Классификация усилителей

Преподаватель: Кузьменко Т.И.

Задание: Письменные ответы на контрольные вопросы лекции прислать по адресу: kitdistergo@meil.ua (Дисциплина, Тема лекции группа, фамилия, имя студента. Например: ОП.02 Электротехника и электроника. УсилителиТЭЭО-18, Апенин А).

Сроки выполнения: до08.05.2020г

Задания для дистанционного обучения будут выдаваться в день проведения занятия, согласно расписания и подмен по адресу:https://3320.nubex.ru/ и https://vk.com/tupa_chilem

Лекция

Тема: Усилители

Цель: Ознакомиться с классификацией, принципом действия, основными параметрами и показателями усилителей на транзисторах.

План

1. Общие сведения

2. Классификация усилителей

3. Принцип действия усилителя на транзисторе

4. Структурная схема усилителя

5. Основные технические характеристики усилителей

 

Мотивация: Полученные знанияпозволяютуспешноусвоитьтакиемеждисциплинарные курсы как МДК.01.01. «Электрические машины и аппараты», МДК.01.02. «Основы технической эксплуатации и обслуживания электрического и электромеханического оборудования», МДК.01.03. «Электрическое и электромеханическое оборудование»,МДК.01.04. «Техническое регулирование и контроль качества электрического и электромеханического оборудования», МДК.02.01.«Типовые технологические процессы обслуживания бытовых машин и приборов», а также необходимы для приобретения необходимых знаний и умений в будущей профессии.

 

 

Общие сведения

В промышленной электронике очень часто возникает необходимость в усилении электрических сигналов, например, при измерениях неэлектрических величин электрическими методами, контроле и автоматизации технологических процессов. Для решения этих задач используют электронные усилители.

Усилители – устройства, которые служат для усиления напряжения, тока или мощности слабых электрических сигналов.

Усиление маломощного входного сигнала достигается за счет использования энергии внешнего источника питания значительно большей мощности.

В настоящее время в усилителях вместо электронных ламп широко применяют транзисторы.

Классификация усилителей

Усилители могут быть классифицированы по ряду признаков:

- по роду усилительных элементов (ламповые, транзисторные, на туннельных диодах, на параметрических диодах);

- по роду усиливаемой величины (усилители напряжения, тока и мощности);

- по числу каскадов (одно, двух и многокаскадные);

- по диапазону частот усиливаемых сигналов, в котором усилитель обеспечивает нормальную работу (усилители низкой частоты, усилители постоянного тока, избирательные усилители, импульсные или широкополосные усилители).

Усилители низкой частоты (УНЧ), которые служат для усиления непрерывных периодических сигналов в диапазоне низких частот (от десятков герц до десятков килогерц). Особенностью УНЧ является то, что отношение верхней усиливаемой частоты fвк нижней fн велико и имеет значение от нескольких сотен до нескольких тысяч.

 Усилители постоянного тока (УПТ) предназначены для усиления медленно меняющихся напряжений и токов в диапазоне частот от нуля до некоторой наибольшей частоты. УПТ широко применяются в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Избирательные усилители, характеризующие небольшими значениями отношения верхней и нижней частот (1 <fв /fн ≤ 1,1). Как правило, это усилители высокой частоты (УВЧ). Импульсные или широкополосные усилители работают в диапазоне от нескольких килогерц до нескольких десятков мегагерц и исполь-зуются в устройствах импульсной связи, радиолокации и телевидения.
Принцип действия усилителя на транзисторе

Ранее упоминалось, что электронные усилители подразделяются на усилители напряжения, тока и мощности, хотя все они по существу являются усилителями мощности, а соответствующее название определяется по наибольшей выраженности в нагрузке той или иной электрической величины: напряжения, тока или мощности.

Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления энергии от источника питания. Активными элементами в усилителях чаще всего являются транзисторы; такие усилители принято называть полупроводниковыми, или транзисторными. В любом усилителе входной сигнал управляет передачей энергии источника питания в нагрузку.

Рис.1 Каскад с емкостными связями

Принцип действия усилителя на биполярном транзисторе удобно пояснить с помощью схемы, приведенной на рис.1. Основой усилителя являются два элемента: резистор R и управляемый активный элемент (АЭ) – транзистор, сопротивление которого изменяется под действием входного сигнала U_вх. За счет изменения сопротивления АЭ изменяется ток, протекающий от источника питания с напряжением E_п в цепи резистора R и АЭ. В результате будут меняться падение напряжения на резисторе, а следовательно, и выходное напряжение U_вых. Здесь процесс усиления основан на преобразовании энергии источника питания E_п в энергию выходного напряжения.