Качественные показатели усилителей

Усилители

 

Усилителем называется устройство, предназначенное для повышения (усиления) сигнала по мощности

Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления энергии от источника питания. Таким образом, ни в одном устройстве, которое относят к классу усилителей, в явном виде усиление сигнала не происходит, а имеет место процесс управления. Т.е. входной сигнал ( ~), воздействуя на активные элементы (например, транзистор), определяет, какую долю энергии (мощности) от источника питания передать в нагрузку. И этот процесс управления внешне воспринимается как усиление. При этом мощность, отдаваемая в нагрузку, всегда больше мощности, потребляемой от источника питания.

Таким образом, к усилителям относятся устройства, в которых выполняется условие:

где - коэффициент усиления по мощности;

- мощность, отдаваемая усилителем в нагрузку;

- мощность, потребляемая усилителем от источника входного сигнала.

Усилители, выполненные на лампах, биполярных и полевых транзисторах называются электронными.

Характеристики электронных усилителей

В общем виде любой усилитель может быть представлен в виде четырехполюсника, как это показано на рис. 1.

Рис.1. Представление усилителя в виде четырехполюсника

 

Где - напряжение, развиваемое усилителем в нагрузке;

- эквивалентное сопротивление нагрузки;
- источники постоянного напряжения.

Основной характеристикой усилителя является коэффициент усиления. Коэффициенты усиления по напряжению, току, мощности определяются в виде:

; ;

или в децибелах:

; ; .

Качественные показатели усилителей

Усилитель должен усиливать сигнал, не изменяя его формы. То есть в идеальном усилителе точно повторяются все изменения напряжения (или тока). При этом допускается некоторый сдвиг сигнала по времени (фазовый сдвиг).

Отклонения форм выходного от входного сигналов называются искажениями. Существуют два вида искажений: нелинейные и линейные. Они являются качественными показателями усилителя.

 

 

Причины появления:

- линейных (или частотных): наличие реактивных элементов в схеме и зависимость параметров транзистора от частоты;

- нелинейных: нелинейность вольт-амперных характеристик транзисторов.

Кроме искажений усилитель имеет следующие характеристики:

- амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – – зависимость амплитуды выходного сигнала (или – модуля коэффициента усиления по напряжению) от частоты входного сигнала;

- амплитудная характеристика (АХ) – – это зависимость амплитуды выходного от амплитуды входного.