Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

Если принять /СлБ = 1, то

/<= 10 0 = 10" = 1,12.

Следовательно, усиление равно одному децибелу, если напряжение на выходе усилителя в 1,12 раза (на 12%) больше, чем напряжение на входе. Коэффициент усиления многокаскадного усилителя, выраженный в децибелах, представляет собой сумму коэффициентов усиления отдельных каскадов усилителя, выраженных в тех же единицах:

20!g/< = 201g/C, + 20lgK2+ +201g/C„,

т. е.

КдБ = /СдБ + К2аь + + Кпб. (1 1 .5)

Кроме коэффициента усиления по напряжению, пользуются коэффициентами усиления по току и по мощности, которые также мог>т Л- =/ выражены в децибелах Напри-"" " мер, если мощность сигнала иа входе усилителя имела значение Яех> а затем повысилась до Явых. то коэффициент уси-леи1]я по мощности в децибелах можно найти по формуле

/Срдб= lOlg-. (11.6)

* Усилитель 1

Рнс; 11.2. Усилитель как четырехполюсник.

Следует помнить, что для перехода к децибелам при логарифме отношения мощностей ставится множитель 10, а при логарифме отношения напряжений или токов - 20. Это объясняется тем, что мощность пропорциональна квадрату напряжения или квадрату тока

Входное и выходное сопротивления. Усилитель можно рассматривать как активный четырехполюсник, к входи):.1М зажимам которого подключается 1]Сточник усиливаелюго сигнала, а к выходнь№1 - сопротивление нагрузки. На рис. 11.2 показана одна из возможных эквивалентных схем усилительного каскада. Источник входного сигнала показан в виде генератора напряжегшя с э. д. с. £вх, имеющего внутреннее сопротивление R. Со стороны выхода усилитель представлен в виде генератора напряжения с э. д. с. £вых и внутренним сопротивлением iQbTx- Усилитель одновременно является нагрузкой для источника сигнала и источником сигнала для внешней нагрузки причем нагрузкой усилителя может быть не только оконечное устройство (потребитель), но и вход следующего каскада усилителя.

Необходимо отметить, что выходной сигнал может отличаться от входного не только по величине, т и по фазе. Поэтому в общем случае коэффициенты усиления по напряжению и по току - величины комплексные. Что же касается коэффициента усиления по mohihocth, то он имеет смысл лишь при активном характере нагрузки. Поэтому коэффициент усиления по мощности - всегда число действительное.

Возможно построение эквивалентных схем, в которых источники входного и выходного сигнала будут прсдставле11ы с виде генераторов тока.



Входное сопротивление усилителя в любом случае представляет собой сопротивление между входными зажимами усилителя. Оно равно

i?BX-. (11.7)

Выходное сопротивление 7? вых определяют между выходными зажимами усилителя при отключенном сопрот]шлении нагрузки R.

В зависимости от соотношения внутреннего сопротивления источника Rr и входного сопротивления усилителя Rex источник сигнала может работать в режиме холостого хода (Rax Rr) короткого замыкания (Rx < Rr) и согласования (Rex ~ Rr)- Аналогичные режимы работы возможны и для выходной цепи (R 7?вых - холостой ход; <вых - короткое замыкание; /?бых - согласование). В соответствии с этим различают как для входной, так и для выходной цепи режимы усиления напряжения, тока и мощности.

Выходная мощность. При активном характере сопротивления нагрузки выходная мощность усилителя равна

Еых - " 2i?, •

где f/- действующее, а Отвых - амплитудное значение выходного напряжения. Выходная мощность - это полезная мощность, развиваемая усилителем в нагрузочном сопротивлении.

Увеличение выходной мощности усилителя ограничено искажениями, которые возникают за счет нелинейности характеристик усилительных элементов прн больших амплитудах сигналов. Поэтому чаще всего усилитель характеризуют максимальной мощностью, которую можно получить на выходе при условии, что искажения не превышают заданной (допустимой) величины. Эта мощность называется номинальной выходной мощностью усилителя.

Коэффициент полезного действия. Этот показатель особенно важно учитывать для усилителей средней и большой мощности, так как он позволяет оценить их экономичность. Численно к. п. д. равен

ц.-. 100%, (11.9)

где - мощность, потребляемая усилителем от всех источников питания.

Номинальное входное напряжение (чувствительность). Номинальным входным напряжением назьшается напряжение, которое нужно подвести к входу усилителя, чтобы получить на выходе заданную мощность. Входное напряжение зависит от типа источника усиливаемых колебаний. Чем меньше величина входного напряжения, обеспечивающего требуемую выходную мощность, тем выше чувствительность

1 Входное и выходное сопротивления усилителя, как и сопротивление нагрузки, в общем случае имеют комплексный характер, но входные и выходнью токи и напряжения обыпю определяют в условиях, при которых эти сопротивления можно считать активными,



усилителя. Подача иа вход усилителя напряжения, превышающего номинальное, приводит к значительным искажениям сигнала и называется перегрузкой со стороны входа. Если усилитель предназначен для работы от нескольких источников, то его вход рассчитывается обычно на наименьшее напряжение, которое дает Один из источников, а другие источники сигнала включаются через делители напряжения.

Диапазон усиливаемых частот. Диапазоном уш.тваемых частот, или полосой пропускания усилителя, называется та область частот, в которой коэффициент усиления изменяется не больше, чем это допустимо по техническим условиям.

Допустимые изменения коэффициента усиления в пределах полосы пропускания зависят от назначения и условий работы усилителя. В УНЧ, например, эти изменения обычно ие превышают 3 дБ.

Следует иметь в виду, что с расширением полосы пропускания возрастает стоимость аппаратуры и усложняется ее конструкция. Кроме того, может увеличиваться воздействие на усилитель различного вида помех. Поэтому обычно частотный диапазон усилителя сужают до минимальных пределов, обеспечивающих необходимое качество работы усилителя.

Уровень собственных помех усилителей. Динамический диапазон амплитуд. Причины возникновения помех на выходе усилителя различны. Их можно разделить на три основные группы: 1) тепловые шумы, 2) шумы усилительных элементов, 3) помехи из-за пульсаций напряжения питания и наводок со стороны внешних электрических и магнитных полей.

Известно, что в проводниках и полупроводниках при нормальной комнатной температуре (порядка 20" С) электроны движутся хаотически, причем в каждый данный момент количество электронов, движущихся в каком-либо одном направлении, превышает количество электронов, движущихся в других направлениях. Преимущественное движение электронов в любом направлении является электрическим током и, следовательно, при этом на проводнике или полупроводнике создается напряжение, не подчиняющееся какому-либо опреде-леииому закону. Так как впервые с этим напряжением столкнулись при создании радиовещательных приемников, в которых оно после усиления попадало к громкоговорителю и создавало шум, то его назвали напряжением шумов.

Шумовые напряжения, в силу своей случайности, имеют самые различные частоты и фазы и поэтому практически охватьшают всю полосу частот усилителя. Следовательно, с увеличением полосы пропускания усилителя уровень шума возрастает. Кроме того, шум тем больше, чем выше температура и больше величина сопротивления цепи, которая создает напряжение тепловых шумов. При температуре 20- 25° С шумовое напряжение можно найти по формуле

U,.(),nV{h-f)R> (11.10)

где Ст.ш - напряжение тепловых шумов, мкВ; и - высшая 1] низшая частоты, пропускаемые цепью, кГц; R - активная составляющая сопротивления цепи в полосе частот от до f, кОм.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0016