了解模擬世界中的放大器

作者：Rob Reeder

模數轉換器(ADC)、 數模轉換器(DAC)、 傳感器、執行器、放大器——這些都是用來描述我們生活其中的模擬世界術語。它們是如何連接，又是如何工作的呢？ 為便于理解，本文將回顧放大器的基礎知識。

放大器（Amplifier，亦稱amp）可讓設計人員將傳感器和執行器與轉換器相連，如圖1所示。放大器將低電平、高源阻抗信號轉換為高電平、低源阻抗信號，以便輸入轉換器。

圖1. 模擬轉電子信號處理

放大器有幾種類型，包括：
• 運算放大器（運放）
• 功率放大器
• RF放大器
• 儀表放大器

最常用的器件是運算放大器，這類放大器是一種三端器件，可放大輸入端的小信號。它們被稱為“運算”放大器，是因為可以將它們配置為執行不同的操作或實現不同的功能，如正放大、反相放大和濾波。運算放大器通常用作模擬設計中的基本構建模塊。使用運算放大器幾乎可以實現任何操作：放大、濾波、電平轉換、比較和驅動ADC。當系統較為復雜，并且需要用到多個放大器、多個無源器件，或者要求無源器件之間具有良好匹配時，電路設計就會有一定的難度。多個運算放大器可以組合成為最復雜的放大器。

儀表放大器通常用于放大電橋以及生物電信號。電橋在其兩個端點之間形成較小的差分信號。由于電橋具有高源阻抗，設計時需要用到高輸入阻抗以及高增益。這就是儀表放大器解決方案最適合用來解決這類問題的原因所在。

圖2. 通用儀表放大器