模擬電子—從放大器說起（一）：放大器的基本形態(tài)

　　在序章中我們講到，放大器是一種非常有代表性的模擬電路，那么到底什么叫做放大器呢?首先放大器在系統當中可以看作一個“輸入->黑盒->輸出”的模型。在廣義上，輸入和輸出可以是各種不同類型的，其中還可以包含物理量轉變的過程。在狹義上，放大器是對相同的物理量進行“放大”，因為只有物理量的量綱相同才能有數值上的倍數關系。

　　例如，我們常見的麥克風電路，就是將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘枺缓髮㈦娦盘柕墓β史糯筝敵龅?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/信號采集">信號采集設備當中。因此在這種情況下放大器的放大倍數單位(Gain)為dB/V，其中dB為聲音的強度單位(在這里是有絕對大小的，在空氣中0dB聲參考聲壓為20uPa，這和電學中的相對單位dB有所區(qū)別)，而V為電壓單位。而在音頻功率放大器中是將電信號轉換為聲音，放大倍數單位為V/dB。而將以上兩個系統串聯起來形成一個新的放大系統，這個系統的輸入輸出就都是聲音信號，增益就可以表示為一個沒有單位的常數，例如100。這個倍數100也可以表示為相對量20dB來表示。

　　在這里數次提到的dB這個單位，在聲學和電學當中都有非常重要的意義，而且很多時候容易混淆。更加詳細的說明會在《模擬電子——從放大器說起(番外)》中提到。

　　那么一個理想當中的放大器的基本特征是什么樣的呢?

　　1. 不能對輸入的前級信號產生影響，簡而言之就是默默的接入了，這樣就不需要因為引入放大器而對前級做任何的特殊處理。換句話說就是輸入信號不需要向放大器提供任何能量。

　　2. 輸出是不受到后級接入系統的影響的，也就是任爾東西南北風我自巋然不動的輸出，這樣的話就可以適應各種后級而不擔心引入額外的問題。也就是放大器的能量輸出能力為無限的。

　　3. 放大倍數(轉換系數穩(wěn)定)，也就是說它的性能不會隨著外部條件的變化例如溫度，濕度，外部能量源(大部分時候為電源)等等的影響永遠保持恒定。

　　4. 不受輸入信號的幅度影響，如果一個放大器的放大倍數為10，那么對于輸入信號是1，那么輸出信號就應該為10，輸入信號為10的時候，輸出應該為100。無論輸入什么值，輸出總是這個值的10倍。

　　5. 輸入信號帶寬無限大，這是對于快速變化的信號而言的，指的是無論輸入信號變化得多快放大器的輸出都要立即跟上輸入。

　　那么在現實當中，電子線路中是如何實現放大的呢?在有源電子元器件例如電子管和晶體管出現之前，我們已經可以利用變壓器實現電壓的轉換。變壓器可以根據兩個繞組的匝數比來將輸入的電壓轉換為N倍輸出電壓。但是因為是無源器件，因此輸出端所有的能量都來自于輸入端，與理想放大器的特征里面的第1條和第2條差距非常大。

　　而以電子管和晶體管為基礎的有源放大電路將輸出信號的能量來源與輸入信號分開，使放大器的性能進一步向理想放大器接近。