2.3 Показатели качества усилителя

Основными показателями качества усилителя являются:

1. Входные и выходные параметры

2. Коэффициенты усиления

3. Линейные искажения

4. Нелинейные искажения

5. Динамический диапазон

6. Уровень собственных шумов

2.3.1. Входные и выходные параметры

К входным параметрам усилителя относятся:

• ЭДС источника сигнала;

• внутреннее сопротивление источника сигнала;

• входной ток;

• входное напряжение;

• входная мощность;

• входное сопротивление.

Связь между этими параметрами выражается следующими формулами:

(1)

Коэффициент “1/2” присутствует в формулах (1), т.к. речь идет об амплитудных значениях входного тока и входного напряжения, которые связаны с действующими значениями следующим образом:

;

К выходным параметрам усилителя относятся:

• выходной ток;

• выходное напряжение;

• выходная мощность;

• выходное сопротивление;

• сопротивление нагрузки.

Входное сопротивление идеального усилителя равно бесконечности.

При этом весь входной сигнал от источника сигнала поступает на вход усилителя (нет потерь на внутреннем сопротивлении источника сигнала).

Выходное сопротивление идеального усилителя равно нулю.

При этом весь выходной сигнал отдается усилителем в нагрузку (нет потерь на выходном сопротивлении усилителя).

Если выполняется условие: , то говорят: «Усилитель работает в режиме согласования». Для режима согласования справедливо:

2.3.2 Коэффициенты усиления

Коэффициенты усиления показывают, во сколько раз сигнал на выходе усилителя больше сигнала на входе.

Существуют 3 вида коэффициентов усиления.

1. Коэффициент усиления по мощности: [раз] или [дБ].

Откуда взялось последнее выражение? Человеческое ухо устроено так, что при изменении мощности звуковых колебаний от до громкость изменяется пропорционально выражению . Это выражение получило название 1Белл (в честь изобретателя телефона Белла). Но 1Б слишком крупная величина, пользуются более мелкой – 1дБ (1Б=10дБ).

2. Коэффициент усиления по току: [раз] или [дБ].

Т.к. , то при логарифмировании квадрат выносится за знак логарифма и получается множитель “20”.

3. Коэффициент усиления по напряжению: [раз] или

[дБ].

Легко доказать справедливость выражения:

()

Для многокаскадного усилителя: [раз], где

- коэффициент усиления первого каскада; - коэффициент усиления второго каскада и т.д.

[дБ].

2.3.3 Задачи

Определить коэффициент усиления по току усилителя, если , коэффициент усиления по напряжению , сопротивление нагрузки

Решение:

; ; ;

;

Определить коэффициент усиления по мощности усилителя, если коэффициент усиления по напряжению , а отношение сопротивлений . Решение:

Определить амплитуду выходного напряжения усилителя, если коэффициент усиления по напряжению , входная мощность и входное сопротивление

Решение:

;

;

;