Усилительные устройства

Функциональная и общая схема усилительного устройства. Усилительные элементы

Источником питания потребляется некоторая мощность, часть которой является выходной мощностью и передается нагрузке в преобразованном виде. Для преобразования потребляемой источником питания мощности в виде мощности постоянного тока в мощность переменного тока, тратится входная мощность, получаемая от источника сигнала (входная мощность). Таким образом процесс усиления представляет собой процесс увеличения мощности источника сигнала. Общая схема усилительного устройства представлена на рисунке ниже

Рисунок 1. Общая схема усилительного устройства. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: 1 — источник сигнала; 2 — нагрузка; 3 — источник питания; Р0 — мощность источника питания; Р1 — входная мощность; Р2 — выходная мощность;

Получается, что характерным свойством усилительного устройства является его способность, заключающаяся в увеличении мощности сигнала, то есть Р2 > Р1.

На рисунке ниже представлена функциональная схема усилительного устройства.

Рисунок 2. Функциональная схема усилительного устройства. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: 1 — источник сигнала; 2 — нагрузка; 3 — источник питания усилителя; 4 - усилительного

К элементам, которые способны усиливать мощность, относятся:

• Дроссель насыщения (входит в состав магнитного усилительного устройства).
• Электронная лампа.
• Интегральные микросхемы.
• Транзистор.
• Вариконд.

Для того, чтобы усилить электрический сигнал в преимущественно используются электронные усилители, элементы которых применяются такое явление, как электрическая проводимость в газовой среде, полупроводниках и вакууме. В данном случае усилительными элементами могут быть транзисторы, выполненные в виде интегральной микросхемы или дискретного прибора или электронные лампы.

Классификация усилительных устройств. Основные параметры усилительных устройств

Усилительные устройства классифицируются по следующим признакам:

1. По роду усиливаемых сигналов. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на усилители импульсных сигналов (время изменения сигнала сопоставимо с временем переходного процесса в самом усилителе) и усилители непрерывных сигналов (время изменения сигналов намного больше, чем продолжительности переходного процесса в усилителе).
2. По диапазону усиливаемых частот. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на избирательные усилители, усилители переменного тока, широкополосные усилители, усилители звуковой частоты и усилители постоянного тока.
3. По виду связи между нагрузкой, усилительным каскадом и самим усилителем. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на трансформаторные усилители, усилители с непосредственными связями и резистивно-емкостные усилители.
4. По соотношению между внутренним сопротивлением в источнике сигнала, выходным сопротивлением, сопротивлением нагрузки и входным сопротивлением. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на усилители мощности, усилители напряжения и усилители электрического тока.
5. По типу усилительного элемента. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на усилительные устройства с интегральными микросхемами, биполярными транзисторами, с электронными лампами, с полевыми транзисторами.
6. По наличию процесса промежуточного преобразования частоты. Согласно данному признаку усилительные устройства делятся на усилители с преобразованием частоты и усилители прямого усиления. Усилительные устройства с промежуточным усилением часто используются в том случае, когда усиление без промежуточного усиления становится причиной больших потерь.

К основным параметрам усилительных устройств относятся выходные и входные параметры, а также коэффициенты передачи. Входные параметры характеризуют усилительное устройство, как нагрузку для источника сигнала, таким образом, усилительное устройство представляет собой нагрузку для источника сигнала. К входным параметрам относятся входная мощность сигнала, номинальное входное напряжения и номинальный входной электрический ток. Эти параметры связаны следующим выражением:

$Uвх = Iвх * Rвх$

где, Uвх — входное напряжение; Iвх — номинальный входной электрический ток; Rвх — входное сопротивление.

Выходные параметры усилительного устройства характеризуют его как генератор (источник сигнала) для нагрузки. К основным параметрам относятся выходные сопротивление, электрический ток и напряжения, связанные между собой следующим выражением:

$Rвых = Uвых / Iвых$

где, Rвых, Uвых и Iвых — выходные ток, напряжение и сопротивление.