Блок-схемы усилителей

ВОПРОС №3

Усилитель можно рассматривать как активный четырехполюсник, обладающий тем свойством, что мощность, выделяемая в нагрузке, превосходит мощность, подводимою к его входу, а форма колебаний (сигналов) остается неизменной. Усилитель принципиально отличается от многих других цепей, способных увеличивать амплитуду воздействующих на них колебаний. К числу таких других цепей относится, например, трансформатор напряжения, вторичное напряжение которого в «n» раз превосходит (при холостом ходе) первичное напряжение («n» −коэффициент трансформации). Другим аналогичным примером может служить настроенный колебательный контур, напряжение на реактивном элементе которого в Q раз больше подведенного напряжения (Q − добротность контура). Такие цепи (трансформатор, колебательный контур) можно считать пассивными четырехполюсниками. В этих пассивных четырехполюсниках, в отличии от усилителя, мощность, выделяемая на сопротивлении нагрузки, всегда меньше подводимой ко входу цепи мощности.

Блок-схема усилителя представлена на рисунке 1.1.

В состав усилителя входят:

− источник входного (усиливаемого) сигнала (Е_С),

− усилительный элемент (УЭ),

− нагрузка (R_Н),

− источник питания (ИП).

К входу усилителя подведено напряжение U₁ от источника сигнала (ИС), который представлен на схеме в виде генератора, развивающего э.д.с. Е_С с внутренним сопротивлением R_i. От генератора Е_С к усилителю подводится мощность Р₁. Нагрузкой усилителя, в который выделяется мощность Р₂, является сопротивление нагрузки R_Н. Нагрузкой усилителя также может быть контур, несколько контуров, резистор, трансформатор и другие элементы. Мощность Р₂ будет превосходить Р₁ только в том случае, если четырехполюсник (усилитель) имеет посторонний источник питания (ИП), обладающий мощностью Р₀.

Рис 1.1. Блок-схема усилителя

Роль первичного напряжения U₁ сигнала на входе усилителя сводится к управлению поступлением энергии от источника питания (ИП) к нагрузке R_Н. Это управление должно происходить с помощью усилительного элемента (УЭ). Мощность Р₁ иногда называется мощностью возбуждения. Она может быть очень малой, так как полезная мощность Р₂ получается не за счет энергии источника сигнала (мощности Р₁), а за счет энергии источника питания ИП (мощности Р₂).

В большинстве случаев усиления сигнала одним УЭ бывает недостаточно, и тогда в усилителе применяются несколько УЭ, которые включаются так, чтобы электрические колебания, усиленные первым элементом, подводились ко второму, затем к третьему и т.д., чтобы сигнал усиливался несколькими каскадами усиления. Каждый каскад усиления содержит усилительный элемент, нагрузку и цепи связи с предыдущим и последующим каскадами.

Определение. Каскадом усиления называется минимальная часть электронного усилителя, сохраняющая его функции. (Определение согласно ГОСТу по радиосвязи).

Блок-схема многокаскадного усилителя представлена на рисунке 1.2.

В зависимости от числа каскадов образуются следующие видовые понятия усилителей электрических сигналов: однокаскадный усилитель, двухкаскадный усилитель и т.д.

Основная функция первых каскадов – усилить сигнал до величины, достаточной для работы оконечных каскадов. Задача оконечных каскадов – это усиление сигналов до величины, необходимой для нормальной работы нагрузки (головных телефонов, телеграфных аппаратов, аккустических систем, антенны и др.).

Рис 1.2. Блок -схема многокаскадного усилителя

Выводы по 3-му вопросу:

1. Блок-схема усилителя (рис.1.1) справедлива для всех типов усилителей электрических сигналов.

2. Усилитель всегда увеличивает мощность сигнала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В лекции было показано место и роль дисциплины «Основы схемотехники» в подготовке офицера-связиста ВМФ. Также показана необходимость изучения усилителей электрических сигналов.

Рассмотренная блок-схема усилителя универсальна и справедлива для всех типов усилителей. В ней показаны все основные части, без которых усилитель не может работать. Усилители отличаются друг от друга особенностями составных частей и видами усиливаемых сигналов.

ЛЕКЦИЯ № 2

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ УСИЛИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Данная лекция является определяющей в изучении учебной дисциплины «Основы схемотехники», так как в ней излагаются понятие и физический смысл основных характеристик и параметров усилителей электрических сигналов. Кроме того, раскрывается физический смысл искажений сигналов и единицы их измерения. Знания, полученные на лекции, помогут разобраться со многими вопросами, сопутствующими при изучении тактико-технических характеристик различных средств связи ВМФ.

ВОПРОС №1