Dispozitive electronice analogice
Amplificator - un dispozitiv electronic care controlează fluxul de energie de la sursa de alimentare la sarcina. În plus, puterea necesară pentru a controla, mult mai puțină putere transmisă încărcăturii și forma de intrare (amplificat) și ieșirea (sarcina) sunt aceleași semnale (Fig. 9.1).
Fig. 9.1. circuit amplificator funcțional
Clasificare. Toate amplificatoarele pot fi clasificate în funcție de următoarele caracteristici:
· Frecvența semnalului amplificat: joasă frecvență amplificatoare (ULF) pentru amplificarea semnalelor cu o frecvență de la 10 Hz până la 100 kHz; amplificatoare de bandă largă amplifică semnalele de la 1 la 100 MHz; amplificatoare selective care amplifică semnalele de lățime de bandă îngustă;
· Prin natura semnalului amplificat: amplificator DC (DCA) amplificarea semnalelor electrice la o frecvență de la 0 Hz și mai sus; amplificatoare de curent alternativ, amplifică semnalele electrice de la o altă frecvență decât zero;
· În funcții: amplificatoare de tensiune, amplificatoare de curent și amplificatoare de putere (în funcție de care dintre parametrii este amplificat).
Parametrul principal de calitate este câștigul amplificatorului. În funcție de scopul funcțional al amplificatorului câștigurile se disting prin tensiune KU. KI curent sau putere KP:
în cazul în care Ui. IE - valorile de amplitudine ale componentelor variabile, respectiv,
tensiune și curent la intrare;
Vout. Iout - valorile amplitudinea componentei variabile
respectiv, tensiunea și curentul la ieșire;
Pin. Pout - semnale de putere, respectiv la intrarea și ieșirea.
Câștig factori sunt adesea exprimate în unități logaritmice - decibeli:
Amplificatorul poate consta din una sau mai multe etape. Pentru amplificator multietajate câștig sale este produsul cuceririlor etapele sale: K = K1 # 903; K2 # 903; ... # 903; Kn. În cazul în care câștigurile sunt exprimate în etape decibeli, câștigul total este suma cuceririlor etapelor individuale:
De obicei, conțin elemente reactive în amplificator, inclusiv „parazite“, și elemente de armare utilizate au inerție. Din această cauză câștigul este o valoare complexă:
în care - modulul câștig;
- defazaj între intrare și ieșire tensiuni cu amplitudini
În plus, pentru a obține indicator cantitativ important este eficiența
Pist în care - puterea consumată de sursa de alimentare.
Rolul acestui indice crește în special pentru mare putere, de obicei, etapele de ieșire ale amplificatorului.
Parametrii cantitativi ai amplificatorului sunt, de asemenea, de intrare și de ieșire Rin impedanta de amplificator Rvyh:
unde Iin și Uin - valorile de amplitudine ale tensiunii și curentului la intrarea amplificatorului;
și - creștere a valorilor amplitudine de tensiune și curent
de ieșire amplificator din cauza modificărilor de rezistență de sarcină.
Luați în considerare principalele caracteristici ale amplificatoarelor.
Amplitude caracteristic - această dependență amplitudine a tensiunii de ieșire (curent) amplitudinea tensiunii de intrare (curent) (vezi Figura 9.2.). Punctul 1 corespunde zgomotului de tensiune la uin măsurat = 0, punctul 2 - tensiunea minimă de intrare la care ieșirea amplificatorului poate distinge semnalul de zgomot de fond. Plot 2-3 - o porțiune de lucru pe care este stocată proporționalitate între tensiunea de intrare și de ieșire a amplificatorului. După 3 puncte observate distorsiuni neliniare a semnalului de intrare. Gradul de distorsiune neliniare Coeficientul estimat de distorsiune neliniare (sau raportul armonic):
Valoarea caracterizează intervalul dinamic al amplificatorului.
Fig. 9.2. Câștigul amplificatorului
Caracteristica amplitudine-frecvență (AFC) a amplificatorului - este dependența de câștig pe modulul de frecvență (Figura 9.3.). fn Frecvența și FB sunt numite superioare și inferioare frecvențele de limitare, și diferența lor
(-fv Fn) - amplificator de lățime de bandă.
Fig. 9.3. Răspunsul amplitudine-frecvență a amplificatorului
Când forma armonică de amplificare a semnalului suficient nu se produce o amplitudine mică a distorsiunii semnalului amplificat. Complex în amplificarea semnalului de intrare care cuprinde o serie de armonici, armonicele sunt amplificate amplificator inegal, deoarece circuitul de reactanță diferit, în funcție de frecvența și ca urmare, aceasta duce la o denaturare a semnalului amplificat.
Aceste distorsiuni sunt menționate frecvență și sunt caracterizate printr-un coeficient de distorsiune de frecvență:
unde Kf - amplificarea modulului la o frecvență predeterminată.
Coeficienții de distorsiune de frecvență
Coeficienții se numesc distorsiunea la frecvențele limită superioară și inferioară.
AFC poate fi construit într-o scară logaritmică. In acest caz, se numește LACHH (fig. 9.4), câștigul amplificatorului este exprimat în decibeli, iar pe abscisă frecventa prin zece ani (interval de frecvență 10f și f).
Fig. 9.4. Răspunsul de frecvență logaritmică
De obicei, punctele de referință selectate frecvențele corespunzătoare f = 10 n. Curbele LACHH sunt în fiecare domeniu de frecvență pantă. Se măsoară în decibeli pe deceniu.
faza de răspuns (FRF) a amplificatorului - este unghiul dependența defazajul între intrare și ieșire tensiuni de frecvență. faza de răspuns tipic este prezentat în Fig. 9.5. Acesta poate fi, de asemenea, construit pe o scară logaritmică.
În distorsiunea fază suplimentară de gama medie minimă. PFC ne permite să se estimeze distorsiunile de fază în amplificatoarele pentru aceleași motive ca și frecvența.
Fig. 9.5. faza de răspuns (PFC) amplificator
Un exemplu de apariție a distorsiunii fazei este prezentată în Fig. 9.6, care arată amplificarea semnalului de intrare, format din două armonici (punctată), care în amplificarea trece defazări.
Fig. 9.6. distorsiuni de fază în amplificator
răspuns tranzitorie a amplificatorului - este dependența semnalului de ieșire (curent, tensiune) în funcție de timp, după o acțiune de intrare bruscă (Figura 9.7.). Frecvența, faza și caracteristicile tranzitorii ale amplificatorului este asociat în mod unic unul cu celălalt.
Fig. 9.7. răspuns tranzitorie a amplificatorului
Frecvențele superioare corespunzătoare răspunsului tranzitoriu în timpurile joase, zona frecvenței inferioare - răspunsul tranzitoriu pentru timpi mari.