Параметры и характеристики усилителей
Основным параметром усилительного устройства является его коэффициент усиления.
В соответствии с разделением усилителей на усилители напряжения, тока и мощности различают:
1. Коэффициент усиления по напряжению:
Кu = Uвых / Uвх,
где Uвых – выходное напряжение усилителя; Uвх – напряжение сигнала или входное напряжение усилителя.
2. Коэффициент усиления по току:
Кi = Iвых / Iвх,
где Iвых – ток в нагрузке; Iвх – ток на входе усилителя.
3. Коэффициент усиления по мощности:
Кр = Рвых / Рвх,
где Рвых – активная мощность, выделяемая в нагрузке, Рвх – мощность, потребляемая входной цепью усилителя.
Эти коэффициенты связывает соотношение:
Кu · Кi = Кр.
Выходной мощностью Рвых усилителя или его номинальной мощностью называют полезную мощность, которая выделяется на нагрузке Rн при заданном уровне нелинейных искажений:
Р вых = U2вых max / R н,
где Uвых max - максимально допустимое действующее значение выходного напряжения.
Коэффициент полезного действияусилителя позволяет оценить его экономичность, он равен:
h= Рвых / Рпотр i 100%,
где Рпотр – мощность, потребляемая от источников питания усилителя.
Входное сопротивлениеусилителя:
Rвх =dUвх/dIвх,
т.е. сопротивление со стороны входных зажимов усилителя.
Со стороны выходных зажимов усилитель можно представить источником напряжения с ЭДС Е, пропорциональной Uвх, и выходным сопротивлением Rвых, т.е. Rвых – это сопротивление усилителя относительно выходных зажимов.
Амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) усилителя называется зависимость коэффициента усиления (его модуля) от частоты.
В реальных усилителях АЧХ имеет вид (рис. 2.2):
Рис. 2.2 Амплитудно-частотная характеристика усилителя |
Рис. 2.3 Амплитудная характеристика усилителя |
Полоса частот ∆f , в которой Кu изменяется в допустимых пределах, ограничена высшей и низшей граничными частотами fв и fн, т.е. ∆f= fв - fн, называется полосой пропускания усилителя.
Мерой частотных искажений, определяющих граничные частоты усилителя, служит коэффициент частотных искажений М, равный отношению коэффициента усиления Ко на средних частотах к коэффициенту усиления на граничной частоте Кн или Кв, т.е.
Мн = Ко / Кн или Мв = Ко / Кв
Обычно допустимые значения коэффициентов частотных искажений не превышают величину .
У большинства усилителей полоса пропускания частот составляет Df= (102 – 107) Гц поэтому они называются широкополосными.
Амплитудной характеристикойназывают зависимость выходного напряжения усилителя Uвых от величины входного напряжения Uвх на средних частотах.
Амплитудная характеристика усилителя (рис. 2.3) имеет несколько участков: участок АА/, обусловленный внутренними шумами усилителями и помехами; прямолинейный участок А-В – рабочий участок характеристики; и участок ВС, обусловленный нелинейностью усилительных элементов при большом уровне сигнала.
Минимальный уровень выходного полезного сигнала Uвых должен в 2-3 раза превышать уровень шума усилителя Uш. На рабочем участке характеристики в силу его линейности коэффициент усиления Ко=const и выходное напряжение усилителя пропорционально входному (линейный режим работы). Точка В характеристики соответствует предельно допустимому значению выходного напряжения U . При дальнейшем увеличении амплитуды входного напряжения появляются значительные искажения формы выходного сигнала, так называемые нелинейные искажения усилителя.
Дата добавления: 2015-06-05; просмотров: 1144;