1.1.2 Эквивалентная схема каскада.

Эквивалентной схемой каскада удобно пользоваться для расчета его элементов и параметров. Для этого биполярный транзистор заменяют его эквивалентной схемой для h-параметров / рис.2 /.

Систему h-параметров для звукового диапазона получают из описания транзистора как активного четырехполюсника системой уравнений:

U₁ = h₁₁I₁ + h₁₂U₂

I₂ = h₂₁I₁ + h₂₂U₂ (1)

где U₁U_ВХ ; U₂ U_ВЫХ ; I₁  I_ВХ ; I₂  I_ВЫХ ;

h₁₁ – входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе;

h₁₂ – коэффициент обратной передачи напряжения при холостом ходе на входе;

h₂₁ – коэффициент прямой передачи тока при коротком замыкании на выходе;

h₂₂ – выходная проводимость при холостом ходе на входе.

Эквивалентная схема транзистора / рис.2 / содержит два зависимых источника: источник напряжения, управляемый напряжением, и источник тока, управляемый током.

Если в схеме / рис.1 / заменить биполярный транзистор его эквивалентной схемой / рис.2 / и ввиду малых сопротивлений на высоких частотах не учитывать конденсаторы С₁ ,С₂ ,Сэ, то получим эквивалентную схему каскада / рис.3 /, которая описывается уравнениями:

U₁ = h_11ЭI₁ + h_21ЭU₂

I₂ = h_21ЭI₁ + h_22ЭU₂ (2)

где I₁ – входной ток усилительного каскада,

I₁ – входной ток биполярного транзистора.

1.1.3 Основные характеристики усилителя

Характеристики и параметры усилителей взаимосвязаны. Пользуясь характеристиками усилителя, можно определить некоторые его параметры, а по ним прогнозировать характеристики.

К основным характеристикам усилителя относятся:

АХ – амплитудная характеристика – зависимость амплитуды первой гармоники выходного напряжения от амплитуды гармонического входного напряжения

U_2m = f (U_1m)

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика – зависимость модуля коэффициента усиления от частоты K(f).

ФЧХ – фазо-частотная характеристика – зависимость сдвига по фазе между выходным и входным параметрами усилителя от частоты (f).

ПХ – переходная характеристика – зависимость выходного напряжения /тока/ от времени при скачкообразном /ступенчатом/ воздействии входного напряжения /тока/

U₂(t) = U₁(t)  K

СДХ – сквозная динамическая характеристика – зависимость выходного напряжения /тока/ от входной э.д.с. сигнала /тока/, позволяющая оценить нелинейные искажения усилителя

u₂ = f(e_г) или i₂ = f(i₁)

ДХ прямой передачи – динамическая характеристика прямой передачи - зависимость выходного напряжения усилителя от входного

u₂ = f(u₁),

позволяющая оценить нелинейные искажения усилителя и применяемая в случаях, когда входное сопротивление усилителя превышает на несколько порядков сопротивление источника сигнала R_Г.

1.1.4. Основные параметры усилителя

К основным параметрам усилителя относятся:

1.1.4.1 Коэффициент усиления

Коэффициент усиления по напряжению – отношение напряжения полезного сигнала на выходе усилителя к напряжению на входе

K_U = U₂ / U₁

Сквозной коэффициент усиления - отношение напряжения полезного сигнала на выходе усилителя к э.д.с. источника сигнала

K_E = U₂ / E_Г

Коэффициент усиления по току – отношение тока полезного сигнала на выходе усилителя к току на его входе

K_I = I₂ / I₁

Коэффициент усиления по мощности – отношение мощности полезного сигнала на выходе усилителя к мощности на его входе

K_P = P₂ / P₁ = K_UK_E

При анализе часто используют выражение коэффициентов усиления в логарифмических единицах – децибелах /дб/. Коэффициенты усиления в линейных и логарифмических единицах связаны соотношениями:

K_U(дб) = 20 lgK_U

K_E(дб) = 20 lgK_E

K_I(дб) = 20 lgK_I

K_P(дб) = 10 lgK_P