Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Характеристики підсилювачів

Підсилювачі

Пристрої, призначені для підсилення електричних сигналів мають назву підсилювачі.

Процес підсилення є один з випадків процесу керування енергією і, в принципі полягає в тому, що надійшовший на вхід підсилювача від керуючого джерела електричної енергії слабкий сигнал керує більш сильним сигналом на його виході.

Вхідний сигнал не є джерелом енергії вихідного сигналу. Енергія вихідного сигналу утворюється за рахунок витрачання енергії електричних джерел живлення, але в той же час без сигналу на вході не утворюється і сигнал на виході.

Отже вхідний сигнал керує вихідним сигналом, джерелом енергії якого є певний пристрій живлення.

Узагальнена структурна схема підсилюючого пристрою:

 
 

Вхідний пристрій (вхідне коло)призначений для подачі підсилюємого сигналу на підсилюючий елемент, який забезпечує керування з боку вхідного сигналу вихідним, створюючи тим самим підсилення.

Підсилений сигнал передається споживачу – навантаженню підсилювача. Коло, в яке включений споживач, називається вихідним колом (вихідним пристроєм).

Пристрій живлення забезпечує роботу підсилюючого елементу і є джерелом енергії вихідного сигналу.

Підсилюючий елементнеобхідний для забезпечення процесу підсилення.

Такі підсилюючі властивості має і транзистор. Як було показано вище, значення колекторного струму залежить від в основному від струму емітера і може змінюватись в широких межах при зміні напруги між емітером і базою.

В узагальненому викладі фізична суть роботи підсилюючого елемента можна розглядати як властивість його змінювати в широких межах його опір під дією вхідного сигналу. В результаті цього на опорі навантаження, який включений послідовно з підсилюючим елементом (ПЕ), здійснюється пульсація напруги і виділяється підсилений по потужності сигнал Uвих, утворений джерелом ЕРС Е завдяки протіканню струму в навантаженні.

Для більшого підсилення сигнал з виходу першого ПЕ подається на такий же елемент, тобто підсилювач може мати кілька підсилюючих елементів, що послідовно підсилюють сигнал. Частина схема, що складається з одного ПЕ із вхідними і вихідними колами, називається підсилюючим каскадом.

Умовне позначення підсилюючого каскаду:

В багатокаскадних підсилювачах розрізняють попередній і кінцевий каскади. Попередній –підсилює вхідний сигнал до рівня, що забезпечує нормальну роботу наступних каскадів. Кінцевий – забезпечує підсилення потужності сигналу до рівня, необхідного для нормальної роботи вихідного пристрою (гучномовця в акустичних системах, електродвигуна в системах автоматики і т. ін.).

Коефіцієнт підсилення – це відношення величини сигналу на виході до величини сигналу на вході підсилювача:

КU = Uвих / Uвх; КІ = Івих / Івх; КР = Рвих / Рвх;

Якщо підсилювач складається з кількох (n) каскадів, то К = К1×К2 ××Кn.

Часто коефіцієнт підсилення відображають не у відносних, а в логарифмічних одиницях, тобто використовують не К, а його логарифм. Доцільність цього обумовлена тим, що органи відчуття людини сприймають підвищення сили зовнішнього подразнення не пропорційно, а значно повільніше: де

S – суб’єктивне сприйняття підсиленого сигналу;

S0 – суб'єктивне сприйняття вхідного сигналу;

U – фактична амплітуда підсиленого сигналу;

U0 – фактична амплітуда вхідного сигналу;

A – коефіцієнт пропорційності.

Так, якщо сила звуку підвищиться в 100 разів, то суб'єктивно це підвищення сприйметься як збільшення приблизно в 2 рази (lg 100 = 2).

Є два види логарифмічних одиниць: децибелиінепери.

Співвідношення: К[Дб] = 20×lgK =20×lg(Uвих / Uвх); К = 100,05К[Дб]

Якщо К[Дб] = 1 Дб, то К = 1,12;

К[Дб] = 2 Дб, то К = 1,25.

Коефіцієнт підсилення по потужності:

КР[Дб] = 10×lgKР

К = 100,1Кр[Дб]

Коефіцієнт підсилення для U і І в неперах:

К[Нп] = lnК; К = еКНп (е» 2,72).

При К[Нп]= 1 Нп, К = е » 2,72.

Для потужності: КР [Нп] = 0,5×lnКР; КР = е 2К р[Нп].

При КР[Нп] = 1, КР = 7,4.

Для багато каскадних підсилювачів:

К[Дб] = 20×(lgK1 + lgK2 + … + lgKn) = K1[Дб] + K2[Дб] + … + Kn[Дб].

Характеристики підсилювачів

Викривлення, що виникають у підсилювачі внаслідок неоднакового підсилення сигналів різної частоти називаютьчастотними викривленнями.Вони виникають за рахунок реактивних елементів схеми, які можуть бути і неявними (міжелектродні ємності). Залежність коефіцієнта підсилення від частоти вхідного сигналу відображають графічно. Цей графік має назву частотна характеристика підсилювача.

Існує поняттякоефіцієнта частотних викривлень – це відношення коефіцієнта підсилення К0 на середній частоті діапазону до коефіцієнта підсилення К на даній частоті – М = К0 / К. для звукового підсилювача викривлення не відчуваються, якщо М знаходиться в межах 0,7 ¸ 1,4.

Робочий діапазон частот – смуга частот, в межах якої частотні викривлення не перевищують певне (визначене) допустиме значення.

Для вибіркових підсилювачів замість терміна робочий діапазон частот вживають термінсмуга пропуску.

Фазові викривлення зумовлені присутністю частотно-залежних елементів. Сигнали різної частоти мають неоднакові зсуви в часі, що призводить до викривлення форми складного вхідного сигналу в результуючому сигналі (для звукових підсилювачів ці викривлення несуттєві, а для відео-, телесигналу ці викривлення призводять до подвоєння та розмивання контуру).

Нелінійні викривлення – виникають за рахунок нелінійних елементів (транзисторів, дроселів, трансформаторів та ін.). Для звукового сигналу ці викривлення призводять до зміни тембру звуку.

Вихідна (номінальна) потужність –

найбільша потужність на навантаженні, при якій нелінійні викривлення не перевищують допустимі значення.

Чутливість підсилювача – напруга на вході підсилювача, при якій на виході розвивається номінальна потужність.

Динамічний діапазон виражений в децибелах – відношення максимальної амплітуди, при якій сигнал ще не викривляється, до мінімальної амплітуди, при якій сигнал ще достатньо перевищує заваду.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.