紀客老白【每日答疑】白紀龍老師每日8點起更新一題目,歡迎各位關(guān)注!

學(xué)生提問:
在低噪聲弱信號的精密放大電路中,我們常常關(guān)注的是信號電壓的幅值和噪聲的相對大小,而不是其功率大小。但是信噪比和噪聲系數(shù)的定義都是以功率相比較的,我覺得信噪比直接用信號電壓的幅值和噪聲的幅值相比能更好的反應(yīng)電路的品質(zhì),也更形象易于理解,為什么要用功率來表述呢?請白老師談?wù)効捶ǎ浅8兄x。在電路系統(tǒng)中,除了音響之外,哪些場景需關(guān)注功率放大?從提取微弱信號的角度考慮,功率放大相比較電壓放大而言,個人覺得意義不大。感謝白老師指點。
白老師答:
(1)首先這是一個非常典型的問題,很多人其實很容易把小信號放大和功率放大混為一談。
(2)小信號放大我們一般都是電壓的放大,我們不做功率的放大,而功率的放大之前我們都會有電壓放大。
(3)我們以音頻放大電路為例給大家說明:

A.首先大家看這個圖,我們的音頻信號其實其首先是個小信號,所以我們需要做的第一步就是對小信號進行放大。一般都是電壓的放大,電壓的放大我們可以通過晶體管也可以通過運放。主要是運放來實現(xiàn)。
B.但是存在一個問題,即使我們用多級放大假如說通過運放進行了放大,則其最終放大的也只是電壓信號但是并沒有放大電流,這個時候怎么辦呢,大家也知道喇叭對電流的需求也挺大的一般都是A級。比如說2A。
C.假如說我們前邊通過運放講小信號的音頻信號放大到15V然后我們直接鏈接喇叭,大家也知道喇叭的電阻非常小,比如說8Ω,這個時候我們運放需要輸出的電流=15/8>2A,大家覺得可能嗎?顯然不可能,因為我們運放輸出的電流一般也都是在幾十mA這樣。
D.所以這個時候我們就需要功率放大器出場了,我們功率放大器不知可以放大電壓也可以實現(xiàn)電流方法,最終就可以驅(qū)動我們的喇叭發(fā)出聲音。
(4)針對于噪聲我們?yōu)槭裁匆β实姆绞降谋磉_,這其實涉及到了一個很重要的概念SNR,所謂的SNR.指的是signal noise ratio即所謂的信噪比。

信噪比的定義如圖所示,可以是功率比也可以是電壓比,但是如果是電壓比的話是rms值即均方根值,為什么呢?而且功率比也是平均值為什么呢?其實最主要的原因是我們的噪聲一般都是全頻率范圍分布,所以要想表征噪聲的信息,我們也必須找到全頻率范圍的參數(shù),所以平均功率或者均方根值電壓他其實都是一種全頻率單位的參數(shù),也帶代表了其關(guān)鍵信息!