摘要：线性放大器是一种能够将输入信号按固定比例放大且不引入失真的电子器件，其核心特点是保持输入与输出的严格线性关系。在测量系统中，线性放大器通常用于处理需要高保真、低噪声或精确放大的信号场景。

线性放大器是一种能够将输入信号按固定比例放大且不引入失真的电子器件，其核心特点是保持输入与输出的严格线性关系。在测量系统中，线性放大器通常用于处理需要高保真、低噪声或精确放大的信号场景。

一、需保持信号形态的弱信号测量

1. 微弱信号检测

场景：传感器输出信号（如热电偶、压力传感器）常为微伏（μV）至毫伏（mV）级的低幅值信号。

线性放大器作用：

放大信号至可处理范围（如伏特级），同时避免非线性失真。

抑制噪声干扰（需配合低噪声设计）。

典型应用：

电子秤应变片信号放大

光电二极管光强检测

2. 高精度仪器仪表

场景：频谱分析仪、示波器等设备的前端信号调理。

核心需求：信号放大后需严格保留原始频率成分与波形特征。

示例：

放大高频小信号（如射频接收前端信号）

医疗设备中生物电信号（ECG/EEG）的采集

二、需精确线性关系的定量分析场景

1. 模拟信号处理链路

场景：工业控制系统中，传感器信号需经放大后输入模数转换器（ADC）。

关键要求：放大倍数稳定，避免非线性误差导致ADC量化错误。

应用实例：

温度控制系统中的热电阻信号放大

振动传感器信号处理

2. 科学实验测量

场景：物理、化学实验中瞬态信号（如粒子探测器输出）的记录与分析。

线性放大器价值：

确保信号幅值与时间特性的精确对应。

支持后续定量计算（如能量谱分析）。

三、需抑制谐波失真的频率敏感场景

1. 通信系统基带信号处理

场景：无线通信接收机中，天线接收的微弱射频信号需放大至中频。

挑战：非线性放大可能产生谐波，干扰相邻频段。

解决方案：线性放大器确保信号带宽内无附加频率成分。

2. 音频信号高保真放大

场景：专业录音设备或Hi-Fi音响系统。

核心需求：放大后的音频信号需与原始信号波形一致，避免音色失真。

四、不适合使用线性放大器的场景

以下情况可能选择非线性放大器或其它方案：

开关信号处理：如数字电路中的方波信号驱动，更关注快速切换而非线性度。

功率效率优先：D类功放通过脉冲调制提高效率，但牺牲线性度。

信号压缩需求：限幅放大器主动引入非线性以限制信号幅值。

五、选型关键参数

选择线性放大器时需重点关注：

增益线性度：全量程内输出与输入的线性误差（如±0.1%）。

带宽：支持信号频率范围（如DC-100MHz）。

噪声系数：避免放大过程中引入额外噪声（如

共模抑制比（CMRR）：抑制共模干扰的能力（如>80dB）。

线性放大器是信号保真度要求高、定量分析依赖性强、谐波敏感场景下的首选方案，尤其在微弱信号检测、精密仪器及通信系统中不可或缺。实际应用中需根据信号幅值、频率及噪声环境合理选型，以实现高精度、低失真的信号测量目标。

来源：电影的败家子