Частотная и фазовая характеристики усилителя

Необходимость в нем определяется при согласовании высокоомного

Коэффициент усиления

Классификация электронных усилителей

Основные определения и понятия усилительной техники

Давайте введем понятие усилителя. Под усилением понимаем процесс увеличения уровня сигнала, сопровождаемый увеличением мощности. Устройства, которые выполняют этот процесс наз. усилителями. Таким образом, увеличение напряжения на вторичной обмотке трансформатора не есть процесс усиления, ибо мощность трансформатора не меняется.

Усиление не должно происходить с искажением сигнала.

Искажение – это любое изменение формы выходного сигнала по отношению к входному в процессе усиления.

Любой электронный усилитель-это электрическая цепь, содержащая электронные приборы, поэтому она называется электронной цепью. В такой цепи происходит преобразование энергии источника питания в энергию выходную на нагрузке. При этом, если преобразование происходит непрерывно, то цепь называется цепью непрерывного действия. Если преобразование энергии происходит в дискретные промежутки времени, то цепь будет импульсного действия.

Хотя в усилителях происходит усиление мощности, они на практике разделяются на усилители напряжения, тока, мощности.

Усилители делятся на:

Усилители низкой частоты (предел частот до 20кГц)

Усилители высокой частоты.

Импульсные усилители.

Усилители постоянного тока.

Таким образом, усилители отличаются друг от друга не только назначением, но и схемным решением. Однако есть параметры, которые позволяют проводить сравнения различных усилителей, а значит рассматривать их технические возможности.

В зависимости от назначения усилители различаются по коэффициентам усиления по напряжению, току, мощности.

- коэффициент усиления по напряжению это отношение выходного напряжения к входному. Так как в процессе усиления происходит не только увеличение сигнала, но и сдвиг по фазе, то в общем случае эта величина является комплексной.

- коэффициент усиления по току это отношение выходного тока к входному.

источника питания и низкоомной нагрузки.

- коэффициент усиления по мощности это произведение коэффициентов усиления по току и напряжению

-

- К- модуль коэффициента усиления.

- φ вносимый фазовый сдвиг,

- U_вых- амплитуда выходного сигнала

- U_вх- амплитуда входного сигнала.

Однако на практике используют выражение

При многокаскадном построении усилителя его коэффициент усиления состоит из произведения всех коэффициентов усиления отдельный элементов. Как правило, коэффициенты усиления могут выражаться в децибелах. Необходимо отметить, что модуль и аргумент коэффициента усиления зависит от параметров схемы и частоты. Как правило, зависимость коэффициента усиления от частоты представляется двумя кривыми K=f(ω), -амплитудно-частотная характеристика, γ=f(ω)- фазо-частотная характеристика.

Типовая частотная характеристика усилителя с резисторно-емкостной связью между каскадами имеет вид.

Рис. 2.1.

Как видно из рисунка коэффициент усиления при увеличении частоты вначале растет, а затем спадает до нуля. Частота ω₀ при которой коэффициент усиления принимает МАХ значение наз. квазирезонансной частотой. Однако К незначительно отличается от К₀ в широком диапазоне изменения частоты, слева и справа и эта область наз. областью средних частот. За пределами этой области располагаются области высокой и низкой частот, которые ограничивают допустимые уменьшения значения коэффициента усиления. Диапазон частот между ω_н и ω_в наз. рабочий диапазон усилителя. Считается допустимым уменьшение коэффициента усиления по мощности до 50%, что соответствует снижению коэффициента усиления по напряжению в 0,707 раз.