了解模拟世界中的放大器

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作者：Rob Reeder
       
        模数转换器(ADC)、 数模转换器(DAC)、 传感器、执行器、放大器——这些都是用来描述我们生活其中的模拟世界术语。它们是如何连接，又是如何工作的呢？ 为便于理解，本文将回顾放大器的基础知识。
       
        放大器（Amplifier，亦称amp）可让设计人员将传感器和执行器与转换器相连，如图1所示。放大器将低电平、高源阻抗信号转换为高电平、低源阻抗信号，以便输入转换器。
         

       

       

        图1. 模拟转电子信号处理

         
        放大器有几种类型，包括：
        • 运算放大器（运放）
        • 功率放大器
        • RF放大器
        • 仪表放大器
       
        最常用的器件是运算放大器，这类放大器是一种三端器件，可放大输入端的小信号。它们被称为“运算”放大器，是因为可以将它们配置为执行不同的操作或实现不同的功能，如正放大、反相放大和滤波。运算放大器通常用作模拟设计中的基本构建模块。使用运算放大器几乎可以实现任何操作：放大、滤波、电平转换、比较和驱动ADC。当系统较为复杂，并且需要用到多个放大器、多个无源器件，或者要求无源器件之间具有良好匹配时，电路设计就会有一定的难度。多个运算放大器可以组合成为最复杂的放大器。
       
        仪表放大器通常用于放大电桥以及生物电信号。电桥在其两个端点之间形成较小的差分信号。由于电桥具有高源阻抗，设计时需要用到高输入阻抗以及高增益。这就是仪表放大器解决方案最适合用来解决这类问题的原因所在。

       
        图2. 通用仪表放大器