13. Классификация, параметры и характеристики усилителей.
Усилительный элемент – устройство в котором электрическая энергия от источника питания преобразуется в энергию усиливаемого сигнала. Усилители классифицируются по различным признакам: характеру усиливаемого сигнала, полосе усиливаемых частот, типу пользуемых активных элементов, структурной схеме самого усилителя. По характеру усиливаемого сигнала их подразделяют на усилители гармонических сигналов и усилители импульсных сигналов. По полосе усиливаемых частот различают усилители переменного тока и усилители постоянного тока. Различают две структурные схемы построения усилительных устройств: усилители прямого усиления и усилители с преобразованием входного сигнала.
Одним из основных параметров усилителя является его номинальная выходная мощность. Коэффициент усиления по напряжению, коэффициент усиления по току, коэффициент усиления по мощности. КПД усилителя: отношение номинальной выходной мощности к мощности, расходуемой от источника питания. Амплитудная характеристика- зависимость выходного напряжения от входного напряжения, снятая на средней частоте. Частотная характеристика- зависимость относительного коэффициента усиления от частоты сигнала. Фазовая характеристика- зависимость фазы выходного сигнала от частоты.
14.Принцип построения и режимы работы усилителей.
Как правило, усилители содержат несколько каскадов, соединенных последовательно для получения необходимого коэффициента усиления. Основными элементами этой схемы являются усилительный и нагрузочный элементы. Функцию усилительного элемента, выполняют полевые и биполярные транзисторы. Функцию нагрузочного элемента выполняют резисторы, трансформатор, транзисторы. Для нормальной работы усилителя необходимо установить определенные токи и напряжения на усилительном элементе, так называемый статический режим усилительного каскада. Различают четыре основных режима работы усилительных каскадов : A, B, C и D. В режиме А рабочую точку выбирают на линейном участке переходной характеристики активного элемента. Линейные искажения минимальны, весьма низкий кпд(<0.5). В режиме В рабочую точку выбирают в начале переходной характеристики активного элемента, когда его выходной ток равен нулю. Усиление сигнала происходит с весьма низким искажением, кпд >0,75. В режиме С рабочую току выбирают за точкой отсечки. Большие нелинейные искажения, критичность к изменению амплитуды сигнала, кпд стремится к единице. В режиме D рабочая точка выбирается практически так же, как и в режиме C. В качестве входного сигнала используется сигнал прямоугольной формы. Потери энергии практически отсутствуют и кпд близок к единице.
15. Характеристики усилительных каскадов на биполярных транзисторах.
Наиболее распространенная схема включения является схема с ОЭ, которая имеет довольно высокое входное сопротивление, сравнительно невысокое выходное сопротивление и максимальный коэффициент усиления по мощности в области средних частот.
В отличие от каскада с ОЭ в усилительном каскаде с ОБ нет инвертирования фазы входного сигнала.
Схема с ОК близка к схеме с ОЭ, здесь обычно выбирают Rб из условия чтобы половина питающего напряжения оставалась на транзисторе. а другая падала бы на Rэ для получения максимального неискажения. а) – с ОЭ в) – ОБ д) – ОК:
