Усилители

Полупроводниковые устройства

Классификация и основные характеристики:

Электрический усилитель – это: устройство построенное на полупроводниковых управляющих элементах и обеспечивающее совместно с источником питания усиление мощности входных сигналов.

	Рис. 5.1. Схема электрического усилителя

Еи и Rн – ЭДС и сопротивление источника сигнала.

ИП – источник питания.

Rн – сопротивление нагрузки.

Говоря об усилении сигнала нельзя рассматривать это как непосредственное преобразование мощности входного сигнала в мощный выходной, можно говорить только о том что маломощный входной сигнал, воздействуя на элементы усилителя управляет потреблением энергии в нагрузку от источника питания значительно большей мощности.

- потребление

коэффициент усиления

По назначению различают: усилители напряжения и мощности. Для усилителей напряжения характерно: входное сопротивление во много раз больше выходного сопротивления источника сигнала, а выходное сопротивление во много раз меньше сопротивления нагрузки.

Для усилителей тока характерно: входное сопротивление во много раз меньше входного источника сигнала. Выходное сопротивление во много раз больше сопротивления нагрузки. Для усилителей мощности характерно равенство сопротивления нагрузки выходному сопротивлению.

По форме усиливаемых сигналов различают: усилители гармонического сигнала и импульсные усилители, по характеру изменения во времени усиливаемого сигнала различают усилители постоянного и переменного тока. По ширине полосы пропускания различают:

1) избирательные усилители для них характерно отношение:

, где верхние и нижние частоты пропускания

1) широкополосные

Основные характеристики:

1. входное выходное сопротивление

Входное сопротивление – это сопротивление между входными зажимами усилителя, выходное сопротивление измеряется при отключенной нагрузке и при нулевом входном сигнале.

2. коэффициент усиления, т.к входной и выходной сигнал отличаются не только по амплитуде, но и по фазе, коэффициент усиления в общем случае, это комплексная величина.

Различают коэффициент усиления по напряжению, по току и по мощности. Для многокаскадных усилителей общий коэффициент = произведению коэффициентов усиления каскадов.

Часто применяют выражения для коэффициента усиления не в относительных единицах, а в дБ.

3. Частотная характеристика усилителя выражает зависимость коэффициента усиления от частоты входного сигнала:

	Рис. 5.2. Частотная характеристика усилителя

Из характеристики видно, что усилитель вносит в усиливаемый сигнал дополнительные искажения, которые обусловлены наличием реактивных элементов: индуктивности, ёмкости, которые имеют частотно зависимые сопротивления.

Частотное искажение характеризуется коэффициентом искажений

. На частоте реактивные составляющие взаимно компенсируются.

4. Фазовая характеристика усилителя представляет зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным сигналом от частоты.

Выходной сигнал усилителя является следствием входного и поэтому всегда по времени отстаёт от него.

	Рис. 5.3. Фазовая характеристика усилителя

Искажения усилителей вызванные наличием реактивных элементов, которые являются линейными элементами, называются линейными искажениями.

5. Амплитудная характеристика усилителя представляет зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного при постоянной частоте.

При малых входных сигналах напряжение на выходе определяется уровнем собственных шумов и помехами. Причём помехи являются пульсацией напряжения.

	Рис. 5.4. Амплитудная характеристика усилителя

При больших уровнях входного сигнала, пропорциональность между входным и выходным напряжением нарушается из-за наличия нелинейности во входных и выходных характеристиках транзисторов.

Искажение усиливаемого сигнала связанного с нелинейностью входных и выходных характеристик называется нелинейными искажениями.

Динамическим диапазоном усилителя называется область линейного усиления.

Дата добавления: 2014-01-07