Тема№5. Підсилювачі електричних сигналів

1 Загальні відомості

Пристрій, що здійснює керування енергією, при якому шляхом витрати
невеликої її кількості можна управляти енергією у багато разів більше,
називається підсилювачем.
Підсилювач має вхідний ланцюг, на який подається посилюваний
сигнал, і вихідний ланцюг, з якого знімається вихідний сигнал, і подається на
навантаження.
Основні показники підсилювачів:
1) коефіцієнт підсилення за напругою


4) амплітудно-частотна характеристика підсилювача - залежність
модуля коефіцієнта підсилення від частоти вхідного сигналу;
5) фазо-частотна характеристика - залежність кута зрушення фази між
вихідною й вхідною напругою від частоти.
6) робочий діапазон частот - смуга частот від нижчої робочої частоти
до вищої робочої частоти , в межах якої коефіцієнт підсилення не
виходить за межі заданих допусків;

7) лінійні викривлення - обумовлені відхиленнями частотних
характеристик від ідеальних у робочому діапазоні частот. Вони викликані
наявністю в ланцюгах підсилювача реактивних елементів і інерційних
властивостей напівпровідникових приладів;
8) нелінійні викривлення - обумовлені наявністю в підсилювачі
елементів із нелінійними вольт-амперними характеристиками;
9) коефіцієнт корисної дії - являє собою відношення вихідної
потужності, що віддається підсилювачем у навантаження, до загальної
потужності, споживаної від джерела живлення: h= Рвих0, Рвих – вихідна
потужність, Вт; де Р0 – загальна потужність,Вт ;
10)вхідний і вихідний опір підсилювача;
11)динамічний діапазон - відношення найбільшої припустимої вхідної
напруги до її найменшого припустимого значення

 де Uвхmax – найбільша припустима вхідна напруга, В;
Uвхmin –найменша припустима вхідна напруга, В;

Усі підсилювачі можна підрозділити на два класи - з лінійним і
нелінійним режимами роботи.
У підсилювачах із лінійним режимом роботи вихідний сигнал повинен
бути близьким за формою до вхідного.
У залежності від режима роботи підсилювачі підрозділяються (рис. 10):
־на підсилювачі сигналу, що повільно змінюється (підсилювачі
постійного струму - ППС), нижня частота ® 0 , а верхня границя
частоти залежно від призначення становить =10...100Гц;
־підсилювачі звукових частот (ПЗЧ), – десятки Гц, -15...20 Гц;
־підсилювачі високої частоти (ПВЧ), – десятки кГц, - десятки -
сотні мГц;
־широкополосні підсилювачі (ШПП), - десятки Гц, - десятки -
сотні мГц;
־вузькополосні підсилювачі (ВПП), характеризуються пропущенням
вузької смуги частот.


Рисунок 10 - Класифікація підсилювачів:
ППС – підсилювачі постійного струму;
ПЗЧ – підсилювач звукових частот;
ПВЧ – підсилювач високої частоти;
ШП – широкополосний підсилювач;
ВПП – вузькополосний підсилювач
У підсилювачах із нелінійним режимом роботи після досягнення деякої
величини вхідного сигналу при його збільшенні сигнал на виході
підсилювача залишається без зміни, тобто, обмежується на деякому рівні.
Такі підсилювачі застосовуються для перетворення синусоїдального або
іншої форми сигналу в імпульсний сигнал, для посилення імпульсів. Вхідні
сигнали управляють передачею енергії від джерела живлення у
навантаження.