放大器的案例
干貨｜什么是運算放大器、比較器？
信號電壓Vs是通過電阻分壓由信號源電阻Rs和運算放大器的輸入電阻Ri分壓而得，因此衰減的信號被輸入運算放大器。
但是，當Ri遠遠大于Rs(Ri=∞)時，公式的第1項可視作近似于1、Vs=Vi。
關于以下第2項，放大了的輸入電壓AvVi被運算放大器的輸出電阻Ro和負載電阻RL分壓輸出。
此時，當Ro遠遠小于RL(Ro=0)時，第2項可近似于1，信號可在不衰減的狀態下輸出。
這樣的運算放大器被稱為理想運算放大器。
一般希望運算放大器具有高輸入電阻、低輸出電阻，盡量設計為接近理想運算放大器的電路結構。
運算放大器按其放大率放大引腳間的電壓差，因此輸出電壓表示如下。
當運算放大器的開放增益Av足夠大時，可視為左邊近似于0、Vs=VOUT。
展開 干貨｜詳解功率放大器的類型、類別和應用
B類功率放大器
B類功率放大器旨在降低A類放大器中存在的效率和發熱問題。此類放大器使用兩個互補晶體管，而不是單個晶體管來放大整個波形。
一個晶體管放大波形的正一半，另一個晶體管放大波形的負一半。因此，每個有源器件導通波形的一半（180°），其中兩個導通時將放大整個信號。
由于采用了兩個晶體管設計，因此與A類放大器相比，B類放大器的效率有了很大提高。他們可以達到理論效率的75％左右。此類功率放大器用在電池供電的設備中，例如FM收音機和晶體管收音機。
由于波形的兩半重疊，因此在交叉區域存在很小的失真。為了減少這種信號失真，設計了AB類放大器。
AB類功率放大器
AB類放大器是A類和B類放大器的組合。此類放大器旨在減少A類放大器效率較低的問題以及B類放大器交叉區域的信號失真。
展開 什么是功率放大器？詳解功放的類型、類別和應用
A類功率放大器
模擬波形由正高點和負低點組成。在此類放大器中，整個輸入波形都在放大過程中使用。
單個晶體管用于放大波形的正半部和負半部。這使它們的設計簡單，并使A類放大器成為最常用的功率放大器類型。盡管此類功率放大器已被更好的設計所取代，但它們仍在業余愛好者中很受歡迎。
在此類放大器中，即使沒有輸入信號，有源元件（用于放大的電子組件，在這種情況下為晶體管）也一直處于使用狀態。在正常配置的情況下，這會產生大量熱量并將A類放大器的效率降低到25％，在變壓器耦合配置的情況下，效率會降低到50％。
A類放大器的導通角（360度中用于放大的波形部分）為360°。因此，信號失真水平非常小，可以提供更好的高頻性能。
B類功率放大器
B類功率放大器旨在降低A類放大器中存在的效率和發熱問題。此類放大器使用兩個互補晶體管，而不是單個晶體管來放大整個波形。
一個晶體管放大波形的正一半，另一個晶體管放大波形的負一半。因此，每個有源器件導通波形的一半（180°），其中兩個導通時將放大整個信號。
由于采用了兩個晶體管設計，因此與A類放大器相比，B類放大器的效率有了很大提高。
展開 RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器設計第九部分
光纖放大器的教程包含以下十個部分：
1、光纖中的稀土離子
2、增益和泵浦吸收
3、穩態的自洽解
4、放大的自發發射
5、正向和反向泵浦
6、用于大功率操作的雙包層光纖
7、納秒脈沖光纖放大器
8、超短脈沖光纖放大器
9、光纖放大器噪聲
10、多級光纖放大器
接下來是Paschotta 博士關于光纖放大器教程的第9部分：
9.光纖放大器的噪聲
眾所周知，任何放大器不僅會放大信號輸入端的噪聲，還會增加一些額外的噪聲（過量噪聲）。這在光纖通信領域尤其重要，其中光纖放大器用于保持足夠高的信號功率水平，并且它們的過量噪聲會降低可接受的誤碼率的可能數據速率。
在光學放大器的情況下，過量噪聲主要與量子噪聲有關。因此，我們首先需要學習一些光學放大器中量子噪聲的基礎知識。
理想放大器的過量噪聲
我們首先根據量子光學定律考慮由最好的相位不敏感光放大器產生的過量噪聲。（我們在本教程中不考慮相位敏感放大器；光纖放大器都是相位不敏感的，除了基于非退化參量放大的放大器。）讓我們假設這種放大器的輸入信號具有盡可能小的噪聲水平，即在所謂的標準量子噪聲水平。此外，我們假設這種噪聲均勻分布在兩個正交分量上，即我們不考慮所謂的光壓縮狀態。
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RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器設計第十部分
光纖放大器的教程包含以下十個部分：
1、光纖中的稀土離子
2、增益和泵浦吸收
3、穩態的自洽解
4、放大的自發發射
5、正向和反向泵浦
6、用于大功率操作的雙包層光纖
7、納秒脈沖光纖放大器
8、超短脈沖光纖放大器
9、光纖放大器噪聲
10、多級光纖放大器
接下來是Paschotta 博士關于光纖放大器教程的第10部分：
第十部分：多級光纖放大器
在本教程的前面部分已經提到過，例如在納秒脈沖和超短脈沖放大器中，可以使用多級放大器，即包含多個有源光纖的放大器設置。
本質上，使用多級放大器有兩種不同的原因：
? 人們可能希望在設置中使用不同種類的有源光纖——例如，一種用于前置放大器的有效模式面積較小的光纖，另一種用于最終放大器級的雙包層大模式面積光纖。
? 在許多情況下，需要在兩級之間插入光學元件，例如泵浦耦合器、濾光片和開關。
在下文中，我們將更詳細地了解多級光纖放大器的各個重要方面。
需要不同的模式區域
光纖放大器系統通常提供幾十分貝的非常高的增益。這意味著有源光纖的不同部分會看到非常不同的光功率或脈沖能量。
最后一級（功率放大器級）需要大模式區域有幾個原因：
? 對于太低的模態區域，非線性效應會過大。
? 當使用雙包層光纖獲得高平均功率時，大模面積會降低包層/纖芯面積比，從而提高泵浦吸收，因此可以使用更短的光纖長度；這進一步減少了非線性效應。
? 此外，可以避免或減少高能脈沖引起的過度增益飽和（以及由此產生的脈沖形狀失真）的問題。最后，如果需要在光纖中存儲高能量，還可以避免因增益過大（例如，強放大的自發發射，參見第 4 部分）而導致的問題。
展開 RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器設計第八部分
光纖放大器的教程包含以下十個部分：
1、光纖中的稀土離子
2、增益和泵浦吸收
3、穩態的自洽解
4、放大的自發發射
5、正向和反向泵浦
6、用于大功率操作的雙包層光纖
7、納秒脈沖光纖放大器
8、超短脈沖光纖放大器
9、光纖放大器噪聲
10、多級光纖放大器
接下來是Paschotta 博士關于光纖放大器教程的第8部分：
第八部分：超短脈沖光纖放大器
我們現在考慮放大超短脈沖，即具有皮秒或飛秒持續時間的光脈沖。光纖放大器通常用于此目的。它們有時被稱為超快光纖放大器，盡管這個術語有些模糊：嚴格來說，快速的只是超短脈沖光功率的上升和下降，而不是放大器。
用于超短脈沖放大的光纖的吸引力
在某些方面，光纖放大器看起來像是放大超短脈沖的理想設備。它們提供高增益和高增益效率，這是該領域經常需要的，例如當將來自一些低能量種子激光器的脈沖放大到相當大的能量以達到巨大的峰值功率時。此外，它們相當大的增益帶寬允許人們即使在相當短的脈沖（例如脈沖持續時間為 100 fs 甚至更短）的情況下也能做到這一點。再加上光纖的各種一般優勢，例如通常較高的功率轉換效率和生成輸出的通常相當高的光束質量，我們擁有一系列令人印象深刻的優勢。
基本問題：光纖非線性
在上一部分教程中，我們討論了納秒脈沖放大的含義。對于超短脈沖，情況類似，但有一些顯著差異：
? 對于相同的脈沖能量，峰值功率要高得多。這意味著對于較低的脈沖能量，通常非線性效應已經變得很嚴重。
? 作為一個例外，受激布里淵散射由于超短脈沖的大固有帶寬而在該方案中不是問題。
? 不同頻率分量之間的群速度失配也減輕了一些非線性效應。
展開 放大器進化史 | 從獨立到集成，IO-Link如何重塑測量鏈
今天我們將探討獨立放大器、直列式放大器和集成放大器之間的區別。</p><p><br></p><p><br></p><h2><strong>傳感器&放大器簡史</strong></h2><p>幾十年來，力、扭矩、重量等機械量的測量，始終依賴于<strong>基于應變的傳感器+傳感器電纜+獨立放大器</strong>。雖然這種模式在工業環境中效果很好，但也需要滿足特定的規范：精確控制的電源電壓，適合傳感器信號的低噪聲放大，適用于應變片電橋的電纜等。</p><p><br></p><p>隨著測量技術的發展，現代傳感器逐步向更加數字化的解決方案轉變。微電子技術采用新的、更緊湊的組件，催生出了：</p><ul><li><strong>直列式放大器</strong>：和傳感器是硬連線</li><li><strong>集成式放大器</strong>：數字放大器作為集成放大器直接集成到傳感器中。</li></ul><p>兩者通過引入IO-Link接口得到了進一步優化。這是一種現代且具有成本效益的接口，可用于與傳感器進行雙向數據傳輸。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><h2><strong>獨立式、直列式、集成式IO-Link放大器的區別</strong></h2><p><br></p><p>在您為的測量鏈選擇哪種設置之前，了解每種類型放大器之間的差異非常重要。</p><p><br></p><h3><strong>1.獨立放大器</strong></h3><p>獨立放大器遵循傳統配置放大器和傳感器作為兩個獨立的組件，如圖所示。
展開 運用高速放大器驅動ISP1581BD大電容負載
運用高速放大器驅動ISP1581BD大電容負載
引言
當一個未經正確補償的運算放大器被用來驅動ISP1581BD大電容負載時，便會出現振蕩及峰化。出現這種情況的另外一個原因則是較低的帶寬和輸出壓擺率。影響運算放大器驅動能力的因素主要包括運算放大器的內部體系結構和閉環增益及輸出電容器負載。
針對運用高速放大器驅動ISP1581BD大電容器負載電路，本文將借助兩個例子來探究兩種普遍應用于這方面的補償技術，分別為環外補償及環內補償，以下將進行逐一詳解。
環外補償技術
放大器的輸出阻抗可被看成一個在較高頻率下的電感，當它與負載電容(CL)一起工作時，會在放大器輸出產生振蕩或鋒化。為了對這一效應作出補償，需要在放大器的輸出和負載電容之間串聯一個隔離電阻器(RISO)，這就是環外補償方法。這種技術同樣適用于電壓反饋和電流反饋放大器，而且不論是反向或非反向配置均適用。 但在選擇串聯隔離電阻的阻值時，可確保穩定性的最小阻值會因個別器件而有所不同，而數據表通常都會提供這些數據。 這種補償方法有一系列缺點，如帶寬、壓擺率和電壓擺幅等方面的損耗。對于一個驅動ADC輸入的高速放大器來說，由于ADC的輸入經常出現電容，放大器的建立時間及帶寬會被降級。因此，放大器必須維持其建立時間和帶寬性能，以使數據表中所推薦的串聯隔離電阻能優化運算放大器的響應。
圖1所示為一個采用LMH6611作為電壓跟隨器的環外補償技術的例子。圖中的LMH6611是一個345MHz的軌對軌輸出電壓反饋放大器，其壓擺率和建立時間分別為460V/μs和100ns(0.01%)。圖2所示為LMH6611在不同的RISO下驅動100pF負載電容時的小信號頻率響應，具體參考HTTP://WWW.HQEW.COM/TECH/DR/200010060017/271363.HTML。
展開 如何通過自舉擴展運算放大器工作范圍？
放大器在最大額定電源電壓或接近該電壓下工作時，電源引腳為跟上動態信號而需要橫越的范圍最小。當運算放大器在接近其最高額定電源電壓下工作時，其他誤差源（如噪聲增益）也會降低。
不需要電源移動很遠（或非常快）的低頻和直流應用，是自舉的最佳候選應用。因此，高壓放大器能提供比動態特性相當的低壓放大器更好的動態性能，尤其是當二者均偏置為各自的最大工作電源電壓并且自舉到相同信號范圍時。自舉也會影響直流性能，因此在直流精度和高電壓兩方面均經過優化的運算放大器可提供自舉配置能實現的最佳直流和交流性能組合。
采用ADHV4702-1 的范圍擴展器設計
ADHV4702-1 是一款精密 220 V運算放大器。有了該器件，就不需要自舉傳統低壓運算放大器，220 V以下信號范圍的高壓設計得以簡化。如果應用需要更高電壓，那么可以應用自舉技術，輕松地將電路工作范圍增加兩倍以上。下面說明一個基于ADHV4702-1 的 500 V放大器設計示例。
展開 悄悄告訴你們一個低成本儀表放大器設計方法~
此外，這個電路充分利用了儀表放大器對其基準電壓相關的輸出電壓的精確控制。雖然運算放大器的直流性能和電阻匹配會影響直流共模輸出精度，但是這些誤差很可能會被信號鏈路上的下一個器件抑制，因此它對整個系統精度的影響將會很小。
為獲得最佳交流性能，推薦使用具有高帶寬和高壓擺率的運算放大器。此電路中選擇的運算放大器是ADA4807。
為了避免寄生電容使ADA4807不穩定，電阻至反相輸入端之間的走線長度應盡可能短。如果必須使用較長的走線，需使用阻值較低的電阻。
高性能ADC通常采用5 V單電源，并具有自身的基準電壓。該基準電壓用作差分輸出的共模電壓，從而無需使用基準電壓源。因此，其輸出與ADC成比例，這意味著ADC的VREF任何變化都不會影響系統的性能。
此差動放大器抑制共模電壓的能力取決于AD629差動放大器內部微調電阻的比例匹配。因此，它比采用分立式放大器的儀表放大器更好。
對于采用0.1%外部電阻的分立式放大器，CMR限制為54 dB。儀表放大器集成了精密的激光微調電阻，使系統的CMR可達到80 dB或更高。這些電阻均采用相同的低漂移薄膜材料制成，因此在一定溫度范圍內可提供出色的比例匹配。
ADC可采用5V單電源供電，參考引腳上有2.5V低阻抗電壓源。這樣可將輸出設為中間電源，并升高ADC輸入端呈現的共模電壓。
示波器輸出波形曲線如圖2所示。兩個儀表放大器的增益均為 1。VIN是一個大共模電壓上的1 V pp 10 kHz正弦波。VOUT+和VOUT–分別是±0.5 V pp正弦波和余弦波。
展開 選擇工業放大器的5個準則
工業生產中，放大器是保證您產品質量的重要環節。很多產品注重“改進和創新”，在減少產品的重量和材料的同時，具有更高的效率。因此，在生產中更注重細節是非常關鍵的。采用更高采樣率和分度的測量設備能夠識別生產過程中更小的偏差。
在選擇一個新放大器時，哪些是您應該考慮的關鍵因素? 我們給出了選擇工業放大器的5個準則：
精度
采樣率
綜合智能
實時通訊
集成到生產環境中
1.放大器是否提供合適的精度？
精度和抗干擾結合是至關重要的。提高測量精度是降低生產過程偏差的先決條件。并可以減少宕機時間，提高生產的安全性。
HBM能夠為客戶提供高可靠，高精度的測試設備。將HBM抗干擾載頻技術 (CF) 與傳感器自動識別技術 TEDS相結合，能夠為你的生產提供更高的精度和可靠性。
2.采用率是否能夠滿足您的應用需求?
更高的采樣速率，能夠進行更精準的后續分析。如果采樣率過低，測試結果的部分信息將會丟失，甚至產生錯誤的測量結果。
HBM PMX工業放大器采樣率高達19.2 kHz/通道，這適用于 16 個測量通道和 32 個用于計算的內部通道。換句話說，你可以得到最高3 kHz的測量帶寬 ，實現所有測量網絡層信號的同步。生產控制數據和信息丟失的時代已經一去不復返了。
3.放大器是否提供 "綜合智能"?
"綜合智能" 技術能夠在生產監控過程中，執行質量控制算法和計算。這包括容差窗口的監控或集成邏輯和數學運算來進行功能控制。除了精度，放大器軟件還提供”智能化“和"學習能力"功能，這樣能夠使放大器更加容易適用不同的生產過程。
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RP系列 激光分析設計軟件 | 光纖放大器設計教程
10
第十部分：多級光纖放大器
出于什么原因，使用多個放大器級是有利的？有哪些方法可用于 ASE 抑制？如何最小化放大器噪聲？
接下來我們將會對以上的十個部分進行詳細介紹
請持續關注
干貨｜射頻功率放大器（RF PA） 科普：射頻原來是這么一回事！
射頻功率放大器(RF PA)是發射系統中的主要部分，其重要性不言而喻。在發射機的前級電路中，調制振蕩電路所產生的射頻信號功率很小，需要經過一系列的放大（緩沖級、中間放大級、末級功率放大級）獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。在調制器產生射頻信號后，射頻已調信號就由RF PA將它放大到足夠功率，經匹配網絡，再由天線發射出去。
放大器的功能，即將輸入的內容加以放大并輸出。輸入和輸出的內容，我們稱之為“信號”，往往表示為電壓或功率。對于放大器這樣一個“系統”來說，它的“貢獻”就是將其所“吸收”的東西提升一定的水平，并向外界“輸出”。如果放大器能夠有好的性能，那么它就可以貢獻更多，這才體現出它自身的“價值”。如果放大器存在著一定的問題，那么在開始工作或者工作了一段時間之后，不但不能再提供任何“貢獻”，反而有可能出現一些不期然的“震蕩”，這種“震蕩”對于外界還是放大器自身，都是災難性的。
射頻功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率，如何提高輸出功率和效率,是射頻功率放大器設計目標的核心。通常在射頻功率放大器中，可以用LC諧振回路選出基頻或某次諧波，實現不失真放大。除此之外，輸出中的諧波分量還應該盡可能地小，以避免對其他頻道產生干擾。
分類
根據工作狀態的不同，功率放大器分類如下：
傳統線性功率放大器的工作頻率很高，但相對頻帶較窄，射頻功率放大器一般都采用選頻網絡作為負載回路。
展開 GLAD：ZIG-ZAG放大器
概述
所謂ZIG-ZAG放大器是指光束在同一臺放大器傳輸多次，獲得多次放大，光束的傳輸路徑呈現之字型。圖1給出了由兩面反射鏡構成的ZIG-ZAG放大器。光線-1, 0，+1可以通過ZIG-ZAG放大器進行傳輸放大。只有光線經過的區域反轉粒子數才會被消耗。
圖1.ZIG-ZAG放大器示意圖
系統描述
對于本例介紹的ZIG-ZAG放大器，光束將在兩面反射鏡之間來回反射，被其中的增益介質多次放大，直到從反射器邊緣出射，如圖2所示。
圖2.ZIG-ZAG放大器結構示意圖，光線的路徑顯示了兩次反射構成的完整傳輸周期
模擬結果
圖3.初始入射光束的光強分布
圖4.ZIG-ZAG放大器輸出的被放大后的光束
圖5.ZIG-ZAG放大器中兩光束傳輸過程中的光強變化
圖6.ZIG-ZAG放大器中反轉粒子數的消耗情況
展開 GLAD：ZIG-ZAG放大器
概述
所謂ZIG-ZAG放大器是指光束在同一臺放大器傳輸多次，獲得多次放大，光束的傳輸路徑呈現之字型。圖1給出了由兩面反射鏡構成的ZIG-ZAG放大器。光線-1, 0，+1可以通過ZIG-ZAG放大器進行傳輸放大。只有光線經過的區域反轉粒子數才會被消耗。
圖1.ZIG-ZAG放大器示意圖
系統描述
對于本例介紹的ZIG-ZAG放大器，光束將在兩面反射鏡之間來回反射，被其中的增益介質多次放大，直到從反射器邊緣出射，如圖2所示。
圖2.ZIG-ZAG放大器結構示意圖，光線的路徑顯示了兩次反射構成的完整傳輸周期
模擬結果
圖3.初始入射光束的光強分布
圖4.ZIG-ZAG放大器輸出的被放大后的光束
圖5.ZIG-ZAG放大器中兩光束傳輸過程中的光強變化
圖6.ZIG-ZAG放大器中反轉粒子數的消耗情況
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