電子學其實就是在探討「放大器」的一門科學。

麥克風與音響就是電子學最顯著的應用:把微小的聲音信號經過裡面的放大器電路加以放大以後得到我們最後聽到的聲音。

 

讓我們以下圖解說放大器的基本架構: 

這是一個很基本的電壓放大器,Vin就是我們輸入的信號,好比你拿麥克風在講話所輸入的聲音

Vout是別人聽到的聲音,波型和輸入如果沒有干擾應該要完全相同(廢話,不然麥克風就沒用了啊)

中間那個A代表的意思是將輸入放大A倍,我們會得到Vout = Avin。 

 

放大器基本架構就只是這樣而已

 

那麼圖上的L還有DC代表什麼意思呢?

 

L代表的是負載,它可能是一個電路或是另外一個放大器甚至好幾個電路

在音響中L就是最後的喇叭了。

 

而DC代表的是直流偏壓 – 為了讓放大器能順利工作,如果直流偏壓不夠大,則放大器可能會達不到預期的效果。

這相當好理解 -- 如果一個信號能不費吹灰之力靠著幾個電子零件就變大,那人類就不用擔心能源的問題了XD。

直流偏壓就好像音響跟麥克風要插電才能運行,當然要先經過整流穩壓的動作。

 

在應用的時候,輸入信號通常是交流小信號,比如Sin波或是方波;而直流偏壓往往比小信號大得多,所以又稱大信號。放大器的放大倍率受到所給的直流偏壓而有所不同,而跟小信號無關。

 

Frequency Response(頻率響應)

相信大家或多或少之前都聽過這個惡名昭彰又難懂的名字了。

 

頻率響應顧名思義就是「頻率對放大倍率的影響」。

一般來說,決定放大器放大倍率的是直流偏壓,和輸入小信號的頻率毫無關係。但是偏偏很不巧,去觀察市面上一些比較劣質的音響,Bass往往聽不太到 – 這就是頻率響應的結果。

由於放大器裡面一些電容的影響,放大器的放大倍率在頻率太低或是頻率太高的時候都會衰減,造成低音聽不到中間音域倒是聽得挺清楚。

 

頻寬

所謂的頻寬,就是聽到正常放大倍率的那一段有多寬。但是看下面這張圖:

 

頻率響應是電子學非常重要的一個部份,台大電機在電子學二會開始引入正式的討論,但是在這之前電路學就會把它上完了。

 

所以我們最後會聽見相似的音色,相同的音高,但是完全不同響度的歌聲。

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