Основные механические показатели усилителей
2. Основные механические показатели усилителей
1. Входные параметры:
- Напряжение, ток, мощность во входной цепи, при которой усилитель отдает в нагрузку заданную мощность
- RВХ усилителя.
2. Выходные параметры:
- Мощность отдаваемая в нагрузку или напряжение или ток, развиваемые в нагрузке.
- RВХ усилителя.
3. Коэффициенты усиления:
;
Рекомендуемые материалы
;
;
при холостом ходе
Сквозной коэффициент усиления по напряжению: 
В общем случае коэф. усиления – комплексная величина (обозначается K или K(
)).
4. Частотные и фазовые характеристики.
Поскольку 
, то можно отдельно рассматривать модуль и аргумент комплексного 
:
-Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты.
- Фазочастотная характеристика (ФЧХ) – это зависимость аргумента коэффициента усиления от частоты, или другими словами, это зависимость фазового сдвига 
между выходным и входным сигналами от частоты.
! АЧХ и ФЧХ измеряются при входном гармоническом сигнале с фиксированной амплитудой и начальной фазой. 
- Диапазон рабочих частот У – это диапазон от 
до 
в пределах которого абсолютное значение кэффициента усиления находится в пределах заданного допуска (± 3 дБ = 0.707).
- Коэффициент частотных искажений – задается для контрольной частоты, обычно для и :
Для нашего случая:
Таким образом, сигнал, проходя через усилитель, подвергается частотным искажениям. Частотные искажения появляются из-за неравномерности АЧХ и нелинейности ФЧХ, в результате чего сигналы на различных частотах усиливаются не пропорционально друг другу и запаздывают на разное время.
Линейность ФЧХ означает следующее:
Пусть 
, тогда выходной сигнал
- если 
не зависит от частоты, то между 
и 
- линейная зависимость.
(Типовая ФЧХ резисторного каскада)
Поскольку частотные искажения возникают из-за наличия в схеме реактивных элементов, то частотные искажения еще называют линейными искажениями, поскольку они не сопровождаются появлением новых составляющих.
5. Амплитудная характеристика
Это зависимость выходного напряжения (тока) от входного напряжения (тока).
-определяется собственными шумами;
- определяется допустимой величиной нелинейных искажений;
Верхний перегиб вызывается перегрузкой усилительного элемента.
- Динамический диапазон У: 
6. Нелинейные искажения в Усилителе.
Возникают из-за нелинейности характеристик усилительных элементов (транзисторов, ламп). Нелинейные искажения характеризуются появлением новых составляющих в выходном сигнале, частоты которых отсутствовали во входном сигнале.
Если имеет место линейная связь между выходным и входным сигналом, то:
Пусть связь между 
и 
квадратичная, сл-но:
Таким образом sin-ый сигнал на выходе устройства будет состоять из постоянной составляющей и гармонического сигнала с удвоенной частотой, т.е. налицо нелинейные искажения – появление новых спектральных составляющих. В общем случае имеет место сложная зависимость между входным и выходным сигналами, в результате чего выходной сигнал состоит из постоянной составляющей и гармонических составляющих с частотами, кратными частоте входного сигнала:
Численно нелинейные искажения оцениваются с помощью коэффициента гармоник:
-амплитуда напряжений соответствующих гармоник.
Для высококачественных усилителей 
, а для У среднего качества 
Таким образом, величина линейных и нелинейных искажений характеризует точность воспроизведения У формы входного сигнала.
7. Входное и выходное сопротивления Усилителя.
По правилам входное и выходное сопротивления в общем случае комплексные величины. На средней частоте их можно с достаточной степенью точности принять чисто активными: 
Выходное сопротивление 
легко определить, используя следующий метод:
Пусть имеется источник напряжения с неизвестным сопротивлением 
и ЭДС
Если подключить к нему резистор 
с переменным сопротивлением и изменять на нем напряжение 
то при 
получим:
Другой подход, это использовать закон Ома для полной цепи. 
8. Шумы в усилителях.
Электрические флуктуации на выходе усилителя при отсутствии входного сигнала , характеризуют собственные шумы усилителя. Природа шума различна:
- тепловой шум, который обусловлен тепловыми флуктуациями электронов в любом проводнике с сопротивлением . Действующее значение шумовой ЭДС в полосе частот 
: 
(число электронов в единицу времени 
const), где 
-постоянная Больцмана=1.38*
ДжК, Т абсолютная температура;
- дробовый шум, который возникает из-за флуктуаций инжекции и экстракции в эмиттерном и коллекторном переходе;
- рекомбинационные шумы, возникающие из-за флуктуации
Вместе с этой лекцией читают "4 Казахстан в XIII- первой половине XV вв.".
процессов рекомбинации и генерации носителей внутри базы;
- избыточный шум(фликкер-эффект),возникает за счет флуктуаций токов утечки в поверхностных слоях полупроводников.
Для оценки шумовых свойств транзисторов служит коэффициент шума 
, который определяется так же , как и для четырёхполюсников: 
; 
- мощности шумов и сигналов на входе и выходе.
Чем меньше 
, тем выше шум (при 
); чем меньше , тем интенсивнее рекомбинация в базе. (Кремниевые транзисторы «шумят» сильнее, чем германиевые.)
Шумовые диоды: для построения генераторов используется эффект начала электрического пробоя (при 
), поскольку он характеризуется неустойчивостью, то возникает, то пропадает(стабилитроны).
