Одна из основных функций, реализуемых аналоговыми устройствами – это усиление.
Усилителем называют устройство, предназначенное для усиления входного электрического сигнала по напряжению, току или мощности за счет преобразования энергии источника питания в энергию выходного сигнала
Усиление происходит с помощью активных элементов за счет потребления мощности от источника питания.
Усилители принято классифицировать по ряду признаков:
► По виду усиливаемых сигналов - усилители непрерывных (гармонических) и усилители импульсных сигналов;
Усилители гармонических (непрерывных) или квазигармонических (почти гармонических) сигналов предназначены для усиления сигналов, изменение которых происходит много медленнее длительности переходных процессов в самих усилителях.
Усилители импульсных сигналов предназначены для усиления импульсных периодических или непериодических сигналов. При этом длительность собственных переходных процессов в усилителе не должна вызывать искажения исходной формы усиливаемых сигналов.
► По типу усиливаемой величины– их делят на усилители напряжения, тока и мощности.
Однако усиление сигнала по мощности наблюдается в любом усилителе в отличие от других типов преобразователей электрического сигнала. Например, у трансформатора, преобразующего напряжение или ток, мощность на выходе всегда остается неизменной по отношению к его входной мощности. Поэтому указанная классификация для усилителей имеет несколько условный характер, выражая лишь основное целевое назначение усилителя.
► По диапазону усиливаемых частот различают усилители постоянного тока ( =0 Гц) и усилители переменного тока.
Усилитель постоянного тока (УПТ) усиливает входной сигнал в диапазоне от нулевой до некоторой верхней частоты.
Усилитель переменного тока усиливает входной сигнал, лежащий в диапазоне от некоторой нижней до некоторой верхней частот. Сигналы постоянного тока данным типом усилителя не усиливаются.
В свою очередь, усилители переменного тока подразделяются на:
¨ усилители низких (звуковых) частот (от 20 до 20000 Гц) или низкочастотные усилители;
В специальной литературе принято классифицировать УУ переменного тока по диапазону рабочих частот согласно таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Границы частотных диапазонов
Диапазон
Аббревиатура
Границыдиапазона
Единицыизмерения
Очень низкие частоты
ОНЧ
3 - 30000
Гц
Низкие частоты
НЧ
30 - 300
КГц
Средние частоты
СЧ
300 - 3000
КГц
Высокие частоты
ВЧ
3 - 30
МГц
Очень высокие частоты
ОВЧ
30 - 300
МГц
Ультравысокие частоты
УВЧ
300 - 3000
МГц
Сверхвысокие частоты
СВЧ
3 - 30
ГГц
Крайне высокие частоты
КВЧ
30 - 300
ГГц
Гипервысокие частоты
ГВЧ
300 - 3000
ГГц
Кроме того, усилители ВЧ и СВЧ диапазонов подразделяются на:
· узкополосные ( , ); где - средняя частота рабочего диапазона
· широкополосные ( ).
· избирательные (резонансные) усилители, обеспечивающие усиление в очень узком диапазоне частот (нагрузка обладает свойствами резонансного контура).
► По виду соединительных цепей усилительных каскадов. Так как усилительные устройства строятся, как правило, на основе последовательного включения нескольких типовых каскадов, различают:
· усилители с гальванической (непосредственной) связью, предусматривающие передачу между каскадами сигнала как переменного, так и постоянного токов;
· усилители с RC-связями, в которых между выходом предыдущего и входом последующего каскадов включают резистивно-емкостную цепь, исключающего передачу сигналов постоянного тока;
· усилители с индуктивной (трансформаторной) связью, в которых между каскадами включается трансформатор.
►По виду нагрузкиразличают усилители с активной, активно-индуктивной и емкостной нагрузкой.
► импульсные усилители классифицируются по длительности усиливаемых импульсов на микро-, нано- и пикосекундные;
► по типу активных элементов УУ подразделяются на ламповые, транзисторные, квантовые и др.;
► по назначению УУ подразделяются на измерительные, телевизионные и т.д.
Кроме рассмотренных основных признаков УУ могут классифицироваться по ряду дополнительных признаков - числу каскадов, типу питания, конструктивному исполнению и т.д.