电压放大器的工作原理及常会出现什么故障？

电压放大器(Voltage Amplifier)是提高信号电压的装置。对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

运算放大器是一个实实在在的模拟信号的放大电路，它的输入端输入一个变化的模拟量(例如音频信号、或者一个线性变化的直流电压);在输出端就输出一个幅度放大的但是其波形完全相同的不失真的信号(输出信号波形各个部分的比例和输入信号波形各个部分的比例相同)。所谓冠于：“运算”两字;是输出信号是输入信号经某种数学运算的结果;就是输出信号的各个部分是输入信号对应的各个部分的倍数关系(就好像输出信号各个部分的电压幅度是输入部分各个部分的的乘积结果);好像是把信号的幅度进行了乘法运算一样。也就是说运算放大器是一个优秀的线性放大电路 。

运算放大器的核心是一个具有恒流源的差分放大器，由于恒流源的作用尽量的保证晶体管的工作点，能在晶体管特性曲线比较线性的一段工作，并且采用了深度的负反馈使整个运算放大电路对信号具有较好的线性放大。一个运算放大器为了保证有一定的增益，都是采用多级直流放大器的组合，在制造时就在一个芯片上完成，以集成电路运算放大器的形式出现;保证了良好的耦合特性及稳定性。所以运算放大器就是高质量的模拟放大器的代名词 。由于运算放大器的核心是一个差分放大器，所以就有两个输入端，和一个输出端，其在电路图上的表示符号，引脚的位置和电压比较器一样;两个输入端和输出的关系也有同相输入端和反相输入端的称呼。这两个输入端都可以输入信号(对称的差分信号);也可以，一个输入端设定为基准电压，一个输入端输入模拟信号 。运算放大器既然能把信号进行放大，显然我们用他来代替电压比较器作为电压比较用也是没有问题的，就有许多电路的电压比较电路就采用了运算放大器电路完成的。不过运算放大器作为电压比较器使用;其灵敏度、反映速度都要差的多，还是不要这样替代用的为好，但是电压比较器是绝对不能作为运算放大器用的。在一般的电路原理图上运算放大器和电压比较器，光从符号上很难区分图纸上表示的是运算放大器还是电压比较器，只能通过对电路的分析，进行判断

很多电子工程师虽然经常使用电压放大器，但是对于它的了解却是完全不够的。电压放大器是电子测量中经常使用到的电子测量仪器，那么什么是电压放大器，电压放大器的作用原理是什么呢，下面我们一起来看看。

电压放大器是指实验中能够帮助输出信号达到最大输出功率用来驱动特定负载的装置。电压放大器的作用就是将小信号进行功率放大。电压放大器的工作原理介绍：当信号还没有连接的时候，晶体管的三个电极和电压状态都是静态，也被大家称作“静态工作点”。在使用时需要集电极电流和集电极发射之间的电压值。

电压放大器和电流放大器的区别：

电压放大器，不论是运算放大器还是级联放大器，都相对容易实现。除非需要的输出电流很大，否则输出电阻不会影响整个电路的性能。在实现电压放大的时候，主要是增益的合理分配，每一级的增益不能太大，但是在设计需要做的时候，增益设计和噪声设计要控制好。

电流放大器和电压放大器的输出电阻完全不同。这类电路后面一般要接很重负载，即小阻值大功率的负载，需要的输出电流大，输出端为共集电路。

电压放大器和电流放大器无非是两者强调的着重点不同，但是都能够对信号和功率进行放大，从而满足功率放大的需求。

安泰电压放大器推荐：

图：ATA-2082电压放大器指标参数

电压放大器和功率放大器的区别：

功率放大电路是单管功放、堆挽功放等组成，耦合方式包括直接耦合、电容耦合、变压器耦合等。

电压放大电路是基本放大电路、差动放大电路和集成运放组成的电路等，耦合方式包括直流耦合和阻容耦合等。

电压放大器的应用领域介绍：

1、压电转换器(高电流和高电压)驱动

2、高频亥姆霍兹线圈(高电流)驱动

3、MEMS(高电压)驱动

4、脉冲和瞬态器件(高功率)驱动

电压放大器的常见应用包括MEMS测试、超声波测试、声呐系统和压电陶瓷驱动器。此外，电压放大器经常用于激光切割、微流控细胞分选和无损检测。

电压放大器(VoltageAmplifier)是提高信号电压的装置。对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

电压放大器的特点：

(1)传感器输出信号为电荷;

(2)是具有深度负反馈的高增益放大器，实质是一个电流\电压转换器;

(3)不容易引入现场干扰信号，电路受连接电缆长度变化的影响不大，几乎可忽略不计，可用于压电式传感器远距离传输放大;

(4)可对静态压力进行有效测量;

(5)频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻。

放大器的电路构成

电压放大器的核心是处于放大状态的三极管，假定我们使用的是NPN型硅三极管，向它提供放大条件。

如果流经Rb的电流Ib适当，使经过放大的Ic在Rc压降使集电极电压Vc》Vb，三极管就工作在放大区域了。但这一电路有明显的缺陷，就是需要用VBB和 VCC两组电池，这是很不方便的，也是不现实的。因此我们设法将两个电源合并使用，放弃电源VBB，利用电源VCC经过电阻Rb产生Ib，给发射结提供正偏，形成如图3(b)所示的电路。电阻Rb称作“偏置电阻”。这样，放大器的核心部分就形成了。如果Rb接在c-b之间，形成电压负反馈，稳定工作点，如图3(c)所示。通常在画电路图时，因为直流电源VCC许多地方公用，一般可以不画，标VCC即可，如(c)所示。

需要放大的小电压信号是如何输入而不影响放大器的直流偏置呢?可以在基极串入一个电容C1，如图4所示，C1称作“输入耦合电容”。电容的一个重要特性就是“隔直通交”，它能隔断直流，但允许交流通过。普通信号都是由一系列交流信号组合而成的，所以小电压信号可以通过耦合电容到达三极管的基极。

输入的电压信号到达基极，将使基极电位在原来确定的直流偏压基础上发生变化，从而使基极电流随之发生变化。如果输入信号很小，那么基极电流的变化规律与输入电压的变化规律是基 本相同的。(即不出现非线性 失真)基极电流的变化将引起集电极 电流的相应变化，而集电极电 流的变化量是基极电流变化量 的B 倍，这就实现了信号电流 的放大。

电压放大器的基本工作原理

当信号尚未接入时，三极管三个电极的电流、电压状态称作静态，也叫“静态工作点”。一般只需求出集电极电流和集-射之间的电压值即可。

需要放大的信号输入后，是叠加在静态工作点之上的，使静态电流和电压出现“变化”或“波动”，我们就称它为“动态”。要了解放大器的工作原理，就要先了解静态，再了解动态。下面以图6电路为例来简要解释放大器是如何实现电压放大的。

静态：

如图6，假设三极管是硅材料管，而且电流放大系数已经确定( B=50)，使用6V直流电源供电。