double arrow

Усилительный элемент вместе с элементами, обеспечивающими режим работы усилителя и связь с источником сигнала и нагрузкой называют усилительным каскадом или каскадом,


Принцип усиления, рассмотрим на примере однокаскадного усилителя, простейшая схема которого приведена на рисунке 1.2.

Основными элементами каскада являются усилительный элемент (УЭ) и резистор Rн, выполняющий роль нагрузки. Совместно с источ­ником электропитания Е эти элементы образуют выходную цепь каска­да. Усиливаемый сигнал Uвх подается на вход каскада, а усиленный Uвых снимается с выхода или с резистора нагрузки Rн.

Усиление—это преобразование энергии постоянного напряжения в энергию переменного напряжения вследствие изменения сопротив­ления усилительного элемента, вызываемого изменением параметров входного сигнала.

Усилительный каскад представляет собой электрическую цепь, состоящую из источника электропитания Е, нагруженного двумя

соп­ротивлениями. Одно из них - постоянное ( в данном случае это резис­тор нагрузки Rн ). Другое - переменное (это внутреннее сопротивление Rвн усилительного элемента УЭ). Так как для электропитания уси­лителя используется источник постоянного напряжения, то ток в вы­ходной цепи от источника электропитания протекает в одном направ­лении: от +Е, ┴, через усилительный элемент, резистор нагрузки Rн к -Е. Значение этого тока определяется сопротивлениями ( Rн и Rвн).




Iн =E / (Rн +Rвн) . ( 1.1 )

.

Под действием подаваемого на вход переменного напряжения сиг­нала значение сопротивления Rвн усиливаемого элемента изменяется. В результате этого изменяется значения тока в выходной цепи, хотя он и остается однонаправленным. Можно принять, что изменяющийся по значению ток выходной цепи имеет постоянную Iо и переменную составляющие Im . Переменная составляющая выходного тока является по­лезной. Протекая через резистор нагрузки Rн, переменная составля­ющая Iвых создаёт на нём переменное падение напряжения Uвых происходит процесс преобразования тока в напряжение.

Так как сопротивление резистора нагрузки большое по величине, то и падение напряжения на нём большое на величине (значительно больше напряжения входного сигнала). Это выделяющееся на резисторе нагрузки Rн переменное напря­жение и является усиленным, т.е. выходным Uвых. Мощность сиг­нала на выходе усиливаемого каскада также будет больше мощности сигнала на входе ( она увеличивается за счёт энергии источника элек­тропитания ). Мощность на выходе усилителя фактически является частью мощности источника электропитания, преобразованной в переменную мощность усиливаемого сигнала.