Усилитель - как линейный активный четырехполюсник

Мы уже отмечали, что всякий усилитель может быть представлен как четырехполюсник. Поскольку теория четырехполюсников хорошо разработана, такое представление оказывается весьма удобным.

В пределах динамического диапазона усилитель является линейным устройством.

Так как в состав усилителя входят источник энергии и активный элемент, то соответствующий ему четырехполюсник будет активным.

Поэтому представляем усилитель в виде активного четырехполюсника (рисунок 13.1).

Из теории четырехполюсников известно, что их свойства четырехполюсника полностью описываются системой двух уравнений, связывающих входные и выходные токи и напряжения. При описании четырехполюсников с помощью Y-параметров эти уравнения имеют вид:

. (_*)

Зная характеристические параметры (то есть Y-параметры), можно найти и определить характеристики нагруженного четырехполюсника:

1. Найдем коэффициент передачи четырехполюсника при тех направлениях токов и напряжений, которые представлены на рисунке 13.1:

.

Напряжение U_{m 2} является результатом прохождения тока I_{m 2} через проводимость нагрузки Yн.

Напряжение U_{m 2} реально будет иметь знак, противоположный показанному на рисунке 13.1, то есть:

.

Подставляем это выражение во второе уравнение системы:

,

откуда находим коэффициент передачи K как отношение:

.

Знак минус обозначает, что полярность на выходе отличается на 180˚ от выбранной;

2. Определим входную проводимость.

Разделим первое уравнение системы (_*) на U_{m 1}. Получим выражение для входной проводимости четырехполюсника:

;

3. Определим выходную проводимость.

Делается это следующим образом:

Подведем к выходным клеммам напряжение U_{m 2} и определим ток I_{m 2}, затем, полагая, что I_Г = 0 и учитывая внутреннюю проводимость Y_Г, получаем:

,

где К_обр – коэффициент передачи четырехполюсника в обратном направлении.

Из формул для Y_вх и Y_вых следует, что при отсутствии проводимости обратной передачи (Y ₁₂=0) входная и выходная проводимости равны соответственно характеристическим проводимостям, а коэффициент обратной передачи равен нулю.

Численные значения параметров усилителя - четырехполюсника зависят от типа используемого активного элемента, способа его включения и режима по постоянному току.

Дата добавления: 2015-07-15