ЛЕКЦИЯ 4. Классификация электронных усилителей, их основные характеристики и параметры.

1. Классификация усилителей.

2. Функциональная и структурная схемы усилителя.

3. Коэффициенты передачи усилителя.

4. Характеристики и параметры усилителей.

5. Распределение искажений по каскадам.

Литература: 1. Горбачев Г.Н. Промышленная электроника: Учебник для вузов / Г.Н. Горбачев, Е.Е. Чаплыгин. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- с. 25-44.

1. Классификация усилителей

Электронным усилителем называют устройство, позволяющее повысить мощность входного электрического сигнала за счет энер­гии источника питания усилителя с помощью усилительных элемен­тов (транзисторов, операционных усилителей и т.п.) при заданном уровне искажений.

Классификация усилителей

1. По виду сигналов, для усиления которых предназначен усилитель:

• усилители непрерывных сигналов;

• усилители импульсных сигналов.

2. По способности усиливать постоянные и переменные сигналы:

• усилители постоянного тока ;

• усилители переменного тока.

3. По диапазону частот, на которые рассчитан усилитель:

• усилители низкой частоты ;

• усилители высокой частоты.

4. По соответствию вида амплитудно-частотной характеристики полосе частот рабочего сигнала:

• узкополосные усилители;

• широкополосные.

5. По форме амплитудно-частотной характеристики:

• избирательные или резонансные ;

• апериодические усилители.

6. По усиливаемому электрическому показателю :

• усилители напряжения;

• усилители тока ;

• усилители мощности.

2. Функциональная и структурная схемы усилителя.

Коэффициенты передачи усилителя.

3. Характеристики усилителя. Основные параметры усилителей

К числу основных электрических показателей, характеризующих работу усилителя, относятся следующие:

• коэффициент передачи или коэффициент усиления;

• динамическая и амплитудная характеристики;

• динамический диапазон;

• предельная чувствительность;

• амплитудно-частотная характеристика;

• фазочастотная характеристика;

• амплитудно-фазовая характеристика;

• линейные искажения: оцениваются соответствующими коэффициентами линейных (частотных и фазовых) искажений; нелинейные искажения: оцениваются разнообразными коэффициентами (коэффициент нелинейных искажений коэффициент интермодуляций и т.п.).

Коэффициент передачи или коэффициент усиления

Комплексный коэффициент усиления

(комплексный коэффициент передачи)

,

где и — комплексы действующих значений выходного и входного напряжений соответственно; φ — фазовый сдвиг между входным и выходным напряжением.

Модуль комплексного коэффициент передачи K= называется коэффициентом усиления,

а его зависимость от частоты усиливаемого сигнала — амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ).

Коэффициент усиления, выраженный в логарифмических единицах — децибелах (дБ), определяется как

K, дБ = 20lgK.

Без учета фазового сдвига между входным и выходным напряжением коэффициент усиления в относительных единицах n-каскадного усилителя

или в логарифмических единицах, как

K_UΣ, дБ = K₁, дБ + K₂, дБ + … + K_n, дБ.

Сквозной коэффициент передачи по напряжению, учитывающий коэффициент передачи входной цепи, определяется следующим образом

,

где — комплекс действующего значения ЭДС источника сигнала.

Коэффициент усиления по напряжению, выраженный в децибелах, определится как

,

где R_и — внутреннее сопротивление источника сигнала; R_вх — входное сопротивление усилителя.