Виды усилителей и их характеристики

Электронные усилители широко применяются в медицине. Они используются для записи небольших по величине электрических потенциалов сердца, мышц и мозга человека. Они употребляются также для увеличения электрических сигналов от датчиков, управляемых различными функциями организма. Электронные усилители используются в таких многоканальных комплексах как электрографы и полиграфы в диагностических и научно-исследовательских целях.

Основной характеристикой электронного усилителя является коэффициент усиления. Существует коэффициент усиления силы тока и напряжения. Эти коэффициенты определяются как отношение изменения силы тока I (или напряжения U) на выходе к изменению силы тока (или напряжения) на входе: ,

Коэффициент усиления усилителя является безразмерной величиной, но его часто выражают в децибелах (логарифмических единицах).

Коэффициент усиления одного транзистора, как правило, небольшой. Поэтому используют так называемые многокаскадные усилители. Они представляют собой несколько последовательно соединенных одиночных усилителей каскадов. В медицинских приборах наиболее часто применяют трех и четырех каскадные усилители (в электрокардиографах, электромиографах, электроэнцефалографах). Коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов. Он может достигать нескольких миллионов.

Режим работы усилителя существенно зависит от типа межкаскадной связи. Чаще всего используют усилители постоянного и переменного тока. Усилители постоянного тока способны увеличивать силу тока и напряжение как постоянного, так и переменного тока. Усилители переменного тока предназначены для увеличения силы и напряжения переменного тока.

Усилители постоянного тока используют для увеличения постоянного напряжения или электрических колебаний низкой частоты. Чаще применяют усилители переменного тока в соответствии с параметрами усиливаемого электрического колебания, что предусмотрено характеристиками соответствующих усилителей. Существуют две главные характеристики электронных усилителей: частотная характеристика (усиление-частота) и амплитудная характеристика (входной сигнал-выходной сигнал).

Коэффициент усиления усилителя зависит от частоты входных электрических колебаний. Частотная характеристика усилителя может быть представлена графиком зависимости коэффициента усиления от частоты входных сигналов.

Усилитель переменного тока имеет частотную полосу пропускания. Записываемые сигналы, частота которых находится в пределах этой полосы, увеличиваются без искажения. Кривые, характерные как для усилителей постоянного, так и для усилителей переменного тока, имеют ограничения в усилении сигналов высокой частоты из-за динамического диапазона ограничения компонентов цепи усилителя. В результате наиболее высокочастотные сигналы могут искажаться.

Амплитудная характеристика усилителя может быть представлена графиком зависимости амплитуды выходящего сигнала от амплитуды входящего сигнала. На графике есть линейная часть кривой, которая переходит в нелинейное насыщение, которое является результатом ограничения величины блока питания. Для того, чтобы избежать искажений необходимо, чтобы амплитуда входных сигналов соответствовала линейной части амплитудной характеристики усилителя.