通過對(duì)電路的分析，進(jìn)行判斷

很多電子工程師雖然經(jīng)常使用電壓放大器，但是對(duì)于它的了解卻是完全不夠的。電壓放大器是電子測(cè)量中經(jīng)常使用到的電子測(cè)量?jī)x器，那么什么是電壓放大器，電壓放大器的作用原理是什么呢，下面我們一起來看看。

電壓放大器是指實(shí)驗(yàn)中能夠幫助輸出信號(hào)達(dá)到最大輸出功率用來驅(qū)動(dòng)特定負(fù)載的裝置。電壓放大器的作用就是將小信號(hào)進(jìn)行功率放大。電壓放大器的工作原理介紹：當(dāng)信號(hào)還沒有連接的時(shí)候，晶體管的三個(gè)電極和電壓狀態(tài)都是靜態(tài)，也被大家稱作“靜態(tài)工作點(diǎn)”。在使用時(shí)需要集電極電流和集電極發(fā)射之間的電壓值。

電壓放大器和電流放大器的區(qū)別：

電壓放大器，不論是運(yùn)算放大器還是級(jí)聯(lián)放大器，都相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。除非需要的輸出電流很大，否則輸出電阻不會(huì)影響整個(gè)電路的性能。在實(shí)現(xiàn)電壓放大的時(shí)候，主要是增益的合理分配，每一級(jí)的增益不能太大，但是在設(shè)計(jì)需要做的時(shí)候，增益設(shè)計(jì)和噪聲設(shè)計(jì)要控制好。

電流放大器和電壓放大器的輸出電阻完全不同。這類電路后面一般要接很重負(fù)載，即小阻值大功率的負(fù)載，需要的輸出電流大，輸出端為共集電路。

電壓放大器和電流放大器無非是兩者強(qiáng)調(diào)的著重點(diǎn)不同，但是都能夠?qū)π盘?hào)和功率進(jìn)行放大，從而滿足功率放大的需求。

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圖：ATA-2082電壓放大器指標(biāo)參數(shù)

電壓放大器和功率放大器的區(qū)別：

功率放大電路是單管功放、堆挽功放等組成，耦合方式包括直接耦合、電容耦合、變壓器耦合等。

電壓放大電路是基本放大電路、差動(dòng)放大電路和集成運(yùn)放組成的電路等，耦合方式包括直流耦合和阻容耦合等。

電壓放大器的應(yīng)用領(lǐng)域介紹：

1、壓電轉(zhuǎn)換器(高電流和高電壓)驅(qū)動(dòng)

2、高頻亥姆霍茲線圈(高電流)驅(qū)動(dòng)

3、MEMS(高電壓)驅(qū)動(dòng)

4、脈沖和瞬態(tài)器件(高功率)驅(qū)動(dòng)

電壓放大器的常見應(yīng)用包括MEMS測(cè)試、超聲波測(cè)試、聲吶系統(tǒng)和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器。此外，電壓放大器經(jīng)常用于激光切割、微流控細(xì)胞分選和無損檢測(cè)。

電壓放大器(VoltageAmplifier)是提高信號(hào)電壓的裝置。對(duì)弱信號(hào)，常用多級(jí)放大，級(jí)聯(lián)方式分直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合，要求放大倍數(shù)高、頻率響應(yīng)平坦、失真小。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時(shí)，要求在指定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。

電壓放大器的特點(diǎn)：

(1)傳感器輸出信號(hào)為電荷;

(2)是具有深度負(fù)反饋的高增益放大器，實(shí)質(zhì)是一個(gè)電流\電壓轉(zhuǎn)換器;

(3)不容易引入現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)，電路受連接電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可忽略不計(jì)，可用于壓電式傳感器遠(yuǎn)距離傳輸放大;

(4)可對(duì)靜態(tài)壓力進(jìn)行有效測(cè)量;

(5)頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕。

放大器的電路構(gòu)成

電壓放大器的核心是處于放大狀態(tài)的三極管，假定我們使用的是NPN型硅三極管，向它提供放大條件。

如果流經(jīng)Rb的電流Ib適當(dāng)，使經(jīng)過放大的Ic在Rc壓降使集電極電壓Vc》Vb，三極管就工作在放大區(qū)域了。但這一電路有明顯的缺陷，就是需要用VBB和 VCC兩組電池，這是很不方便的，也是不現(xiàn)實(shí)的。因此我們?cè)O(shè)法將兩個(gè)電源合并使用，放棄電源VBB，利用電源VCC經(jīng)過電阻Rb產(chǎn)生Ib，給發(fā)射結(jié)提供正偏，形成如圖3(b)所示的電路。電阻Rb稱作“偏置電阻”。這樣，放大器的核心部分就形成了。如果Rb接在c-b之間，形成電壓負(fù)反饋，穩(wěn)定工作點(diǎn)，如圖3(c)所示。通常在畫電路圖時(shí)，因?yàn)橹绷麟娫碫CC許多地方公用，一般可以不畫，標(biāo)VCC即可，如(c)所示。

需要放大的小電壓信號(hào)是如何輸入而不影響放大器的直流偏置呢?可以在基極串入一個(gè)電容C1，如圖4所示，C1稱作“輸入耦合電容”。電容的一個(gè)重要特性就是“隔直通交”，它能隔斷直流，但允許交流通過。普通信號(hào)都是由一系列交流信號(hào)組合而成的，所以小電壓信號(hào)可以通過耦合電容到達(dá)三極管的基極。

輸入的電壓信號(hào)到達(dá)基極，將使基極電位在原來確定的直流偏壓基礎(chǔ)上發(fā)生變化，從而使基極電流隨之發(fā)生變化。如果輸入信號(hào)很小，那么基極電流的變化規(guī)律與輸入電壓的變化規(guī)律是基 本相同的。(即不出現(xiàn)非線性 失真)基極電流的變化將引起集電極 電流的相應(yīng)變化，而集電極電 流的變化量是基極電流變化量 的B 倍，這就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)電流 的放大。

電壓放大器的基本工作原理

當(dāng)信號(hào)尚未接入時(shí)，三極管三個(gè)電極的電流、電壓狀態(tài)稱作靜態(tài)，也叫“靜態(tài)工作點(diǎn)”。一般只需求出集電極電流和集-射之間的電壓值即可。

需要放大的信號(hào)輸入后，是疊加在靜態(tài)工作點(diǎn)之上的，使靜態(tài)電流和電壓出現(xiàn)“變化”或“波動(dòng)”，我們就稱它為“動(dòng)態(tài)”。要了解放大器的工作原理，就要先了解靜態(tài)，再了解動(dòng)態(tài)。下面以圖6電路為例來簡(jiǎn)要解釋放大器是如何實(shí)現(xiàn)電壓放大的。

靜態(tài)：

如圖6，假設(shè)三極管是硅材料管，而且電流放大系數(shù)已經(jīng)確定( B=50)，使用6V直流電源供電。