Основні характеристики підсилювачів

1. Коефіцієнт підсилення.

Коефіцієнт підсилення показує, у скількох разів вихідний сигнал більше вхідного, він визначається як відношенням напруги, струму або потужності на вході підсилювача до напруги, струму або потужності на виході підсилювача.

Відповідно до призначення підсилювача, розрізняють:

- коефіцієнт підсилення за струмом: ;

- коефіцієнт підсилення за напругою: ;

- коефіцієнт підсилення за потужністю: .

Коефіцієнти підсилення за струмом та напругою в загальному випадку величини комплексні, які характеризуються модулем та фазовим зміщенням.

Для оцінки модуля коефіцієнта підсилення часто використовують логарифмічні одиниці - децибели [dБ] у зв’язку з тим, що органи слуху людини сприймають зміну гучності за логарифмічним законом

Кр_dБ =10lgKp=10lg(Pвих/Рвх)= 10lg[(U²_вих/R_вих)/(U²_вх/R_вх)]= 10lg(U_вих| U_вх) ²=20lg(U_вих| U_вх)=20lgKu,

при умові що Rвх=Rвих

Кu_dБ=20 lgKu; Кi_dБ=20 lgKi,

тоді Кu_dБ=10^КudБ/20

2. Коефіцієнт корисної дії (ККД) підсилювача, показує, яка частка спожитої електричної енергії використовується корисно (на формування вихідного сигналу).

.

3. Частотна, фазова і перехідна характеристики.

Частотна характеристика являє собою залежність модуля коефіцієнта підсилення від частоти. Оскільки модуль коефіцієнта підсилення на різних частотах має різні значення, то це означає що гармонійні складові складного сигналу підсилюються неоднаковою мірою, тобто відбувається зміна форми сигналу, такі спотворення називаються частотними. Причиною частотних спотворень є реактивні елементи підсилювача.

Частотні спотворення оцінюються коефіцієнтом частотних спотворень . Для багатокаскадного підсилювача: , де - це коефіцієнт підсилення на певний усталеній частоті.

Зазвичай коефіцієнт частотних спотворень визначають на граничних частотах смуги пропускання, для ідеального підсилювача М=1.

Фазова характеристика відображає залежність кута зсуву фази між вхідною і вихідною напругами.

Перехідна характеристика.

Визначається при впливі на вхід підсилювача одиничного стрибка напруги.

До основних параметрів перехідних характеристик відносяться:

- час запізнення фронту вихідного сигналу.

- час наростання вихідної напруги.

- спад вершини імпульсу.

Спотворення – це відхилення форми вихідного сигналу від форми вхідного сигналу. Наявність в підсилювачі реактивних опорів, залежних від частоти приводить до зміни форми сигналу на виході. Це відбувається по двох причинах:

1. гармонійні складові основного сигналу посилюються не однаково, тобто коефіцієнт посилення має різні значення на різних частотах;

2. гармонійні складові вхідного сигналу, тобто синусоїдальні при посиленні зсовуються на різні відрізки часу, тобто фазові зсуви, що вносяться підсилювачем, змінюють взаємне розташування у вихідному сигналі.

 

4. Динамічний діапазон і амплітудна характеристики підсилювачів.

Амплітудна характеристика – це залежність вихідної напруги від вхідного сигналу. Характеристика має наступний вигляд (масштаб може бути лінійним або логарифмічним)

Рис.2. Амплітудна характеристика підсилювача

U_ш – напруга шумів, U_{вх раб} - робоча область вхідного сигналу.

 

 

5. Динамічний діапазон.

Динамічний діапазон - це максимально допустимого значення вхідного сигналу U вх.мах до його найменшого допустимого значення U вх..міп, при яких ще зберігаються параметри пристрою. .

Значення динамічного діапазону може лежати від 10 до 100 і більше децибел.

Сторінка 129 сканувати, 130. 131, звор. звязки

 

До усіх видів підсилювачів пред'являють наступні основні вимоги:

- вихідна потужність повинна бути більше вхідної;

- вхідний і вихідний сигнали повинні мати подібну форму, тобто осцилограми сигналів повинні відрізнятися тільки амплітудою;

- коефіцієнт підсилення не повинний залежати від частоти й амплітуди вхідного сигналу.

 

Питання для самоконтролю: