Електричних сигналів
Електронний пристрій, що забезпечує збільшення потужності електричних сигналів з мінімальними спотвореннями їх форми, називається підсилювачем електричних сигналів. Підсилювачі складаються з радіокомпонент, хоч один з яких повинен бути активним. Підсилення забезпечується за допомогою керування розподілом енергії джерела напруги живлення. Тому підсилювач необхідно обов'язково підключати до джерела електричної енергії.
Розвиток підсилювачів тісно пов'язаний зі створенням та вдосконаленням активних електронних приладів, здатних підвищувати потужність сигналу. У 1904 р. англійський вчений Д. Флемінг розробив електровакуумний діод, на базі якого був створений випрямляч, що став джерелом живлення. У 1907 р, американський інженер Лі де Форест сконструював ламповий тріод, на базі якого у 1908 р. створений перший ефективний електронний підсилювач. Перший напівпровідниковий підсилювач був створений радянським вченим О.В.Лосєвим у 1922р. на базі кристалічного діода.
Електронні підсилювачі — це пристрої, які збільшують потужність електричних сигналів за рахунок споживання енергії постійного струму.
Вони є одними з основних структурних елементів апаратури в області радіотехніки, електроавтоматики, телемеханіки, радіолокації й ін. Сигнали, одержувані від мікрофонів, датчиків і інших джерел вхідного сигналу, звичайно малопотужні (від 1 до 100 мв). Підсилювачі повинні збільшити цю потужність до значення (декількох вольтів), зручного для застосування.
У підсилювачах використовують здатність активних електронних елементів (транзисторів, ламп і ін.) до посилення.
При подачі на вхід підсилювача слабких сигналів Uвх у вихідному ланцюзі проходять струми, що створюють на опорі навантаження перепад напруги Uвых>Uвх Потужність вихідного сигналу зростає в порівнянні з потужністю вхідного сигналу.
Структурна схема в загальному вигляді.
Рис. 2.1. Структурна схема підсилювача електричних сигналів
Вхідний та вихідний опори визначаються відношенням напруги до струму:
- вхідний Zвx = Uвx/Івx
- вихідний опір Zвux = Uвux.x.x/ Івих.к.з.
Якщо вихідний опір підсилювача значно менший за вхідний, то забезпечується підсилення за струмом. Якщо вихідний опір підсилювача значно більший за вхідний, то забезпечується підсилення за напругою. Загалом, підсилювач може забезпечувати підсилення як за струмом, так і за напругою.
Принцип дії підсилювача базується на перетворенні енергії джерела живлення в енергію сигналу. Основну функцію перетворювача енергії в підсилювачі виконує активний підсилювальний елемент, здатний з невеликою вхідною енергією керувати значно більшою енергією джерела живлення.
Класифікація підсилювачів
1. По характеру підсилювальних сигналів:
1.1. гармонійні (тільки синусоїдальні);
1.2. імпульсні (тільки імпульсний сигнал);
1.3. постійного струму (для частот близьких до нуля герц);
1.4. радіотехнічні (змінного струму);
1.5. низькочастотні (НЧ) від 10 до 100 тисяч Гц.;
1.6. проміжно-частотні від 465 кГЦ до 10,7 Мгц;
1.7. високочастотні (ВЧ) для радіочастот з частотою від 1000 кГц і вище;
1.8. широкосмугові (застосовуються у вимірювальній техніці і осцилографах). Вони підсилюють в широкій смузі частот від 0додекількох Мгц;
1.9. вибіркові або селективні (підсилюють сигнал у вузькому діапазоні частот).
2. Залежно від типу перетворення сигналу:
2.1. прямого посилення (у них сигнал посилюється без перетворення по частоті);
2.2. підсилювачі з перетворенням частоти.
3. Залежно від призначення:
3.1. вимірювальні підсилювачі;
3.2. телевізійні підсилювачі;
3.3. антенні підсилювачі.
4. Залежно від типу підсилювальних елементів:
4.1. транзисторні;
4.2. лампові;
4.3. комбіновані.
5. По кількості підсилювальних каскадів:
5.1. однокаскадні;
5.2. багатокаскадні.
