Коэффициент усиления

Коэффициент усиления – важнейший количественный показатель работы усилителя. Коэффициент усиления напряжения К_u=U_вых/Uвх;коэффициент усиления тока К_i=I_вых /I_вх; коэффициент усиления мощности .

Общий коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления каскадов

Коэффициент усиления К выражается безразмерной величиной либо в децибелах(дБ) .

Коэффициент усиления К является комплексной величиной, так как выходной сигнал отличается от входного по фазе.

В общем виде, например, для напряжения

,где К – модуль , ‑ разность фаз входного и выходного сигнала.

6.2.3 Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

Амплитудно-частотная характеристика (рисунок 6.1,а – это зависимость коэффициента усиления сигнала К от частоты f К=F₁(f).

По АЧХ определяются параметры:

а) полоса пропускания ;

б) f_н и f_в – нижняя и верхняя граничные частоты усиления;

в) М_f – коэффициент частотных искажений на заданной частоте f

. Частотные искажения являются линейными, т.е. форма сигнала не меняется.

6.2.4 Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) (см.рисунок 6.1,б) – это зависимость сдвига фазы сигнала от частоты f , – это угол между входным и выходным сигналом.

6.2.5 Амплитудная характеристика при постоянной частоте (рисунок 6.2).

Здесь в точке А при U_выхmin= U_помех. В точке B на входе U_вхmin,когда сигнал можно различить на фоне помех. На участке ВС имеет место линейное усиление, то есть форма сигнала не меняется. В точке С начинается нелинейное усиление, U_выхmax ограничивается заданным уровнем нелинейных искажений.

Амплитудная характеристика дает возможность оценить предельное значение амплитуды входного сигнала, соответствующее границе линейного усиления. По этой характеристике определяется динамический диапазон усилителя D

D_дБ=20 lg(U_вхmax /U_вхmin).

На участке CD нелинейные искажения возникают за счет нелинейности характеристик транзистора и проявляются в искажении формы сигнала, которые оцениваются коэффициентом нелинейных искажений n или клирфактором , где U₂, U₃ – высшие гармоники, U₁ – первая гармоника (полезная). В спектре выходного сигнала появляются новые высшие гармоники, которые искажают сигнал.

6.2.6 Коэффициент полезного действия усилителя h – отношение номинальной выходной мощности, отдаваемой в нагрузку, к суммарной мощности, потребляемой им от всех источников питания h =Р_н/Р_S