Реферат: Основные показатели работы усилителей - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Основные показатели работы усилителей

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 2922 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

23 О сновные показатели работы усилителей Классификация усилителей Электронным усилителем называется устройство, позволяющее преобразовывать входные электрические сигналы в сигналы большей мощности на выходе без существенного искажения их формы . Эффект увеличения мощности возможен при наличии в устройстве некоторого внешнего источника, энергия которого используется для создания повышенной мощности на выходе . Этот источник энергии, преобразуемой усилителем в энергию усиленных сигналов, называется источником питания . Энергия источника питания преобразуется в энергию полезного сигнала при помощи усилительных, или активных элементов . Устройство, являющееся потребителем усиленных сигналов, называют нагрузкой усилителя, а цепь усилителя, к которой нагрузка подключена, – выходной цепью, или выходом усилителя . Источник входного сигнала, который нужно усилить, называется источником сигнала, или входным источником или генератором , а цепь усилителя, в которую вводят входной сигнал, называется входной цепью, или входом усилителя . Любой усилитель модулирует энергию источника питания входным управляющим сигналом . Этот процесс осуществляется при помощи управляемого нелинейного элемента . Обобщенная структурная схема усилительного устройства приведена на рисунке 3.1. Для обеспечения усиления сигнала усилитель (У ), последовательно с которым соединен источник питания Еп, должен включать в себя нелинейный элемент, управляемый входным электрическим сигналом U1 . К входной (управляющей ) цепи усилителя подключен источник ЕС усиливаемого сигнала (при этом Zc – комплексное значение внутреннего сопротивления источника ), а к выходной – нагрузочное устройство с сопротивлением Zн . Рисунок 3.1. Обобщенная структурная схема усилительного устройства Обычно, в первом приближении, сопротивления считают активными, учитывая их комплексность только при рассмотрении специфических вопросов . Усилительные устройства находят очень широкое применение . Они являются основными узлами различной электронной аппаратуры, широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, в следящих, управляющих и регулирующих системах, счетно-решающих и вычислительных машинах, контрольно-измерительных приборах и т.п. Деление усилителей на типы обычно осуществляют по назначению усилителя, характеру входного сигнала, полосе и абсолютному значению усиливаемых частот, виду используемых активных элементов . По своему назначению усилители условно делятся на усилители напряжения, усилители тока и усилители мощности . Если основное требование – усиление входного напряжения до необходимого значения, то такой усилитель относят к усилителям напряжения . Если основное требование – усиление входного тока до нужного уровня, то такой усилитель относят к усилителям тока . Следует отметить, что в усилителях напряжения и усилителях тока одновременно происходит усиление мощности сигнала (иначе вместо усилителя достаточно было бы применить трансформатор ). В усилителях мощности в отличие от усилителей напряжения и тока требуется обеспечить в нагрузке заданный или максимально возможный уровень мощности сигнала . Ниже будут приведены необходимые соотношения, характеризующие усиление напряжения, тока и мощности . В зависимости от характера входного сигнала различают усилители гармонических (непрерывных ) сигналов и усилители импульсных сигналов . К первой группе относятся устройства для усиления непрерывных электрических сигналов, гармонические составляющие которых изменяются много медленнее всех нестационарных процессов в цепях усилителя . Ко второй группе усилителей относятся устройства для усиления электрических импульсов различной формы и амплитуды с допустимыми искажениями их формы . В этих усилителях входной сигнал изменяется настолько быстро, что процесс установления колебаний является определяющим при нахождении формы выходного сигнала . В пределах данного курса мы будем изучать усилители гармонических сигналов . Полоса и абсолютные значения усиливаемых частот позволяют разделить усилители на следующие типы . Усилители постоянного тока (УПТ ) (точнее, усилители медленно меняющихся напряжений и токов ) предназначены для усиления электрических колебаний в пределах от низшей частоты fн , равной нулю, до верхней рабочей частоты fв усилителя, составляющей нередко десятки и сотни килогерц . Эти усилители широко применяются в измерительной аппаратуре, устройствах автоматики и вычислительной техники . Они позволяют усиливать как переменные составляющие сигнала, так и его постоянную составляющую . Усилители переменного тока предназначены для усиления лишь переменных составляющих входного сигнала . В зависимости от граничных значений рабочего диапазона частот усилители переменного тока могут быть низкой и высокой частоты . Для усилителей низкой частоты (УНЧ ) справедливо неравенство fв – fн >> fн . Частотный спектр (УНЧ ) лежит в пределах от десятков герц до десятков (сотен ) килогерц . В усилителях высокой частоты усиление сигнала осуществляется в диапазоне частот, определяемых неравенством fв – fн << f в . По ширине полосы усиливаемых частот выделяют избирательные усилители, усиливающие электрические сигналы в узкой полосе частот fв / fн < 1,1 . З а пределами этой полосы усиление резко падает . Эти усилители могут использоваться как на низких, так и на высоких частотах и выступают в качестве своеобразных частотных фильтров, позволяющих выделить (или подавить ) заданный диапазон частот электрических колебаний . Узкая полоса частотного диапазона во многих случаях обеспечивается применением в качестве нагрузки таких усилителей одного или нескольких колебательных (резонансных ) контуров . В связи с этим избирательные усилители часто называют резонансными, или полосовыми . Широкополосные усилители, усиливающие электрические сигналы в очень широком диапазоне частот fв / fн > 1000 . Эти усилители предназначены для усиления сигналов в устройствах импульсной связи, радиолокации и телевидения . Во многих случаях усиленные сигналы воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки и регистрируются визуально . Поэтому часто широкополосные усилители называют видеоусилителями . Помимо своего основного назначения, эти усилители с успехом используются также в устройствах автоматики, и вычислительной техники . По роду применяемых активных элементов усилители делятся на транзисторные, магнитные, диодные, ламповые, параметрические и др . В качестве активных элементов в настоящее время в усилителях чаще используются полевые или биполярные транзисторы либо интегральные схемы . Широко применявшиеся ранее усилительные лампы в разработке новой усилительной аппаратуры практически не используются . Значительно реже, чем транзисторы и интегральные схемы, применяются активные элементы в виде нелинейных емкостей или индуктивностей и специальные типы полупроводниковых диодов . Приведенная классификация рассматривает усилительные устройства с разных позиций . Поэтому для полной характеристики конкретного усилителя необходимо знание всех его основных признаков . Основные технические показатели усилителей Важнейшими техническими показателями усилителя являются : коэффициенты усиления (по напряжению, току и мощности ), входное и выходное сопротивления, выходная мощность, коэффициент полезного действия, номинальное входное напряжение (чувствительность ), диапазон усиливаемых частот, динамический диапазон амплитуд и уровень собственных помех, а также показатели, характеризующие нелинейные, частотные и фазовые искажения усиливаемого сигнала . Коэффициент усиления – отношение установившихся значений выходного и входного сигналов усилителя . В зависимости от типа усиливаемой величины различают коэффициенты усиления : по напряжению Ku = U2 / U1 ; по току Ki = I2 / I1 ; по мощности Кр = Р2 / Р1, где U 1, U 2, I 1, I 2 – действующие (или амплитудные ) напряжения и токи . Так как P 1 = U 1 I 1 и P 2 = U 2 I 2, то коэффициент усиления по мощности Kp = Ku Ki . Значение коэффициента усиления К у различных усилителей напряжения может иметь величину порядка десятков и сотен . Но и этого в ряде случаев недостаточно для получения на выходе усилителя сигнала требуемой мощности . Тогда прибегают к последовательному (каскадному ) включению ряда усилительных каскадов (рисунок 3.2 ). Для многокаскадных усилителей Усилительный каскад – часть усилителя, образующая одну ступень усиления. К каскаду также может быть применено понятие – усилитель. общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов . При последовательном соединении нескольких усилительных устройств произведение их коэффициентов усиления определяет общий коэффициент усиления системы, т.е. Кобщ = К1 К2… . . К n . ( 3.1 ) Рисунок 3.2. Структурная схема многокаскадного усилителя Коэффициент усиления, вычисленный по формуле ( 3.1 ), представляет собой безразмерную величину . Учитывая, что в современных усилительных схемах коэффициент усиления, выраженный в безразмерных единицах, получается довольно громоздким числом, в электронике получил распространение способ выражения усилительных свойств в логарифмических единицах – децибелах (дБ ). Коэффициент усиления по мощности, выраженный в децибелах, равен KP [ дБ ] = 10 lg ( P 2/ P 1 ) = 10 lg KP . ( 3.2 ) Поскольку мощность пропорциональна квадрату тока или напряжения, для коэффициентов усиления по току и напряжению можно записать соответственно : KI [ дБ ] = 20 lg (I2/I1 ) = 20 lg KI, KU [ дБ ] = 20 lg (U2/U1 ) = 20 lg KU . ( 3.2 * ) Обратный переход от децибел к безразмерному числу производится при помощи выражения , где N = 10 при расчете коэффициента усиления по мощности и N = 20 – при расчетах по напряжению и току . Широкому использованию логарифмического представления коэффициентов усиления способствует и то, что многие направления, в которых применяются усилители, связаны с техникой, воздействующей на чувства человека . А восприятие человека описываются логарифмическими зависимостями . Например, громкость звукового сигнала, по ощущениям человека, увеличится в два раза при увеличении его мощности в 10 раз . Если принять К u = 1 дБ, то при определении коэффициента усиления по напряжению . Следовательно, усиление равно одному децибелу, если напряжение на выходе усилителя в 1,12 раза (на 12% ) больше, чем напряжение на входе . В технике электронных усилителей наиболее часто рассматривают коэффициент усиления по напряжению, поэтому при его написании индекс часто опускается . Это будет делаться также в данном пособии в дальнейшем . Полезно помнить, что удвоение коэффициента усиления К означает увеличение этого показателя в децибелах KдБ на 6 дБ, а увеличение K в 10 раз – увеличение КдБ на 20 дБ . Изменение коэффициента усиления на 3 дБ соответствует его увеличению в 2 раз, а на минус 3 дБ – уменьшению в 2 раз (примерно 0,707 от исходной величины ). Логарифмическая мера оценки удобна при анализе многокаскадных усилителей . Действительно, общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя при переходе к логарифмическим единицам измерения определяется в отличие от ( 3.2 ) суммой коэффициентов усиления отдельных каскадов, т.е. K общ [ дБ ] = K 1 [ дБ ] + +К2 [ дБ ] + ... + К n [ дБ ]. Коэффициенты усиления по напряжению и току являются величинами комплексными, что отражает наличие фазовых сдвигов усиливаемого сигнала . Например, для коэффициента усиления по напряжению имеем : , или , где Кm = (Uвых / Uвх ) – модуль коэффициента усиления ; = ( вых – вх ) – угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями . Обычно, когда рассматривают коэффициент усиления, имеют ввиду его модуль . Фазовый сдвиг (аргумент коэффициента усиления ) анализируют отдельно . Значения, как модуля, так и фазы зависят как от величины параметров схемы усилителя, так и от частоты усиливаемого сигнала . Для их описания используют так называемые амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики . Частотная и фазовая характеристики Амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ ) называется зависимость модуля коэффициента усиления К усилителя от частоты входного сигнала f (либо от круговой частоты = 2 f ). Примерный вид частотной характеристики изображен на рис.1.4 , a . Для оси абсцисс обычно используют логарифмический масштаб . Это вызвано тем, что частотный диапазон современных усилителей может быть очень велик и, если применить линейный масштаб по частоте, то такая характеристика будет неудобна для использования, так как все нижние частоты будут сжаты у начала координат, а область верхних частот окажется слишком растянутой . Поэтому при построении амплитудно-частотных характеристик частоту по оси абсцисс удобнее откладывать не в линейном, а в логарифмическом масштабе – для каждой частоты фактически по оси откладывается величина lg f , а подписывается значение частоты f . Рисунок 3.3. Амплитудно - и фазочастотная характеристики усилителя Коэффициент усиления на графике может быть представлен по-разному – либо в абсолютных, либо в относительных значениях . Применение относительных значений обусловлено значительным технологическим разбросом значений коэффициента усиления отдельных образцов реальных усилителей . Поэтому для удобства взаимного сопоставления АЧХ усилителей с различными значениями Км их обычно нормируют, представляя выходной параметр в виде относительной величины, т.е. N (щ ) = K ( щ ) / Kmax , где К( щ ) и Km – коэффициент усиления на частоте щ и максимальное значение коэффициента усиления . Очень часто коэффициент усиления отложен в децибелах . В этом случае, по существу, по оси ординат также используется логарифмический масштаб применительно к относительному коэффициенту усиления (коэффициенту усиления, выраженному в «разах» ). Как видно из рисунка 3.3 , а , при изменении частоты входного сигнала от нуля до бесконечности модуль коэффициента усиления вначале возрастает, достигая постепенно на некоторой частоте максимальной величины К0, а затем вновь уменьшается . Основная причина этих изменений – наличие в схеме реактивных элементов . Причиной частотных искажений является присутствие в схеме усилителя реактивных элементов – конденсаторов, катушек индуктивности, междуэлектродных емкостей усилительных элементов, емкости монтажа и т.п. Зависимость величины реактивного сопротивления от частоты не позволяет получить постоянный коэффициент усиления в широкой полосе частот . Фазочастотной характеристикой (ФЧХ ) называют зависимость фазового сдвига выходного сигнала относительно входного от частоты входного сигнала . Типичный вид фазовой характеристики показан на рисунке 3.3, б . По оси абсцисс откладываются значения частоты входного сигнала в логарифмическом масштабе, а по оси ординат – аргумент комплексного коэффициента усиления усилителя (в градусах или радианах ) в линейном масштабе . На частотах, равных нулю и стремящихся к бесконечности, создаются конечные фазовые сдвиги, так как усилитель имеет в схеме конечное число реактивных элементов . В области средних частот рабочей полосы усилителя фазовые сдвиги, как правило, незначительны ; в области нижних и верхних частот фазовые сдвиги возрастают . Входное и выходное сопротивления . Усилитель можно рассматривать как активный четырехполюсник, к входным зажимам которого подключается источник усиливаемого сигнала, а к выходным – сопротивление нагрузки . На рисунке 3.4. показана одна из возможных эквивалентных схем усилительного каскада, где усилитель ( ) представлен в виде четырехполюсника . Источник сигнала (генератор G ), подключаемый ко входу усилителя, характеризуется величиной ЭДС U г . и внутренним сопротивлением Rг . Усилитель одновременно является нагрузкой для источника сигнала и источником сигнала для внешней нагрузки Rн . При построении схемы использована теорема об эквивалентном источнике, согласно которой любую, сколь угодно сложную схему, всегда можно представить в виде источника напряжения (ЭДС ) и включенного последовательно с ним резистора, соответствующего выходному сопротивлению . Это применено при изображении генератора и выходной цепи усилителя . С другой стороны, входную цепь любого каскада всегда можно представить в виде резистора, соответствующего эквивалентному входному сопротивлению такого каскада, что сделано применительно к входной цепи усилителя и нагрузки . Рисунок 3.4. Усилитель как четырехполюсник Входное и выходное сопротивления – важнейшие параметры усилительных устройств . Их значения должны учитываться при согласовании усилительного устройства как с источником входного сигнала (датчиком ), так и с нагрузкой . В общем виде значения входного и выходного сопротивлений носят комплексный характер и являются функцией частоты . Эти зависимости необходимо учитывать при анализе воздействия на вход усилительного устройства непериодического сигнала, который характеризуется широким спектром гармонических составляющих . На практике обычно для большинства случаев ограничиваются рассмотрением только активных составляющих входного и выходного сопротивлений . Для них справедливы следующие выражения : R вх = R 1 = ( U 1 / I 1 ) при R н – const, R вых = U 2 X / I 2 K , где R 2 X – напряжение холостого хода на выходе усилителя ( R н =
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Единственное отличие японского автомобиля от европейского в том, что жена трындит слева от руля, а не справа.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Основные показатели работы усилителей", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru