Основные технические характеристики усилителей.

Коэффициент усиления в соответствии с видом усиливаемой величины называют коэффициентом усиления по напряжению, току или мощности. Коэффициент усиления показывает, во сколько раз напряжение (ток, мощность) на выходе усилителя больше, чем на входе, и обозначается соответственно К_U (К_I, К_P). Так, коэффициент усиления по напряжению , (обычно К_U обозначают просто К).

Для многокаскадного усилителя, структурная схема которого приведена на рис., общий коэффициент усиления , где /( К₁ К₂,...,Кn— коэффициент усиления соответствующих каскадов.

Коэффициенты усиления часто выражают в логарифмических единицах — децибелах (1 дБ=0,1 Б

Рис №7.Структурная схема 3-х каскадного усилителя

Коэффициент усиления, выраженный в децибелах,

Общий коэффициент усиления трехкаскадного усилителя в логарифмических единицах будет

В тех случаях, когда в децибелах необходимо определить усиление по мощности, применяют формулу где -числовой множитель 20 появляется потому, что мощность пропорциональна квадрату напряжения.

Выходная мощность — это мощность, которая развивается на выходном нагрузочном сопротивлении усилителя:

Обычно используют значения номинальной выходной мощности — наибольшей мощности, развиваем в нагрузке, при которой искажения не превыше заданных значений.

Коэффициент полезного действия определяется отношением полезной выходной мощности к мощности, потребляемой всеми источниками питания:

Частотные искажения — это искажения, вызванные различной степенью усиления на различных частотах из-за присутствия в схемах усилителей реактивных элементов (индуктивных катушек и конденсаторов).

Фазовые искажения—это искажения, вызванные нелинейной зависимостью сдвига фазы между входным и выходным напряжениями усилителя от частоты. Причиной этих искажений является присутствие реактивных элементов в схемах усилителя. (ухо человека их не замечает, а глаз видит, т.к. изображение «двоится» - отсюда в УЗЧ их не учитывают, а в видиоусилителях с ними борются).

Нелинейные искажения возникают из-за нелинейности вольтамперных характеристик усилительных элементов (электронных ламп, транзисторов) и проявляются в искажении формы усиливаемого сигнала.

Сравнительные характеристики по пределам усиления разных частот дает АЧХ усилителя

На рис. 8а частотные характеристики основных типов усилителей:

1)электротехнических или гальванометрических, применяющихся для усиления малых сигналов и постоянных или медленно меняющихся токов в измерительных приборах и обработки сигналов от датчиков;

2) широкополосных применяющихся в качестве предварительных и обеспечивающих ограничение «шума» сигналов, например, видиоусилители;

3) резонансных или селективных, предназначенных для усиления отдельных частот в устройствах обработки информации;

4) усилители звукового диапазона частот (УНЧ) , предназначенные для усиления звуковых колебаний.

На рис. 8б дана амплитудно-частотная характеристика усилителя. График отражает особенность реальных усилителей неравномерно усиливать сигналы разных частот (левый и правый завалы графика). Отсюда характеристикой усилителя является ширина полосы пропускания Δw = w_в – w_н, где w_в и w_н – верхняя и нижняя граничные частоты

Усилители постоянного тока

Современные усилители в интегральном исполнении применяют непосредственную связь между каскадами. Такие усилители могут усиливать сколь угодно медленно из- меняющиеся сигналы и даже сигналы постоянного тока и поэтому получил' название усилителей постоянного тока.

Современные усилители постоянного тока усиливают сигналы в очень широком спектре частот и относятся к разряду широкополосных усилителей