Эксплуатационные параметры усилителя.

Важным параметром любого усилителя является коэффициент преобразования (корреляции) – это отношение приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала. Если эти сигналы однородные то этот усилитель называют коэффициентом усиления. В зависимости от назначения усилителя различают коэффициент усиления по:

Мощности

Напряжению

Току

В практических усилителях коэффициент усиления выражают в логарифмических единицах (бел, децибел). Например

Входное и выходное сопротивление усилителя:

Для усилителей переменного тока коэффициент усиления по напряжению, току и входное сопротивление равны:

Качественные параметры усилителя.

Усилитель работает тем лучше, чем ближе форма выходного сигнала к форме входного. Качество работы усилителя оценивается величиной вносимых усилителем искажений. Идеальный усилитель не вносит искажений. Помимо формы необходимо чтобы усилитель не вносил фазовый сдвиг между входным и выходным сигналами.

В зависимости от источников искажений существуют линейные и нелинейные искажения.

Нелинейные – это искажения, вызываемые появлением в выходном сигнале дополнительных гармонических (переменных) составляющих. Эти искажения вносятся за счет нелинейности характеристик транзистора, на базе которых выполняются усилители. Эти искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник.

Зона в которой нелинейные искажения не превышают допустимых, определяется по амплитудной характеристике.

D – динамический диапазон.

Линейные искажения – это искажения вносимые линейными элементами сопротивление которых на различных частотах различны ( это конденсаторы и индуктивности). При наличии этих элементов отдельные гармоники усиленного сигнала, усиливаются не одинаково, и сдвигаются по фазе. В результате этого выходной сигнал приобретает другую форму (искажается). Для оценки линейных искажений, используют амлитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

Амлитудно-частотная характеристика усилителя.

К_U = F(f_вх), при U_вх = const

K_U = U_вых /U_вх

М = К_о /К_n(K_в) – коэффициент частотных напряжений.

Для определения полосы пропускания

К_о – коэффициент усиления на средней частоте

Усилители напряжения. Принцип работы.

, если

r – меняется, то меняется и выходное напряжение. В реальной схеме усилителя вместо резистора включается транзистор.

С хема усилителя с биполярным транзистором с общим эмиттером.

1) Если E_смещ. = 0, то U_вх = U_вхsin  t на входе будет усиливаться только одна полуволна. Отрицательная волна закрывает транзистор. I_баз = 0; I_кол = 0. Во втором случае, когда открывается вторая полуволна транзистор полностью закрыт. Чтобы усилить обе полуволны, необходимо сместить рабочую точку на входной характеристике транзистора.

Е сли U_смещ > U_вх то точка А обеспечивает работу обоих полуволн. Е_смещ открывает транзистор до определенного уровня.

Если Е_смещ > max входного сигнала, то обе полуволны усиливаются без искажения.

2) Если Е_смещ  0, то U_вх = U_{вх max} sin  t

i_вх = i_б = U_вх / R_вх  также синусоидальный

ЛЕКЦИЯ 23

План лекции:

15.3. Обратные связи в усилителях, их влияние на параметры и характеристики электронных усилителей.

15.4. Основные понятия, характеристики операционных усилителей ОУ. Инвертирующий операционный усилитель, сумматор, интегратор.

Обратные связи в усилителях.

Обратная связь – подача части выходного сигнала обратно на вход усилителя, следовательно параметры и характеристики изменятся. Обратная связь оказывает влияние на коэффициент усиления, входное и выходное сопротивление усилителя, на амплитудо – частотную и фазо – частотную характеристики.

Типы обратных связей.

1. В зависимости от полярности обратной связи, по отношения к входному сигналу. Различают положительную и отрицательную обратную связь. При положительной связи, сигнал обратной связи складывается с входным сигналом, а при отрицательной вычитается. На электрических схемах часть схем усилителя называют сумматором.

U₁ = U_вх + U_oc – положительная обратная связь

U₁ = U_вх - U_oc – отрицательная обратная связь

2. По способу подачи сигнала обратной связи во входную цепь: последовательная и параллельная обратная связь.

К – коэффициент усиления усилителя без обратной связи;

_ос – коэффициент передачи цепи обратной связи.

3. По способу съема обратной связи с выхода усилителя существуют: обратная связь по напряжению (U_{обр. связи} ~ U_вых); обратная связь по току (U_обр.св ~ i_вых).

Влияние обратной связи на коэффициент усиления.

Пример: рассмотрим усилитель охваченный последовательной обратной связью по напряжению