Для входной цепи усилителя с источником напряжения можно записать:
(1.1)
При условии, что потери мощности входного сигнала на собственном внутреннем сопротивлении будут незначительными и В этом случае говорят, что усилитель имеет «потенциальный вход», т. е. усилитель почти не изменяет потенциал источника входного сигнала.
Если, наоборот, то на небольшом входном сопротивлении усилителя будет присутствовать лишь малая доля ЭДС входного сигнала.
Для входной цепи усилителя с источником тока
(1.2)
При условии, что почти весь ток источника входного сигнала будет ответвляться во входное сопротивление усилителя и . В этом случае говорят, что усилитель имеет «токовый вход».
Таким образом, при большом входном сопротивлении усилителя управление усилителем целесообразно осуществлять при помощи источника напряжения, а при малом – при помощи источника тока.
Выходную цепь усилителя также можно представить либо в виде источника напряжения (рис. 1.3, а), либо в виде источника тока (рис. 1.3, б), имеющих внутреннее сопротивление . Наличие выходных источников напряжения или тока отражает усилительные свойства усилителей, характеризуемых в первом случае коэффициентом усиления по напряжению , а во втором – по току .
При условии, если то в схеме усилителя с источником напряжения (рис. 1.3, а) в нагрузку передаётся максимальная часть ЭДС источника , и лишь малая доля падает на его внутреннем сопротивлении Усилитель называется усилителем напряжения.
Если то в схеме с источником тока (рис. 1.3, б), через сопротивление нагрузки протекает большая часть тока и меньшая часть замыкается через его выходное сопротивление , усилитель называется усилителем тока.
Таким образом, при малом выходном сопротивлении усилителя в нагрузку передается максимальное напряжение, а при большом – максимальный ток. При этом в обоих случаях мощность, передаваемая от усилителя в нагрузку, не будет максимальной. Для передачи максимальной мощности от усилителя в нагрузку требуется согласование выходного сопротивления усилителя с сопротивлением нагрузки. Для вывода условия согласования запишем выражение для определения мощности выходного сигнала на нагрузке усилителя по схеме рис 1.3, а:
(1.3)
Продифференцировав полученное выражение и приравняв производную к нулю ( ), получаем условие согласования:
. (1.4)
Таким образом, для передачи в нагрузку максимального значения напряжения, тока или мощности необходимо обеспечить выполнение следующих соотношений, соответственно:
В зависимости от скорости изменения или диапазона частот входных сигналов применяются различные типы усилителей:
· постоянного тока – от 0 до десятков Гц;
· низкой частоты – десятки Гц – десятки кГц;
· высокой частоты – сотни кГц – сотни МГц;
· импульсные или широкополосные – десятки Гц – сотни МГц;
· узкополосные или избирательные.
Если один усилительный каскад не обеспечивает заданное значение коэффициента усиления, то применяют последовательное соединение каскадов. При этом в качестве нагрузки первого усилительного каскада используется входная цепь второго усилительного каскада, выход которого подключается ко входу третьего усилительного каскада и т. д. Такой усилитель, состоящий из нескольких ступеней усиления, называют многокаскадным.
Таким образом, по структуре различают одно- и многокаскадные усилители, а по способу соединения (связи) каскадов – усилители с конденсаторной, трансформаторной, резистивной и непосредственной связями.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 205.