8. Основные параметры, характеризующие работу усилителя

Усилителем называется устройство, предназначеное для усиления входного электрического сигнала по напряжению, току или мощности за счет преобразования.

Основные характеристики:

1)Коэфициент усиления – это отношение установленного значения выходного и въодного сигнала усилителя. Коэфициент усиления по напряжению: , по току , мощности ,

2) Полоса пропускания – определяется на уровне ,

3)входное сопротивление

4)выходное сопротивление

5)выходная мощность

6)степень искажения усиливаемого сигнала: статическое, нелинейное, динамическое, однофазное.

9. Влиянпие оос на ачх усилителя

За счет повышения стабильности коэффициента усиления "завалы" АЧХ в области низких и высоких частот будут значительно ослаблены. Это хорошо видно из рис где приведены АЧХ усилителя без обратной связи и при наличии ООС. Введение отрицательной обратной связи приводит к расширению полосы пропускания , а также уменьшает частотные и фазовые искажения в раз:

при этом АЧХ становится более равномерной. Следует отметить, что введения в контур обратной связи частотно-зависимых звеньев можно добиться эффективной коррекции формы АЧХ.

10. Входное и выходное сопротивления. Методы измерения

Входное сопротивление есть мера тока, текущего во входной цепи.

Выходное сопротивление – это сопротивление источника выходного напряжения.

Иногда применяется следующий простой способ измерения, не требующий вычислений:

1)Измеряется напряжение холостого хода

2)В качестве нагрузки подключается переменный резистор и его сопротивление подбирается таким образом, чтобы напряжение на нём составило половину от напряжения холостого хода.

После описанных процедур сопротивление резистора нагрузки необходимо измерить омметром — оно будет равно внутреннему сопротивлению двухполюсника.

11, 12. Входное и выходное сопротивления. Согласование для оптимальной передачи напряжения и мощности

Входное сопротивление. У операционных усилителей, как и у дифференциальных, различают два рода входных сопротивлений: дифференциальные и гораздо более высокие входные сопротивления синфазному сигналу. Сопротивление синфазному сигналу на неинвертирующем входе снижает усиление, а на инвертирующем – повышает его. Если внутренние сопротивления обоих входов сбалансированы, то есть Rg = RNR1 / (RN + R1), действие сопротивлений синфазному сигналу полностью взаимно компенсируется.

Рассматривая воздействие дифференциальных входных сопротивлений, надо исходить из реального операционного усилителя с конечными значениями корффициентов усиления разностного и синфазного сигналов.

Рис. 5.57. Влияние входных сопротивлений для разностного и синфазного сигналов на неинвертирующий усилитель: а – входное сопротивление для синфазного сигнала; б – входное сопротивление для разностного сигнала

При согласовании Rg = RNR1 / (RN + R1) результат:

Рис. 5.58. Входное сопротивление инвертирующего усилителя

Выходное сопротивление. Выходное сопротивление уменьшается вследствие наличия отрицательной обратной связи: уменьшение выходного напряжения на нагрузке передается на инвертирующий вход через делитель напряжения RN, R1

Рис. 5.59. Модель для расчета выходного сопротивления

Рассчитаем выходное напряжение, пренебрегая током через делитель напряжения обратной связи. Пользуясь соотношениями

Таким образом, наряду с обычным выходным напряжением наблюдается падение напряжения, обусловленное протеканием тока и уменьшаемое на величину усиления при замкнутой цепи обратной связи. Отсюда находим выходное сопротивление:

Следовательно, отрицательная обратная связь приводит к уменьшению выходного сопротивления в g раз, где g – петлевое усиление.

Согласование сопротивлений для оптимальной передачи напряжения:

Uвх=(примерно)U; Uвх=U*(Zвх/(Zвх+Zвых))=U(1/(1+Zвых/Zвх)); Zвых/Zвх<<1

Согласование сопротивлений для оптимальной передачи мощности:

W=Uвх*Iвх=U²вх/Rвх; Uвх=Rвх/(Rвх+Rвых); W=U²*R²вх/(Rвх(Rвых+Rвх) ²);

Если d/dRвх[Rвх(1+Rвых/Rвх) ²]=0; 1- R²вых/R²вх=0; Rвых +- Rвх