信号源设计,实用信号源的设计与制作

展全思梦 2025-11-13 23:58:51

信号源设计,实用信号源的设计与制作

在电压放大电路中，为减小信号源内阻的影响,输入电阻怎样设计？

在电压放大器中，为了减小信号源内阻对放大器放大倍数、信噪比等参数指标的影响，一般要求放大器的输入电阻至少要大于信号源内阻的10倍。我们知道，各种信号源都或多或少的具有一定的内阻，像动圈式话筒、磁带放音机的磁头，它们的输出内阻一般在KΩ量级，而热释电传感器及驻极体话筒若不在内部采用结型场效应管进行阻抗变换，其输出内阻可达MΩ级。

信号源内阻与放大器输入电阻之间的关系如上图所示，图中的Usi为信号源，Rs为信号源内阻，Zi为放大器的输入电阻。从图中可见，Rs和Zi为串联关系，它们串联后对Usi进行分压，显然放大器的输入电阻Zi越大，加在放大器输入端的信号电压也就越大。若放大器的输入电阻Zi远小于信号源的内阻Rs，则送至放大器输入端的电压会受到很大的衰减，这样我们只有通过提高放大器的放大倍数来获得所需幅度的信号电压，而提高放大倍数后会使放大器的信噪比降低，通频带变窄，故在设计电压放大器时，应当使放大器的输入电阻大于信号源内阻。

信号源内阻除了对放大器的上述影响之外，还会影响到放大器放大倍数的精度。上图是一个采用μA741运放设计的反相输入电压放大器，放大器的输入电阻就是R1的阻值（即2KΩ），假设信号源Vin的内阻Rs为0Ω（实际中不存在这种情况），则电路的放大倍数为-（Rf/R1）。若信号源内阻Rs为100Ω，则电路的放大倍数为-（Rf/R1＋Rs）。

可见，在设计测量仪表用的精密电压放大器时，必须考虑信号源内阻对电路放大倍数的影响。实际中，若遇到内阻非常大的信号源（譬如某些传感器输出的信号），为了减小其内阻对电压放大器的各种影响，我们可以加一级由运放构成的电压跟随器进行阻抗变换，或采用上图所示的由运放构成的同相输入电压放大器。这种运放构成的同相电压放大器由于引入了串联负反馈，其输入电阻极高。

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