ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСИЛИТЕЛЕЙ
Сумма сведений, характеризующих свойства усилителя, называется его показателями [4, 5]. К ним относятся: - входные и выходные данные; - коэффициент усиления; - коэффициент полезного действия (КПД); - частотные характеристики; - амплитудная характеристика. Рассмотрим подробнее эти показатели. 1. Входные данные — , , , . Источником входных сигналов могут являться источник ЭДС и источник тока. Модель источника ЭДС имеет вид, показанный на рис. 3.1.7.
Рис.3.1.7. Модель источника ЭДС
Для обеспечения нормальной работы усилителя должно стремиться к . Но так как ZГ > 0, то на нем происходит падение напряжения и, следовательно, < ∙ определяется выражением:
= .
Из вышеприведенного выражения следует, что для того, чтобы ≈ , необходимо выполнение условия ZГ << Zвх. На практике допускаются = 0,5 , но недопустимо < 0,2 . Модель источника тока представлена на рис. 1.8. Для данной цепи можно записать:
= . Следовательно, для того чтобы ≈ . необходимо, чтобы ZГ >> Zвх.
Рис.3.1.8. Модель источника тока
2. Выходные данные — , , , , . Выходную цепь можно представить в следующем виде (см. рис. 3.1.9).
Рис. 3.1.9. Модель выходной цепи усилителя
Здесь kUхх — коэффициент усиления усилителя в режиме холостого хода, Zвых — выходное сопротивление усилителя. Для согласования источников сигнала с нагрузкой должны выполняться следующие условия: - для усилителей напряжения Zн >> Zвых, тогда ≈ = kUхх∙ ; - для усилителей тока Zн << Zвых, тогда ≈ ; для усилителей мощности Zн = Zвых, тогда Рн → max . Коэффициенты усиления усилителей. Выделяют следующие коэффициенты усиления: - по мощности kp = ; - по напряжению ; - по току .
В общем случае коэффициент усиления имеет вид
= KU∙ej(φвых - φвх) = KU∙ejφ, где φ = φвых - φвх — фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями или токами. Графически это изображается на комплексной плоскости следующим образом (рис. 3.1.10).
Рис. 3.1.10. Графическое представление сигналов усилителя
Для многокаскадного усилителя, содержащего n каскадов, общий коэффициент усиления определяется выражением
= ∙ ∙∙∙∙∙ = .
Иногда более удобной является логарифмическая шкала представления , единицей которой является децибел, определяемый десятой частью десятичного логарифма отношения мощностей на выходе и входе КР(дБ) = 10lg КР. Для коэффициентов усиления по напряжению и току формулы для перевода относительных величин в логарифмические имеют вид:
КU(дБ) = 10lg КU; Кi(дБ) = 10lg Кi.
При этом коэффициент усиления многокаскадного усилителя в логарифмических единицах будет равен: КU(дБ) = КU1(дБ) + КU2(дБ) + ∙∙∙ + КUn(дБ) = КUi(дБ). 3. Амплитудно-частотные (АЧХ) и фазочастотные (ФЧХ) характеристики. Зависимость модуля коэффициента усиления усилителя от частоты представляет собой амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Фазочастотная характеристика (ФЧХ) отражает зависимость угла сдвига фазы между входным и выходным сигналами от частоты. На рис. 3.1.11 приведено графическое изображение данных характеристик для усилителя переменного напряжения. Амплитудная характеристика. Амплитудная характеристика отображает зависимость установившегося значения выходного сигнала от входною синусоидального сигнала | | = f(| |) на некоторой постоянной частоте (рис. 3.1.12). Рекомендуют снимать такую характеристику на средней частоте f = 1 кГц.
Рис. 3.1.11. АЧХ (а) и ФЧХ (б) RC-усилителя В рабочем диапазоне амплитуд входного сигнала, амплитудная характеристика должна быть линейна (участок аб), а угол ее наклона определяется величиной коэффициента усиления на данной частоте. Минимальный входной сигнал | |min определяется уровнем собственных шумов усилителя, максимальный входной сигнал | |max — переходом на нелинейный участок характеристики, обусловливающий нелинейные искажения за счет уменьшения коэффициента усиления усилителя.
Рис. 3.1.12. Амплитудная характеристика усилителя
Диапазон напряжений входного сигнала, который усиливается без существенных искажений, характеризуют динамическим диапазоном усилителя ДС = | |max/| |min или ДС = | |max/| |min [1].
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (292)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |