КПД усилителя

О линейности усилителя можно судить и по его амплитудной характеристике (рисунок 12.4), то есть зависимости амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения.

.

Амплитудная характеристика (АХ) снимается при подаче на вход усилителя гармонического колебания частотой f, лежащей в полосе пропускания.

Реальные АХ - нелинейные, что наиболее ярко выражено при низких и высоких напряжениях U_вх. Начальный нелинейный участок обусловлен собственными шумами усилителя и наводками, которые приводят к появлению напряжения на входе усилителя при отсутствии входного сигнала.

При больших напряжениях U_вх сказывается нелинейность ВАХ активных элементов, из-за чего падает средняя крутизна и уменьшается усиление.

В усилителях мощности (УМ) под АХ чаще понимается зависимость выходной мощности от входной мощности (Р_вых = f (P_вх)) или зависимость коэффициента передачи.

Количественно мера нелинейности (рисунок 12.5) оценивается как отношение отклонения АХ от линейной характеристики:

.

АХ считается линейной на участках, где усиление происходит с допустимым уровнем нелинейных искажений.

В этом случае коэффициент усиления К не зависит от амплитуды и может быть определен, как тангенс угла α наклона АХ к оси абсцисс.

Динамический диапазон усилителя оценивается как:

.

В пределах динамического диапазона усилитель рассматривается как линейное устройство.

В усилителях мощности динамический диапазон определяется с помощью характеристики К (Р_вх).

Выходная мощность Р_{вых max} соответствует уменьшению усиления на 1 дб под верхней границей линейности АХ.

Отношение Р_{вых max} к выходной мощности собственных шумов Р_{вых шум} на входе усилителя принимается за динамический диапазон:

При оценке мощных усилителей используют параметр КПД, который определяется как отношение мощности Р_вых полезного сигнала на выходной нагрузке к мощности Р ₀, потребляемой от источника:

.

Дата добавления: 2015-07-15