Теоретическая часть.

Усилители мощности (УМ) предназначены для передачи сигнала от источника возбуждения в нагрузку с одновременным усилением сигнала по мощности. Усилитель мощности можно рассматривать и как генератор, в котором энергия источника питания преобразуется в энергию переменного сигнала под воздействием входного напряжения (или тока) достаточно большой амплитуды. Вследствие этого УМ называют также генераторами с внешним возбуждением [1].

Усилитель может состоять из одного или нескольких усилительных каскадов (многокаскадный усилитель) – ступеней усиления. Каскадом называется усилительный прибор (лампа или транзистор) со всеми относящимися к нему деталями. Схема соединения каскадов называется структурной схемой усилителя (рисунок 1) [2].

Различают 4 типа основных каскадов: 1 – входной (предварительный), 2 – промежуточный, 3 – предоконечный, 4 – оконечный.

Выбор схемы и режима входного каскада осуществляется с учетом свойств источника усиливаемого сигнала. В некоторых случаях определенные требования к характеристикам усилителя, связанные с особенностями источника сигнала, не удается удовлетворить в процессе проектирования одного каскада и тогда для получения повышенного входного сопротивления или понижения уровня шума требуется второй (реже - третий) каскад, причем он также относится к типу входных.

Выбор схемы и режима оконечного каскада зависит в первую очередь от нагрузки, на которую работает усилитель: необходимого уровня (мощности) сигнала, характера и величины сопротивления нагрузки, наличия зажима, допускающего соединение с общим («заземленным») проводом и т.д.

Промежуточными называют каскады, находящиеся между входными и предоконечными, на которые не распространяются требования, зависящие от особенностей источника усиливаемого сигнала и нагрузки усилителя. Эти каскады являются малосигнальными усилителями. Они выполняются по однотипной схеме, причем источником сигнала для каждого из них служит выходная, а нагрузкой – входная цепи аналогичного каскада. При отсутствии особых требований со стороны источника усиливаемого сигнала входной каскад усилителя не отличается от промежуточных. При соответствующих условиях могут отсутствовать специальные предоконечные и даже оконечный каскады, а если общий коэффициент усиления должен быть небольшим, могут оказаться ненужными даже промежуточные каскады.

В данной работе усилитель мощности необходим для усиления мощности подводимых низкочастотных электрических колебаний от источника тока (в данном случае, источником сигнала служит программируемая интегральная логическая схема) к громкоговорителю (преобразователь электродинамического типа).

Эксплуатационные показатели усилителей низкой частоты.

К эксплуатационным показателям усилителей низкой частоты относятся коэффициент усиления, номинальная мощность на выходе, номинальное входное напряжение и коэффициент полезного действия [2].

Коэффициентом усиления называется отношение напряжения, тока или мощности сигнала на выходе усилителя соответственно к напряжению, току или мощности на входе усилителя (в данном случае – отношение мощностей):

K_p = P_вых / P_вх.

Если усилитель имеет несколько каскадов (n), то общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов:

Номинальной мощностью на выходе называется наибольшая мощность, развиваемая усилителем при допустимой величине нелинейных искажений:

P_вых=U²_вых/R_н,

где R_н – сопротивление нагрузки.

Номинальным выходным напряжением или чувствительностью называют такое значение входного напряжения, при котором на выходе усилителя развивается номинальная мощность.

Коэффициент полезного действия (КПД) усилителя характеризуется отношением полезной мощности (Р_вых), отдаваемой усилителем в нагрузку к суммарной мощности, потребляемой усилителем от источника питания (Р_общ):

Дата добавления: 2015-07-20