前置放大器是指置于信源與放大器級(jí)之間的電路或電子設(shè)備，前置放大電路的主要作用是在信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸之后對(duì)其進(jìn)行放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路的工作。此外，其還可以通過(guò)調(diào)節(jié)前置放大電路的放大倍數(shù)，來(lái)滿(mǎn)足不同信號(hào)來(lái)源的需求。通常，前置放大電路是由一個(gè)或多個(gè)晶體管組成的，具有高放大倍數(shù)和低輸入阻抗。
前置放大電路組成部分：
輸入電容
偏置電阻
耦合電容
晶體管
輸出負(fù)載
輸入電容用于隔離輸入信號(hào)與其前面的電路，偏置電阻則用于為晶體管提供合適的工作電壓，耦合電容用于將前置放大電路與后面的放大電路隔離。晶體管則是整個(gè)前置放大電路的核心部分，負(fù)責(zé)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大和處理。輸出負(fù)載則是用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為在負(fù)載上可用電功率的層次。
前置放大電路原理
前置放大電路的工作原理是通過(guò)晶體管的放大特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)外加電壓作用于基極時(shí)，晶體管就會(huì)工作起來(lái)，將其輸入信號(hào)放大，并傳遞到輸出端口供后續(xù)電路使用。
由于不同的晶體管有不同的電學(xué)參數(shù)，因此為了獲得最佳的放大效果，需要對(duì)晶體管的參數(shù)進(jìn)行精確的匹配和調(diào)節(jié)。同時(shí)，前置放大電路還需要注意防止過(guò)度放大或失真等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)和布線(xiàn)時(shí)應(yīng)該考慮到這些因素。
音頻前置放大器電路圖
前置放大器的增益控制采用直流音量控制方式，其具體實(shí)現(xiàn)如圖1所示。前置放大器是由全差分運(yùn)放和電阻構(gòu)成的反相比例放大器，其增益由反饋電阻與輸入電阻的比值決定。外部輸入的直流模擬控制信號(hào)Vc，經(jīng)過(guò)增益控制模塊（GainCon-troD轉(zhuǎn)換成控制數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)用來(lái)控制前置放大器的反饋電阻與輸入電阻的比值，進(jìn)而調(diào)節(jié)增益的變化。
運(yùn)算放大器采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖2所示圖。第一級(jí)采用PMOS輸入的折疊式共源共柵放大器提供大增益，同時(shí)增加輸入共模范圍，減小閃爍噪聲，折疊輸入管的負(fù)載采用帶源極反饋結(jié)構(gòu)的電流源負(fù)載，增加輸出阻抗，減小噪聲。第二級(jí)采用共源放大器提供大擺幅。為保持閉環(huán)的穩(wěn)定性，加入密勒補(bǔ)償電容，同時(shí)，為了抵消右半平面零點(diǎn)的影響，在補(bǔ)償電容的前饋通路中插入與補(bǔ)償電容串聯(lián)的調(diào)零電阻。在共模反饋電路的設(shè)計(jì)中，采用有電阻分配器和放大器的共模反饋結(jié)構(gòu)。
前置放大器的作用
1.提高系統(tǒng)的信噪比（前放緊靠探測(cè)器，傳輸線(xiàn)短，分布電容Cs減小，提高了信噪比）
2.減少外界干擾的相對(duì)影響（信號(hào)經(jīng)前放初步放大。）
3.合理布局，便于調(diào)節(jié)與使用（前放為非調(diào)節(jié)式，主放放大調(diào)節(jié)倍數(shù)、成形常數(shù)）
4.實(shí)現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換和匹配（前放設(shè)計(jì)為高輸入阻抗，低輸出阻抗）
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