信号与放大电路浅谈

1.1信号

信号是表示消息的物理量，通常是时间的函数。在自然界中常分为电信号与非电信号，如下图。

信号举例：

1.2信号的频谱

通过傅里叶变换可以实现信号从时域到频域的变换，从而达到简化信号特征参数的提取的目的。人们将信号在频域中表示的图形或曲线称为信号的频谱，即信号的振幅和相位随频率变化的分布。

常见的信号类型有正弦信号、方波信号、非周期信号等。

以方波信号为例:

方波信号：

方波的时域表示：

方波的幅度谱：

方波的相位谱：

1.3模拟信号和数字信号

模拟信号：在时间和幅值上都是连续的信号
数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号

1.4放大电路模型

（1）模拟信号放大

（2）放大电路模型

常见的信号放大电路模型可以分为四类：电压放大、电流放大、互阻放大、互导放大。

（a）电压放大

（b）电流放大

（c）互阻放大

（d）互导放大

（e）隔离放大

出了以上四种外，为了提高电路模型的安全性和抗干扰能力，隔离放大电路通过光和磁的传输，应用在许多工业控制及医疗设备中。

1.5放大电路的主要性能指标

（a）输入电阻

输入电阻等于输入电压Vi与输入电阻Ri的比值。

（b）输出电阻

输出电阻是在信号源短路，负载开路的条件下，输出端的测试电压与测试电流的比值。
注意：输入电阻和输出电阻均为交流电阻。

（c）增益

增益反映了放大电路在输入信号的控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。
四种增益见1.4.(1)

（d）频率响应

频率带响应及带宽
带宽 = 上限频率 - 下限频率

频率失真（线性失真）：
幅度失真：对不同频率的信号增益不同所产生的失真。
相位失真：对不同频率的信号时延不同所产生的失真。

（e）非线性失真

传输特性曲线：描述放大电路输出量与输入量关系的曲线。