1.1.3.1 Класифікація електронних підсилювачів за вхідними та

вихідними величинами

Умовність розглянутих структурних схем полягає головним чином в

тому, що вхідне і вихідне коло підсилювача показані ізольованими.

Насправді вихідні величини являються функціями вхідних, так як без цього

зв’язку не було б передачі сигналу, тобто підсилення. Особливості такого

зв’язку, власне, і являються головним предметом вивчення підсилювачів.

Умови роботи підсилювача на вході. Раніше, коли говорили про

зв'язок вхідних і вихідних величин підсилювача, мали на увазі не якісь схемні

елементи, що зв’язують його вхід і вихід а функціональний зв'язок вхідних і

вихідних струмів і напруг. Такий функціональний зв'язок виражається

залежністю величин напруг та струмів керованих елементів від вхідної

напруги чи вхідного струму. В залежності від того що служить

аргументом(керуючою величиною) – вхідна напруга чи вхідний струм,

розрізняють підсилювачі напруги і підсилювачі струму.

Підсилювачем напруги називають підсилювач з достатньо великим

вхідним опором

R

R .

вх

Г

При цьому джерело сигналу працює практично в режимі холостого

ходу і задаючою вхідною величиною являється напруга(див. рис.1.3,а):

Rвх

U вх  EГ

Rвх  RГ

 EГ^.

Підсилювачем струму називають підсилювач з достатньо малим

вхідним опором

R

R .

вх

Г

При цьому джерело сигналу працює практично в режимі короткого

замикання і задаючою вхідною величиною являється струм(див. рис.1.3,б)

Rвх

I

вх

 I

Г

Rвх  RГ

 I

Г

.

Один і той же підсилювач з незмінним Rвх може бути або

підсилювачем напруги, або підсилювачем струму в залежності від величини

RГ . Так, ламповий каскад з типовою величиною

Rвх  1 2МОм буде

підсилювачем напруги при роботі з термометром опору(

RГ  50 100Ом ) і

підсилювачем струму при роботі з вакуумним фотоелементом(

RГ  100МОм ). Якщо джерелом сигналу являється аналогічний каскад то

як правило, RГ

Rвх у випадку ламп і RГ

Rвх у випадку транзисторів.

Тому не рідко лампові каскади відносять загалом до підсилювачів напруги, а

транзисторні – до підсилювачів струму, що, однако, деколи може призвести

до непорозуміння.

Слід підкреслити, що для багатьох джерел сигналу далеко не однаково

з яким типом підсилювача вони працюють. Наприклад, вентильний

фотоелемент нормально працює лише при умові короткого замикання, тобто

з підсилювачем струму, а pH -метр зі скляними електродами – в режимі

холостого ходу, тобто з підсилювачем напруги. Звичайно мається можливість

змінювати величину Rвх у широких межах і одержувати підсилювач струму

чи підсилювач напруги в залежності від типу датчика.

Слід зауважити що є і такі підсилювачі, у яких вхідний опір

співрозмірний з опором джерела, тобто

R

 R .

вх

Г

R

Такі підсилювачі називають підсилювачами потужності, а умову

 R – умовою узгодження, при якій здійснюється передача

вх

Г

максимальної потужності від джерела навантаження(у нашому випадку на

вхід підсилювача). При виконанні умови узгодження одержуються наступні

вирази:

EГ

U 

,

вх

2

Iвх 

2

I Г

2



2

EГ

2RГ



EГ

2Rвх

2

,

2

P

вх



E

Г



I R

Г Г



EГ



I R

Г вх

.

4RГ

4

4 Rвх

4

Термін “підсилювач потужності” застосовується в даному випадку у

вузькому сенсі слова як характеристика режиму узгодження на вході.

Загалом будь-який підсилювач обов’язково являється підсилювачем

потужності.

Умови роботи підсилювача на виході. На виході підсилювача

співвідношення між вихідним опором і опором навантаження можуть бути

аналогічними тим що розглянуті для вхідного кола.

Так, при

Rн

вихідною величиною буде напруга

Rвих

U

 U .

вих

вх

Такий підсилювач може бути названий підсилювачем з “напруговим”

виходом, але йому присвоюють більш звичну назву – підсилювач з

потенціальним виходом.

У випадку

Rн

вихідною величиною буде струм

I вих 

Rвих

K_U

Uвх^,

Rвих

а підсилювач можна назвати підсилювачем зі струмовим виходом.

Накінець, у випадку

Rн  Rвих

вихідною величиною являється потужність(максимальна за умови

узгодження)

2

Pвих 

(Uвх⁾

4Rвих

 (

K_U

Rвих

Uвх⁾

2

Rвих

4

.

Такий підсилювач можна назвати підсилювачем за потужністю на

виході.

Для вихідного кола справедливі зауваження що зроблені раніше для

вхідного кола: один і той же підсилювач в заленості від величини Rн може

мати потенціальний, струмовий вихід або вихід за потужністю: деякі види

навантажень потребують певного типу виходу. Наприклад, при роботі на

пластини електронно-променевої трубки необхідно мати якомога менший

вихідний опір, тобто потрібний потенціальний вихід. При роботі на

індуктивне навантаження часто потрібний струмовий вихід.

Приведена класифікація підсилювачів за вхідними та вихідними

величинами приводить, очевидно, до дев’яти видів підсилювачів: підсилювач

напруги з потенціальним виходом, підсилювач напруги зі струмовим

виходом, підсилювач струму з виходом за потужністю і т.д. На практиці такої

строгої термінологій зазвичай не притримуються. Під підсилювачем струму

часто розуміють підсилювач напруги зі струмовим виходом, під

підсилювачем потужності – підсилювач напруги з виходом за потужністю

т.п. Тому справжнє “лице” підсилювача проясняється лише шляхом

додаткових пояснень відносно характеру джерела сигналу і навантаження,

або шляхом вивчення зображеної схеми. Найбільш правильні скорочені назви

“підсилювач напруги”, “підсилювач струму” і “підсилювач потужності” для

випадків, коли розмірності величин на вході і на виході однакові.

В решти шести випадках, де розмірності вхідних і вихідних величин

різні, термін “підсилювач” не зовсім вдалий.

Разом з тим існують пристрої, до яких цей термін може бути

застосований ще з більшою натяжкою. Це – так звані функціональні

підсилювачі, у яких іноді є декілька входів а вихідна величини, наприклад,

пропорційна сумі або добутку вхідних. Тим не менше і такі пристрої

відносяться до підсилювачів, так як поряд з перетворенням якості сигналу

вони підвищують і його потужність. Крім того, вони мають велику

структурну подібність з іншими підсилювачами.