Основные параметры усиления ЭУ

Основными параметрами ЭУ являются: усилительные, частотные, предельные, шумовые, параметры нелинейных искажений.

Усилительные параметры - это коэффициенты усиления по напряжению, току или мощности, определяемые соответственно

Частотные параметры –определяются видом и формой АЧХ, т.е. зависи-мостью коэффициента усиления (или выходного напряжения) от частоты усиливаемого сигнала в пределах полосы пропускания усилителя, ограничи-ваемой нижней f_н и верхней f_в частотами, на которых усиление падает от среднего (номинального) значения на допустимую величину (обычно в 1,7 раза), определяемую назначением усилителя: УПТ, УНЧ, УВЧ, ШПУ, УПУ и т. д. (рис.2).

f_н f_в f_о

Рис.2. Вид АЧХ электронных усилителей различного назначения

Предельные параметры: допустимые максимальные значения входного сигнала (при заданном коэффициенте усиления) и напряжения источника питания.

Шумовые параметры: коэффициент шума или уровень собственных шумов на выходе усилителя, мешающий усилению слабых сигналов и определяе-мый физикой усилительных приборов.

Параметры нелинейных искажений: в различных усилителях имеют раз-личные наименования. В УНЧ – это обычно т.н. коэффициент гармонических составляющих, (гармоник), кратных частоте усиливаемого сигнала и искажа-ющих его форму, и которые воспринимается непосредственно ухом как иска-жение передаваемого звука. В УВЧ в основном опасны т. н. комбинационные составляющие (например, второго, третьего и т.д. порядков), нарушающих достоверность слабой полезной информации.

2

Логарифмическая оценка параметров усиления.

В усилительной технике преимущественно используют логарифмические единицы измерения параметров, которые очень удобны по следующим трем причинам:

а)акустическая – звуковое давление воспринимается человеческим ухом не пропорционально абсолютной его величине, а пропорционально логарифму звуковой энергии, поэтому мощные раскаты грома при грозе или интенсивное звуковое давление музыки на дискотеках, в 100 тыс. раз превышающее звук нормальной речи, не повреждают слуховые центры уха;

б)математическая – операция умножения больших и громоздких числовых величин в логарифмических единицах заменяется на операцию сложения простых величин;

в)приборная – логарифмическая шкала, например, в характериографе, компактно умещается на экране малых геометрических размеров прибора.

Наглядным примером в этом отношении является нижеследующая Таблица.

Таблица взаимосвязи некоторых линейных и логарифмических значений

К,раз	0,5	1	2	10	100	1000	10000
Кu,Кi дБ	- 6	0	6	20	40	60	80
Кр, дБ	- 3	0	3	10	20	30	40

K_u (дБ) = 20lg K_u; K_i (дБ) = 20lg K_i; K_p (дБ) = 10lg K_p.

3.

Усилители с обратными связями (ОС). Эмиттерный повторитель.

Для улучшения параметров усилителей в них часто применяют обрат-ные связи.

Обратной связью называется воздействие выходного сигнала усилителя на его вход.

Существует отрицательная обратная связь ( ООС ) и положи-тельная (ПОС).

При ООС напряжение обратной связи вводится на вход усилителя в противофазе со входным напряжением, а при ПОС – в фазе с ним.

Общая функциональная схема усилителя с цепью обратной связи β

Здесь β - коэффициент передачи цепи ОС:

, (1)

где U_ос – напряжение, подаваемое цепью ОС на вход усилителя.

Усилитель с цепью ОС усиливает сигнал U_{вх ос}, равный сумме входного U_вх и добавленного цепью ОС U_β =U_ос = β U_вых:

U_{вх ос} = U_вх + U_ос = U_вх +β U_вых

Тогда при ПОС коэффициент усиления усилителя с цепью ОС.

К_ОС = К_ПОС = U_{вых ос} / U_вх = К / (1 - К β),(2)

где К = U_вых / U_вх - коэффициент усиления усилителя без цепи ОС;

γ = U_{вх ос}/ U_вх – глубина обратной связи;

U_{вх ос} - входное напряжение усилителя с цепью ОС.

Из анализа (2) видно, что при ПОС К_ос > К, но при ООСК_ос < К и формула (2) при ООС приобретает вид:

К_ООС = К / (1 + К β), где

U_{вх ос} = U_вх - U_ос = U_вх -β U_вых

Отметим, что при К β = 1ПОС приводит к самовозбуждению усилителя,

превращая его в генератор, так как в этом случае в формуле (2) К_ОС=∞.

Чаще применяются ООС, которые, в зависимости от способа подачи сигнала обратной связи на вход усилителя, именуются параллельными или последовательными как по току, так и по напряжению. Их действие сводится в основном к следующему: уменьшается общий коэффициент усиления усилителя; повышается стабильность усиления при изменении температуры и режима транзистора; снижается уровень нелинейных искажений; изменяются необходимые в схемах входные и выходные сопротивления.

В инженерной практике наиболее распространены две схемы обратных связей – ООС по напряжению и ООС по току.

---

Дата добавления: 2015-07-07