11.2. Класифікація підсилювачів, технічні показники їх роботи і характеристики

Підсилювачі класифікують за різними ознаками: призначенню, типу керованих елементів, режиму роботи, значенню і смузі частот підсилюваних сигналів, конструктивному виконанню й ін.

По призначенню розрізняють підсилювачі напруги, струму і потужності. Відповідно в них прагнуть одержати по можливості велику вихідну потужність. Приймається, що в підсилювачах потужності амплітуди напруги і струму близькі до гранично можливих, а вихідна потужність співрозмірна з потужністю, споживаної підсилювачем від джерела живлення.

Як керовані елементи підсилювачів використовуються переважно транзистори. Пасивними елементами, що включаються послідовно з керованими, можуть бути резистори, дроселі, коливальні контури й ін.

Підсилювачі працюють у режимі великих і малих сигналів. Підсилювальні сигнали можуть бути гармонійними чи імпульсними. У підсилювачах малих сигналів амплітуди змінних складових напруги і струмів настільки малі, що цим змінам відповідають лінійні ділянки вольт-амперних характеристик керованих елементів, а залежність між амплітудою напруги на виході підсилювача і його вході є лінійною. У підсилювачах великих сигналів зміни напруги і струми великі, при цьому характеристики керованих елементів нелінійні, підсилювач працює в нелінійному режимі.

За абсолютним значенням і ширині смуги частот підсилюваних сигналів розрізняють: 1) підсилювачі постійного струму (ППС) — підсилюють як постійну, так і змінну складові сигналу; 2) підсилювачі змінного струму — підсилюють тільки змінну складову сигналу; 3) підсилювачі звукових частот — від 20—200 Гц до 10—20 кГц; 4) підсилювачі відеочастот — 50 Гц—6 Мгц; 5) широкополосні й ін.

По конструктивному виконанню поділяють підсилювачі на підсилювачі дискретної технології з начіпним чи друкованим монтажем або інтегральні, виготовленими методами інтегральної технології.

Підсилювачі порівнюють і оцінюють за технічними показниками. Вкажемо основні з них. Коефіцієнт підсилення по напрузі визначається як відношення комплексної амплітуди напруги на виході підсилювача до комплексної амплітуди напруги на вході : K_u=U_{вих m}/U_{вх m}. Аналогічно для коефіцієнта підсилення по струму К_і=І_{вих m}/І_{вх m}, по потужності К_р=Р_вих/Р_вх.

Величини коефіцієнтів підсилення по напрузі, струму і потужності часто виражають у децибелах на основі співвідношень:

Ступінь використання джерела живлення оцінюють за коефіцієнтом корисної дії _під, що визначається як відношення потужності сигналу на виході Р_вих, тобто яка віддається в навантаження, до потужності Р₀, споживаної від джерела живлення: _під=Р_вих/Р_о.

Основними характеристиками підсилювача, як і чотириполюсника, є амплітудна, амплітудно-частотна і фазочастотна.

Рівень нелінійних спотворень підсилювача при гармонійній вхідній напрузі оцінюють за коефіцієнтом гармонік , що визначається як квадратний корінь з відношення сумарної потужності вищих гармонік вихідного сигналу Р_ до потужності його першої гармоніки Р₁:

Підсилювачі застосовують у пристроях відтворення звуку, радіоприймачах, телевізійній апаратурі, різних автоматичних пристроях і т.д.