Основные характеристики усилителей

Теоретическое введение

Усилителем называют устройство, предназначенное для усиления (повышения) мощности входного сигнала. В любом усилителе маломощный входной сигнал лишь управляет передачей энергии от источника питания в нагрузку. Усилители бывают трех типов: усилители напряжения - увеличивают амплитуду напряжения входного сигнала; усилители тока – усиливают ток не изменяя напряжение входного сигнала; усилители мощности – усиливают мощность входного сигнала, то есть его напряжение и ток. Основной характеристикой усилителя является коэффициент усиления. В зависимости от типа усилителя (усилитель напряжения, тока или мощности) различают коэффициент усиления по напряжению:

,

где и - напряжение сигнала на выходе и входе усилителя;

коэффициент усиления по току:

,

где и - выходной и входной токи усилителя;

коэффициент усиления по мощности:

,

где и - мощность сигнала на выходе и входе усилителя.

В зависимости от типа усилителя может быть, что (усилитель тока) или (усилитель напряжения), однако для любого усилителя .

Амплитудной характеристикой усилителя называют зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного. В линейном режиме работы усилителя амплитудная характеристика линейна и тангенс угла наклона характеристики к оси равен коэффициенту усиления. Амплитудно-частотной характеристикой усилителя называют зависимость коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала. Так как диапазон рабочих частот усилителей обычно достаточно велик (максимальная и минимальная рабочие частоты усилителя могут отличаться в тысячи раз), то амплитудно-частотные характеристики строят в логарифмическом масштабе и называют логарифмическими амплитудно-частотными характеристиками (ЛАЧХ). Фазово-частотная характеристика усилителя показывает зависимость угла сдвига (фазы) выходного сигнала относительно входного. Фазово-частотные характеристики так же строятся в логарифмическом масштабе, такие характеристики называются логарифмическими фазово-частотными характеристиками (ЛФЧХ).