Классификация и основные технические показатели усилителей

Устройство, предназначенное для усиления электрических сигналов, называется электронным усилителем.

Основной классификацией усилителей является классификация по диапазону усиливаемых частот.

1. Усилители низкой частоты (УНЧ) – диапазон усиливаемых частот от 10Гц до 100кГц.

2. Усилители высокой частоты (УВЧ) – диапазон усиливаемых частот от 100кГц до 100МГц.

3. Усилители постоянного тока (УПТ). Они могут усиливать постоянный ток. Диапазон усиливаемых частот от 0Гц до 100кГц.

4. Импульсные усилители (ИУ) – широкополосные импульсные - и видеоусилители.

Частотный диапазон усиливаемых частот от 1кГц до 100кГц.

5. Избирательные, или резонансные усилители – это усилители, работающие в узком диапазоне частот.

3.1.2. Усилитель как четырёхполюсник

Усилитель электрических сигналов представляет собой активный четырёхполюсник. К входным точкам усилителя подключается источник усиливаемых сигналов с напряжением Uвх, к выходным точкам подключают потребитель усиленных колебаний который называется нагрузкой Rн.

Рис.3.1. Структурная схема усилителя (а) и принципиальная схема усилителя на биполярном транзисторе (б)

Усилитель имеет две основные цепи: входную и выходную. Входная цепь включает в себя источник усиливаемых колебаний с напряжением Uвх, эмиттерный переход транзистора, включенный в прямом направлении за счет источника Еб.э. Выходная цепь включает в себя источник Ек.э., сопротивление нагрузки Rн, эмиттерный переход и коллекторный переходы транзистора.

На входе транзистора действует сигнал от источника усиливаемых колебаний Uвх. Небольшое изменение входного напряжения Δ Uвх вызовет изменение входного тока Δ Iб. Ток коллектора транзистора из-за этого получит приращение Δ Iк=Δ Iб h21. Это вызовет на сопротивлении нагрузки приращение напряжения

Δ Uвых=Δ Iк× Rн= Δ Iб× h₂₁× Rн.

Напряжение Uвых больше чем напряжение Uвх. Uвых=Δ Iб× h₂₁× Rн, так как сопротивление нагрузки выбрано больше входного Rн > Rвх, ток Δ Iк > Δ Iб, таким образом, схема обеспечивает усиление и по току и по напряжению. Мощность на входе Δ Pвх=Δ × Rвх, а мощность на выходе Δ Pвых=Δ × Rн так как

Δ Iк > Δ Iб, Rн > Rвх, то Pвых > Pвх, т.е., схема обеспечивает усиление по мощности.

Процесс усиления электрических сигналов по мощности является процессом преобразования мощности источника постоянного тока в мощность переменного тока, который изменяется по закону изменения входного напряжения.