前置放大器是指置于信源與放大器級之間的電路或電子設備,前置放大電路的主要作用是在信號經(jīng)過長距離傳輸之后對其進行放大,使其能夠驅(qū)動后續(xù)電路的工作。此外,其還可以通過調(diào)節(jié)前置放大電路的放大倍數(shù),來滿足不同信號來源的需求。通常,前置放大電路是由一個或多個晶體管組成的,具有高放大倍數(shù)和低輸入阻抗。
前置放大電路組成部分:
輸入電容
偏置電阻
耦合電容
晶體管
輸出負載
輸入電容用于隔離輸入信號與其前面的電路,偏置電阻則用于為晶體管提供合適的工作電壓,耦合電容用于將前置放大電路與后面的放大電路隔離。晶體管則是整個前置放大電路的核心部分,負責對輸入信號進行放大和處理。輸出負載則是用于將信號轉換為在負載上可用電功率的層次。
前置放大電路原理
前置放大電路的工作原理是通過晶體管的放大特性來實現(xiàn)的。當外加電壓作用于基極時,晶體管就會工作起來,將其輸入信號放大,并傳遞到輸出端口供后續(xù)電路使用。
由于不同的晶體管有不同的電學參數(shù),因此為了獲得最佳的放大效果,需要對晶體管的參數(shù)進行精確的匹配和調(diào)節(jié)。同時,前置放大電路還需要注意防止過度放大或失真等問題,在設計和布線時應該考慮到這些因素。
音頻前置放大器電路圖
前置放大器的增益控制采用直流音量控制方式,其具體實現(xiàn)如圖1所示。前置放大器是由全差分運放和電阻構成的反相比例放大器,其增益由反饋電阻與輸入電阻的比值決定。外部輸入的直流模擬控制信號Vc,經(jīng)過增益控制模塊(GainCon-troD轉換成控制數(shù)據(jù),此數(shù)據(jù)用來控制前置放大器的反饋電阻與輸入電阻的比值,進而調(diào)節(jié)增益的變化。
運算放大器采用兩級級聯(lián)結構,如圖2所示圖。第一級采用PMOS輸入的折疊式共源共柵放大器提供大增益,同時增加輸入共模范圍,減小閃爍噪聲,折疊輸入管的負載采用帶源極反饋結構的電流源負載,增加輸出阻抗,減小噪聲。第二級采用共源放大器提供大擺幅。為保持閉環(huán)的穩(wěn)定性,加入密勒補償電容,同時,為了抵消右半平面零點的影響,在補償電容的前饋通路中插入與補償電容串聯(lián)的調(diào)零電阻。在共模反饋電路的設計中,采用有電阻分配器和放大器的共模反饋結構。
前置放大器的作用
1.提高系統(tǒng)的信噪比(前放緊靠探測器,傳輸線短,分布電容Cs減小,提高了信噪比)
2.減少外界干擾的相對影響(信號經(jīng)前放初步放大。)
3.合理布局,便于調(diào)節(jié)與使用(前放為非調(diào)節(jié)式,主放放大調(diào)節(jié)倍數(shù)、成形常數(shù))
4.實現(xiàn)阻抗轉換和匹配(前放設計為高輸入阻抗,低輸出阻抗)
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