Файл: конспект лекций схемотехника.pdf

для підсилювачів напруги та Zг Zвх для підсилювачів

струму майже дорівнює нулю, тому що при таких узгодженнях або вхідний струм, або вхідна напруга будуть наближатися до нуля. Тому якщо необхідно узгоджувати каскади за максимумом передавальної потужності, то умови

узгодження будуть такими: Zг Zвх ;

б) вихідні дані – Uвих , Iвих , Pвих , Zвих , Zн .

Вихідне коло можна подати у вигляді:

Iвх

Zвих

KUххUвх Uвих Zн

ПН

Рисунок 1.5 – Модель вихідного кола підсилювача: KUxx – коефіцієнт підсилення підсилювача в режимі холостого ходу; Zвих – вихідний опір підсилювача.

Враховуючи вищезазначене, можна зробити висновок: для того щоб узгодити вихідне коло з навантаженням, необхідно, щоб виконувалися такі умови:

2. Коефіцієнт корисної дії є важливим показником

економічності роботи підсилювального пристрою. Він визначається, насамперед, для підсилювачів середньої та

16

великої потужності. Зазвичай він вимірюється при підсиленні гармонічного коливання частоти 1 кГц. Загальний ККД усього підсилювача називається промисловим. Він є відношенням номінальної вихідної потужності, що віддається в навантаження до сумарної

підсилювачі.

3. Коефіцієнтом перетворення, або коефіцієнтом передачі, називають відношення вихідного сигналу до вхідного. В окремому випадку, коли вхідне і вихідне значення сигналу є однорідними, коефіцієнт перетворення називають коефіцієнтом підсилення. Розмірність і загальноприйняті позначення коефіцієнта перетворення залежать від значень і величин вхідного і вихідного сигналів, наприклад:

струм;

потужність.

Залежно від характеру вхідної або вихідної величин коефіцієнт підсилення підрозділяють на:

коефіцієнт підсилення за потужністю KP показує, у скільки разів потужність Pвих , що віддається підсилювачем у навантаження, більша за потужність Pвх , що підводиться до

17

коефіцієнт підсилення за напругою KU – це відношенням сталого значення напруги сигналу на виході

відношення сталого значення струму на виході до струму

Для підсилювача з багатьма каскадами, що містить n каскадів, загальний коефіцієнт підсилення визначають за допомогою виразу

n

KU KU1 KU 2 KUn KUi i 1 .

Іноді краще подавати KP у логарифмічній шкалі,

одиницею якої є децибел, який визначають десятою частиною десяткового логарифма відношення потужностей на виході та вході K p дБ 10lg K p .

Оскільки потужність пропорційна квадрату напруги або струму, то для коефіцієнтів підсилення за напругою і струмом формули для перетворення відносних величин на логарифмічні мають вигляд

KU дБ 20lg KU ; KI(дБ ) 20 lg KI .

При цьому коефіцієнт підсилення багатокаскадного підсилювача дорівнюватиме

18

n

KU дБ KU1 дБ KU 2 дБ KUn дБ KUi дБ . i 1

4. Амплітудно-частотна (АЧХ) і фазово-частотна (ФЧХ) характеристики.

Частотні спотворення, що вносяться підсилювачем, оцінюють за амплітудно-частотною та фазово-частотною характеристиками (рисунок 1.6).

Залежність модуля коефіцієнта підсилення підсилювача від частоти є амплітудно-частотною характеристикою.

Фазово-частотна характеристика – це залежність кута зсуву фаз між вхідним та вихідним сигналами від частоти.

Рисунок 1.6 – Амплітудно-частотна (а) і фазочастотна (б) характеристики підсилювача

Для осі абсцис зазвичай використовують логарифмічний масштаб (логарифмічна амплітудночастотна (ЛАЧХ) і фазово-частотна (ЛФЧХ) характеристики). Це викликано тим, що частотний діапазон сучасних підсилювачів може бути дуже великим, і якщо

19

частоту відкласти в лінійному масштабі, то така характеристика буде незручною для використання, оскільки всі нижні частоти стиснуться біля початку координат, а область верхніх частот виявиться дуже розтягнутою. Для осі ординат зазвичай використовують лінійний масштаб, при цьому коефіцієнт підсилення може бути відкладений як у відносних одиницях, так і в децибелах.

Як бачимо з рисунка 1.6 а, при зміні частоти вхідного сигналу від нуля до нескінченності модуль коефіцієнта підсилення спочатку зростає, досягаючи поступово на деякій частоті максимальної величини K0 , а потім знову

зменшується; основна причина цього – наявність у схемі реактивних елементів. Частоти н і в називаються

нижньою і верхньою граничними частотами. Це частоти, на яких модуль коефіцієнта підсилення підсилювача зменшується до допустимої (заданою) величини відносно K0 . Смуга частот у межах від н до в називається

робочою смугою частот, або смугою пропускання підсилювача.

Смуга пропускання підсилювача – діапазон робочих

перпендикуляр із точки на вісь абсцис, що відповідає значенню K0 / 2 , до перетину з АЧХ, то проекція на вісь абсцис першої точки перетину відповідає нижній ( н ), а другий – верхній ( в ) частотам пропускання підсилювача,

й, отже, смуга пропускання

в н.

Якщо коефіцієнт підсилення вимірюється в децибелах,