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MC1-1188-小信号放大器是指

MC1-1188 考小信号放大器的定义。判据不是输入输出有多少毫伏或多少伏,也不是增益多少分贝,而是工作点始终处于线性工作区、信号摆幅不越界。文章说明线性区与失真的关系,并逐个拆掉用固定电压数字和增益数字设门槛的三个干扰项。

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【题目编号】MC1-1188

【题目】小信号放大器是指:

【答案】A

[A]工作点始终处于线性工作区的放大器

[B]输出信号的峰-峰值始终小于 10 伏的放大器

[C]输入信号的峰-峰值始终小于 10 毫伏的放大器

[D]增益不超过 30dB 的放大器

考点速览

小信号放大器(small-signal amplifier)不是按输入多少毫伏、输出多少伏来划线的,判据落在静态工作点上:管子始终工作在线性放大区,信号摆幅足够小,不会把工作点推出去。四个选项里只有"工作点始终处于线性工作区"说到了根子上,其余三项分别拿输入电压、输出电压和增益当门槛,属于典型的张冠李戴。

大小信号的判据不在电压数字上

同一只放大器,输入幅度很小的信号时是线性工作,输入幅度一大,波形就会被削平。区别不在输入端有多少毫伏,而在信号摆动会不会把工作点带到截止区或饱和区。真正的判断依据是信号幅度与线性区可用摆幅之间的比值关系。

所以"峰峰值小于十毫伏"和"峰峰值小于十伏"都不是定义。两毫伏的信号落在一级增益很高的放大器上,输出可能已经撞到电源轨;而十伏的摆动落在电源电压高、负反馈很深的电路里,可能仍然老老实实线性放大。把某个电压数字当门槛,等于把工作点这个真正的判据丢掉了。

线性工作区是怎么来的

晶体管特性曲线的中间那一段近似为直线,这一段就是线性工作区。静态工作点选得合适、信号摆幅又小,输出与输入保持比例关系,波形形状不变,只有幅度被放大,这就是线性放大。

这时候电路可以用小信号等效模型来分析:把晶体管在静态工作点附近做一阶近似,跨导、输入电阻、输出电阻这些参数都是工作点的函数,与信号幅度本身无关。正因为参数不随信号变,放大倍数才稳定,多级级联后的总增益才能用相乘的办法估算。

信号幅度一旦逼近线性区边界,非线性项开始起作用,输出波形上下不对称,二次、三次谐波含量上升。这就是失真的来源,也是小信号与大信号的分水岭。功率放大器设计的一个重点,就是把工作点与负载线摆好,尽量把线性区用足又不越界。

逐项辨析

选项 A 正确。这句话把判据落在"工作点始终处于线性工作区",与小信号放大的定义完全一致,与信号幅度的绝对数值没有直接关系。

选项 B 拿输出电压峰峰值十伏当界线。输出电压是放大的结果,不是放大器分类的依据。一级增益四十倍的电压放大级,输入端加一百毫伏就能输出四伏;把界线定在输出十伏,只能说明这个电路被推到了大信号状态,不能反推它的设计定位。

选项 C 拿输入峰峰值十毫伏当界线,同样立不住。收音机高频放大级的输入可以只有几微伏,属于标准的小信号;而衰减器后级的输入可能有几百毫伏,只要工作点没被推出线性区,仍按小信号处理。输入电平取决于前级给了多少,与电路自身的分类无关。

选项 D 把增益三十分贝当成小信号的门槛,方向也错了。增益大小与工作点是否落在小信号区是两码事:一个小信号放大器的增益可以远高于三十分贝,一个大信号末级的增益可能还不到二十分贝。用增益划线,等于用结果去定义前提。

易混淆点:小信号、弱信号与功率大小

小信号说的是工作状态,弱信号说的是信号绝对电平低,两者并不总是重合。接收机前端处理的信号电平极低,同时也确实工作在小信号状态;发射机末级处理的信号电平高,工作点会跨越线性区边界,属于大信号或者功率放大。反过来看,音频功率放大器在小音量下也可能工作在小信号状态,但这不改变它作为功率放大器的设计定位。判断时问自己一句:这级电路的设计目标是"尽量不失真地成比例放大",还是"向负载送出足够大的功率",答案就清楚了。

应试要点

看到小信号放大器,只认"工作点处于线性放大区"这一条判据。凡是用固定的伏数、毫伏数、分贝数当界限的选项,一律排除。这条思路同样适用于大信号放大器,两类放大器的区别只在于工作点会不会越出线性区,与电压数字、增益数字都无关。

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