Усилитель электрических сигналов - это электронное устройство, предназначенное для увеличения мощности, напряжения или тока сигнала, подведенного к его входу, без существенного искажения его формы.
Обобщенную структурную схему усилительного устройства можно изобразить так:
Простейший усилитель содержит один усилительный элемент. В большинстве случаев одного элемента недостаточно и в усилителе применяют несколько активных элементов, которые соединяют по ступенчатой схеме: колебания, усиленные первым элементом, поступают на вход второго, затем третьего и т. д. Часть усилителя, составляющая одну ступень усиления, называется каскадом.
Входной каскад и предварительный усилитель предназначены для усиления сигнала до значения, необходимого для подачи на вход усилителя мощности (выходного каскада).
Выходной каскад (каскад усиления мощности) предназначен для отдачи в нагрузку заданной мощности сигнала при минимальных искажениях его формы и максимальном КПД.
Источниками усиливаемых сигналов могут быть микрофоны, считывающие головки магнитных и лазерных накопителей информации, различные преобразователи неэлектрических параметров в электрические.
Нагрузкой являются громкоговорители, электрические двигатели, сигнальные лампы, нагреватели и т. д.
Источники питания вырабатывают энергию с заданными параметрами — номинальными значениями напряжений, токов и мощности.
Показатели работы усилителей.
К показателям работы усилителей относятся входные и выходные данные, коэффициент усиления, диапазон частот, коэффициент искажений, КПД и другие параметры, Характеризующие его качественные и эксплуатационные свойства.
К входным данным относятся номинальное значение входного сигнала (напряжения Uвх=U1, тока Iвх=I1 или мощности Pвх=P1), входное сопротивление, входная емкость или индуктивность; ими определяется пригодность усилителя для конкретных практических применений.
Выходные данные — это номинальные значения выходного напряжения Uвых=U2, тока Iвых=I2, выходной мощности Pвых=P2 и выходного сопротивления. Выходное сопротивление должно быть значительно меньшим, чем сопротивление нагрузки. И входное и выходное сопротивления могут быть активными или иметь реактивную составляющую (индуктивную или емкостную).
Коэффициентом усиления называется отношение выходного параметра ко входному. Различают коэффициенты усиления по напряжению Ku=U2/U1, по току Ki=I2/I1 и мощности Kp=P2/P1.
Режимы работы уси лителей.
Современная классификация режимов работы усилителей достаточно запутана. Традиционно классы усилителей различались по положению рабочей точки на статических характеристиках усилительного прибора. Позднее добавили классификацию усилителей по режиму работы: ключевой и токовый режимы работы. Наиболее распространенная классификация
В зависимости от положения рабочей точки на характеристике прямой передачи усилительного прибора и формирования тока коллектора (анода, стока) различают следующие виды аналоговых (токовых) режимов:
- усилитель класса A — рабочая точка выбирается в середине линейного участка статической характеристики
- усилитель класса B — рабочая точка выбирается в начале линейного участка статической характеристики
- усилитель класса C — рабочая точка выбирается ниже начала линейного участка статической характеристики (усиление только ЧМ сигналов)
Особенности усиления сигнала в усилителях этих классов иллюстрируются рисунком. На этом рисунке приведены временные диаграммы выходного тока транзистора в зависимости от положения рабочей точки при поступлении на вход синусоидального сигнала. Как видно из этих временных диаграмм, усилители классов B и C обладают значительной нелинейностью и для ее устранения приходится применять специальные меры, такие как фильтрация выходного сигнала или применение двухтактных схем.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 793.
