Усилители - основные характеристики
Лекция №4
4.1. Усилители – основные характеристики.
Усилитель - электронное устройство, которое увеличивает энергию поступающего в него сигнала. Эта энергия берется из источника питания и передается сигналу, поступающему в усилитель. Общее обозначение усилителя:
Характеристики усилителей:
1).Коэффициенты усиления по напряжению U, току I, мощности P:
Т.к. P~UI, то kp ~ kUkI; очень часто kU » kI , тогда
kp=kUkI » kU2
Рекомендуемые материалы
Усиление G[дБ] в децибелах определяется как:
G = 20lg kU= 20lgkI= 10lgkp
2). КПД – коэффициент полезного действия:
- показывает, какая часть мощности источника питания переходит в выходной сигнал (в хорошем усилителе η достигает 80%÷90%). Поскольку в усилителе Pвых.>>Pвх., то часто считают
3). Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ). АЧХ представляет зависимость коэффициента усиления по напряжению или току или мощности от частоты, ФЧХ – зависимость сдвига фазы напряжения или тока от частоты. Например, комплексный коэффициент передачи по напряжению записывается как отношение комплексных амплитуд.
, aвх., aвых. – фаза напряжения на входе и выходе усилителя.
Типичный вид АЧХ и ФЧХ.
- коэффициент частотных искажений, он характеризует изменение усиления в полосе частот усилителя fнижн.£ f£ fверх.
Малыми считают частотные искажения:
/ 1,1.
Средние искажения:
если по kI, kU , если по kP
4). Коэффициент нелинейных искажений – отношение среднеквадратичной амплитуды высших (паразитных) гармоник сигнала к амплитуде сигнала основой частоты на выходе усилителя.
Высшие гармоники сигнала на частотах 2w, 3w… появляются из-за нелинейности характеристик усилителя и будут рассмотрены в лекции 9.
Классификация усилителей.
По виду сигналов:
1. усилители гармонических сигналов
2. импульсные усилители
По полосе частот:
1. широкополосные ∆f|f 10-20%
2. узкополосные 10-20%
3. постоянного тока fниж=0
По мощности, КПД и усилению:
Имеется общая закономерность - чем больше усиление, тем меньше КПД. Характерные значения:
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 75 Какое уравнение связывает величину поверхностного натяжения с гиббсовской адсорбцией.
k≈60 дБ КПД~20-30%
k≈20 дБ КПД~50%
k≈10-15 дБ КПД~60-80%
Поэтому для сочетания высокого усиления и КПД делают цепочки из усилительных каскадов с большим усилением при малом КПД и малым усилением при большом КПД. Например: