Классификация и характеристики электронных усилителей

Назначение и классификация усилителей

Электронный усилитель – это устройство, предназначенное для усиления электрического напряжения или мощности за счет энергии источника питания.

По диапазону частот, усиливаемого напряжения усилители бывают постоянного и переменного тока (УНЧ, избирательные или селективные, широкополосные).

Усилители постоянного тока – это усилитель постоянного или медленно меняющегося напряжения с частотой от нуля до десятков килогерц. Используются в измерительной аппаратуре, автоматике и вычислительной технике.

Усилители переменного тока – это усилители непрерывных периодических сигналов. Для постоянного тока его коэффициент передачи равен нулю.

УНЧ (усилитель низкой частоты) усиливает переменное напряжение в диапазоне частот от десятков герц до десятков килогерц ( ).

Избирательные или селективные - усиливают переменное напряжение в узкой полосе частот ( ). В качестве нагрузки таких усилителей служит колебательный (резонансный) контур, поэтому такие усилители называют еще резонансными или полосовыми.

Широкополосные – усиливают переменное напряжение в большом диапазоне частот (от нескольких килогерц до нескольких мегагерц). Используются в устройствах связи, радиолокации, телевидении и вычислительной техники.

Схематично, усилитель можно рассматривать в виде активного четырехполюсника, показанного на рис. 13.1, ко входу которого подключен источник усиливаемого сигнала (Е, R), а к выходу – нагрузка (R_n).

усилитель

Рис. 13.1 Схема усилителя в виде четырехполюсника

В зависимости от соотношений сопротивлений усилители могут подразделяться на несколько видов.

Если входное сопротивление усилителя больше сопротивления источника сигнала , то говорят, что усилитель является усилителем напряжения. Если входное сопротивление меньше сопротивления источника сигнала , усилитель является усилителем тока. Если выходное сопротивление много меньше сопротивления нагрузки , то усилитель обладает потенциальным выходом. Если выходное сопротивление больше сопротивления нагрузки , то усилитель обладает токовым выходом.

Характеристики усилителей.

1) Коэффициент передачи усилителя

Коэффициент передачи усилителя является его основной характеристикой. Существуют коэффициенты передачи по напряжению, току и мощности.

Коэффициент передачи усилителя по напряжению (коэффициент усиления по напряжения) отражает отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде входного напряжения в установившемся режиме.

. (13.1)

Коэффициент передачи усилителя по току (коэффициент усиления по току) отражает отношение амплитуды выходного тока к амплитуде входного тока в установившемся режиме.

. (13.2)

Коэффициент передачи усилителя по мощности (коэффициент усиления по мощности) отражает отношение амплитуды выходной мощности к амплитуде входной мощности в установившемся режиме.

. (13.3)

2) Входное и выходное сопротивление усилителя

Входное сопротивление – это сопротивление между входными зажимами усилителя:

Выходное сопротивление – это сопротивление между выходными зажимами усилителя при отключенном сопротивлении нагрузки ( ):