Усилительный элемент вместе с элементами, обеспечивающими режим работы усилителя и связь с источником сигнала и нагрузкой называют усилительным каскадом или каскадом,

Принцип усиления, рассмотрим на примере однокаскадного усилителя, простейшая схема которого приведена на рисунке 1.2.

Основными элементами каскада являются усилительный элемент (УЭ) и резистор R_н, выполняющий роль нагрузки. Совместно с источ­ником электропитания Е эти элементы образуют выходную цепь каска­да. Усиливаемый сигнал U_вх подается на вход каскада, а усиленный U_вых снимается с выхода или с резистора нагрузки R_н.

Усиление — это преобразование энергии постоянного напряжения в энергию переменного напряжения вследствие изменения сопротив­ления усилительного элемента, вызываемого изменением параметров входного сигнала.

Усилительный каскад представляет собой электрическую цепь, состоящую из источника электропитания Е, нагруженного двумя

соп­ротивлениями. Одно из них - постоянное (в данном случае это резис­тор нагрузки R_н). Другое - переменное (это внутреннее сопротивление R_вн усилительного элемента УЭ). Так как для электропитания уси­лителя используется источник постоянного напряжения, то ток в вы­ходной цепи от источника электропитания протекает в одном направ­лении: от +Е, ┴, через усилительный элемент, резистор нагрузки R_н к -Е. Значение этого тока определяется сопротивлениями (R_н и R_вн).

I_н =E / (R_н +R_вн). (1.1)

.

Под действием подаваемого на вход переменного напряжения сиг­нала значение сопротивления R_вн усиливаемого элемента изменяется. В результате этого изменяется значения тока в выходной цепи, хотя он и остается однонаправленным. Можно принять, что изменяющийся по значению ток выходной цепи имеет постоянную I_о и переменную составляющие I_m. Переменная составляющая выходного тока является по­лезной. Протекая через резистор нагрузки R_н, переменная составля­ющая I_вых создаёт на нём переменное падение напряжения U_вых происходит процесс преобразования тока в напряжение.

Так как сопротивление резистора нагрузки большое по величине, то и падение напряжения на нём большое на величине (значительно больше напряжения входного сигнала). Это выделяющееся на резисторе нагрузки R_н переменное напря­жение и является усиленным, т.е. выходным U_вых. Мощность сиг­нала на выходе усиливаемого каскада также будет больше мощности сигнала на входе (она увеличивается за счёт энергии источника элек­тропитания). Мощность на выходе усилителя фактически является частью мощности источника электропитания, преобразованной в переменную мощность усиливаемого сигнала.

Дата добавления: 2014-01-07