【题目编号】MC1-1210
【题目】在 A、B、C、D 四类放大器中,适宜用作小信号放大器的是:
【答案】A
[A]A
[B]B
[C]C
[D]D
考点速览
这道题的答案只有一个字母,考的是甲、乙、丙、丁四类工作状态中哪一种适合处理微弱信号。小信号放大器出现在接收机前端、前置放大、混频之前的射频放大等位置,输入电平常在微伏到毫伏量级,对它的要求与大功率输出级几乎相反:要线性、要低噪声、要增益稳定,效率可以完全不管。顺着这些要求去筛四类工作状态,答案就落在甲类上。
小信号放大器要的是什么
小信号级的输入端面对的是天线送来的微弱信号,有时还要同时处理邻近频道的强信号。这种场合最怕两件事:一是自身非线性产生互调,把两个强信号的和差组合落到有用频道上,形成听得到的干扰;二是噪声系数太差,把本来就微弱的信号淹掉。所以小信号放大器的设计目标是失真最小、噪声最低、增益可预期,效率从来不是指标。
甲类的工作点设在转移特性曲线的线性段中部,导通角三百六十度,信号在整周期内都处于放大区,管子既不进入截止也不进入饱和。输入信号只用到特性曲线上很小的一段,这一小段足够直,输出与输入近似成比例。失真最小的特点正好对上小信号放大器的需求。
四类工作状态的导通角对比
甲类全程导通,静态电流最大,效率理论上限百分之五十。对功率级来说这是缺点,对小信号级无所谓,因为它的输出功率本来就只有毫瓦量级,静态电流带来的功耗与发热完全在可接受范围。需要留意的是静态电流会产生散粒噪声,前级设计时要在偏置与噪声之间做取舍。
乙类导通角一百八十度,两管在信号过零处交接。管子存在导通阈值,交接区会出现一段两管都不导通的死区,输出波形在零点附近被压平,这就是交越失真。信号幅度越小,死区在整个波形中占的比例越大,失真越明显;极端情况下微弱信号甚至推不开管子,根本得不到输出。
丙类导通角小于半周,管子大部分时间截止,输出是窄脉冲串,必须靠谐振负载取出基波;它的效率高,代价是非线性,只适合末级功率放大。丁类干脆不工作在放大区,管子只在饱和与截止之间切换,输出方波,靠低通滤波近似还原正弦,线性度最差。
逐项辨析
选项 A 正确。甲类全程导通、工作点位于线性段,输出与输入成比例,失真最小,噪声特性也便于控制,是接收机前端与前置放大这类小信号场合的标准选择。
选项 B 错误。乙类的两管轮流导通结构在过零处存在交越失真,而小信号恰恰把这种失真放大到不可忽略的程度。乙类适合的是大信号功率输出,用推挽结构分管正负半周换取效率,与处理微伏级信号的需求相反。
选项 C 错误。丙类导通角小于半周,输出为脉冲串,必须依赖谐振负载提取基波,本身就属于非线性工作。它连完整的波形都不直接输出,谈不上忠实放大微弱信号,只能当末级功率放大。
选项 D 错误。丁类是开关工作,管子工作在饱和与截止两个状态,输出方波再滤波,属于能量变换式的功率放大。它无法在微弱输入下保持线性比例,也不适合作为信号链前端的放大级。
大小信号的判据落在哪里
区分小信号放大器与大信号放大器,看的不是频率高低或管子大小,而是输入激励是否足以把器件推出线性区。小信号级的输入幅度远小于管子能够线性处理的动态范围,工作点稳居放大区;大信号级的输入足以让器件在部分周期内截止或进入开关状态,输出波形靠负载网络整形。同一个型号的管子,接在接收机前端就是小信号运用,接在发射机末级就是大信号运用,工作状态由偏置与激励电平决定。
应试要点
小信号放大只选甲类,一句话的理由是全程导通、失真最小。记牢交越失真是乙类的标志性缺陷,丙类必须配槽路、丁类属于开关工作,这三类都以效率或功率见长,与微弱信号的线性放大需求不搭。题目若提到不考虑电源效率,那就是在提醒你别把甲类排除掉。