Механизм усиления

Принцип усиления электрических сигналов в нелинейном резистивном четырехполюснике можно понять с помощью схемы, изображенной на рис.1 б). Это цепь постоянного тока, в которой последовательно относительно источника постоянной ЭДС включены линейный резистор и нелинейный резистор, сопротивление которого зависит от управляющего электрического напряжения , то есть это электрическиуправляемый резистор.

Очевидно, ток в цепи может быть записан по закону Ома

(1)

Из (1) следует, что напряжение на входе меняет только сопротивление нелинейного резистора, что, в свою очередь, вызывает изменение тока в цепи. Напряжение на выходе схемы по закону Ома равно

,

(2)

то есть будет меняться при появлении сигнала на входе.

Изменениесопротивления управляемого резистора входным сигналом и есть механизм (принцип) усиления сигнала в нелинейной схеме рис.1 б).

Как видно из (2), величина и характер изменения напряжения на выходе определяется закономизменения сопротивления .

Для усиления изменение должно удовлетворять определенным требованиям.

Во-первых, изменение сопротивления должно быть значительным при малой затрате энергии источника сигнала.

В этом случае мощность, выделенная в нагрузке, может быть гораздо больше мощности источника сигнала, так как ток через обусловлен другим источником энергии – источником ЭДС .

Во-вторых, для усиления управляемый резистор должен меняться так, чтобы изменение тока в цепи было пропорциональновходному сигналу, поскольку только при этом условии выходной сигнал не будет искажен (см.(2)).

Итак, в схеме рис.1 б) происходит преобразование энергии источника питания в энергию сигнала, за счет чего получается усиление мощности сигнала. Таким образом, все усилители – это усилители мощности, но часто полезным преобразованием является усиление тока или усиление напряжения. Поэтому в зависимости от типа входного воздействия усилители делятся на усилители тока, напряжения и мощности.