Структурная схема усилителя

Рассмотрим структурную схему усилительного каскада, приведенную на рис.2. Усилитель представлен как активный четырехполюсник. Источник входного сигнала показан в виде генератора напряжения E_r, имеющего внутреннее сопротивление R_r. На выходе усилителя включен резистор нагрузки R_н. Ни генератор E_r, ни нагрузка не являются частями усилительного каскада, но довольно часто играют значительную роль в его работе. Усилитель на рис.2 представляется своими входным R_вх и выходным R_вых сопротивлениями.

Рис. 2 Структурная схема усилительного каскада

По роду усиливаемой величины различают усилители напряжения, тока и мощности. Удобно подразделять усилители по соотношению величин R_вх и R_r. Если в усилителе R_вх >> R_r, то он является усилителем напряжения. В усилителе тока R_вх << R_r, т.е. имеет место токовый вход. В усилителе мощности вход согласован с источником входного сигнала, т.е. R_вх = R_r.

По соотношению между величинами R_вых и R_н усилители также можно разделить на усилители напряжения (R_вых <<R_н), тока с токовым выходом (R_вых >>R_н) и мощности, которые работают на согласованную нагрузку (R_вых = R_н).

Как правило, усилитель состоит из нескольких усилительных каскадов (рис.3). Первый каскад называется входным, а последний – выходным, или оконечным. Входной каскад осуществляет согласование усилителя с источником входного сигнала, поэтому усилитель напряжения должен иметь большое входное сопротивление. Кроме того, крайне желательно, чтобы входной каскад имел минимальный коэффициент шума.

Рис.3 Структурная схема усилителя

Выходной каскад многокаскадного усилителя чаще всего является усилителем мощности и призван работать на низкоомную нагрузку. Поэтому требуется, чтобы выходной каскад имел большую допустимую мощность, малое выходное сопротивление, высокий коэффициент полезного действия и малый коэффициент гармоник. Промежуточные каскады необходимы для обеспечения заданного усиления, т.е. основным их параметром является коэффициент усиления (по напряжению).

Соединение каскадов между собой в многокаскадном усилителе может быть осуществлено различными способами. Один из широко распространенных способов для усилителей переменного тока или напряжения реализуется с помощью разделительных емкостей. Такой усилитель называется усилителем с емкостной связью. Схема каскада с такими связями приведена на рис. 4.