Основные параметры и характеристики усилительных устройств

Основные параметры и характеристикиусилительных устройств

Основные параметры и характеристики УУ. Слайд 1. Всего 15

Автор Останин Б.П. Конец слайда

Основные параметры УУ

Коэффициенты усиления

1

2

EUK E - сквозной коэффициент усиления по ЭДС,

1

2

UUK - коэффициент усиления напряжения,

1

2

IIK I - коэффициент усиления тока,

1

2

PPKP - коэффициент усиления мощности.

Коэффициент усиления мощности КР определяется при резистивном входном сопротивлении усилителя и резистивном сопротивлении нагрузки.



Коэффициент усиления усилителя, состоящего из n каскадов

nKKKKK ...321

Если коэффициент усиления чисто вещественный, то его удобно выражать в дБ (децибелах)

KК дБ lg20В этом случае

nдБдБдБдБдБ ККККК ...321Пример

Пусть К1=10,

К2=100,

К3=0,5.

Тогда К1дБ = 20,К2дБ = 40,К3дБ = -6.

дБКККК дБдБдБдБ 5464020321

что соответствует К=500.

Коэффициент усиления мощности в дБ PК РдБ lg10



Входные и выходные параметры усилителя

Входные

ZВХ (часто RВХ) - входное сопротивление,

ЕГ - ЭДС источника сигнала,RГ - сопротивление источника

сигнала,U1 - входное напряжение,I1 - входной ток Выходные ZВЫХ (RВЫХ) - выходное сопротивление,U2 - выходное напряжение,КГ - коэффициент гармоник,Р2 - выходная мощность, - коэффициент полезного

действия,Р2 МАКС - максимальная выходная

мощность (определяется при КГ=10%)



К входным параметрам операционных усилителей (ОУ) кроме вышеперечисленных параметров относят

1. Скорость нарастания выходного сигнала UВЫХ,2. Предельный выходной ток IВЫХ.,3. Максимальное выходное напряжение UВЫХ МАКС

и другие.

1. Величины входных токов,2. Разность входных токов,3. Средний температурный дрейф входного тока, 4. Напряжение смещения, 5. Входное сопротивление синфазному сигналу, и другие.

К выходным параметрам операционных усилителей (ОУ) кроме вышеперечисленных параметров относят



Иногда к выходным параметрам относят сопротивление нагрузки ZН (RН). Например, когда усилитель подключается с помощью коаксиального кабеля. В таком случае сопротивление нагрузки усилителя равно характеристическому сопротивлению кабеля (обычно 75 Ом). При большой длине коаксиального кабеля необходимо согласование RВЫХ=ZС.

У усилителей звуковых частот для лучшего воспроизведения звука выходное сопротивление во много раз меньше сопротивления нагрузки. Иногда это оценивают коэффициентом демпфирования

ВЫХ

НД R

RК



Основные характеристики усилителя Амплитудная характеристика

U2m МАКС

U2m МИН

UП U1m МИН U1m МАКС

U2m

0 U1m

Идеальная характеристика

Реальная характеристика

Коэффициент усиления

А

В

Линейный участок АВ определяет динамический диапазон усилителя

МИНm

МАКСm

UU

D2

2

МИН

МАКС

МИНm

МАКСm

МИНm

МАКСm

МИНm

МАКСm

МИНm

МАКСmдБ Р

PII

II

UU

UU

D lg10lg20lg20lg20lg201

1

2

2

1

1

2

2

CУ DD



АЧХВ общем случае эта зависимость может быть сложной.

Пример. АЧХ УЗЧ

Идеальная АЧХ

Реальные АЧХ

К(f)

f (lg)0

АЧХ обычно разбиваются на три области:

Нижних частот.Средних частот.Верхних частот.





К(f)

f (lg)0

Область нижних частот

0,707 К(f)

Область среднихчастот

Область верхних частот

fН fВ

Полоса пропускания

Часто из-за удобства пользуются нормированной АЧХ. По ней проще определять коэффициент частотных искажений на заданной частоте.

Для нижних частот 1ˆ НK

Для средних частот 1ˆ K

Для верхних частот 1ˆ ВK

)()(ˆ

0fKfKK

Для УЗЧ f0 = 1000 Гц.Для УПТ f0 = 1000 Гц.

В общем случае BH fff 0



1ˆ ВK

1ˆ НK

Является мерой или коэффициентом частотных искажений

Виды графиков АЧХ





К(f)

f (lg)0

8056,6

fH fВ

f (lg)0

1,00,707

fH fВ

)(ˆ fK

80 ∙ 0,707 = 56,6

1,0 ∙ 0,707 = 0,707

38,1 - 3 = 35,1

)()()(ˆ

0fKfKfK

)(lg20),( fKдБfK

707,02

1

20lg0,707 = -3

f(lg), но не lgf !!!

К(f), дБ

f (lg)0

38,135,1

fH fВ

100 200 300 400 500 600 700 1000

декада

октава октава

К(f), дБ

f (lg)0

38,135,1

fH fВ

наклон +20 дБ на декаду

наклон -20 дБ на декаду



В логарифмическом масштабе граничные частоты fH и fB

соответствуют сопрягающим частотам. Обычно полоса пропускания задаётся по уровню частотных искажений –3 дБ. В линейном масштабе это соответствует уменьшению коэффициента усиления мощности КР в два раза или уменьшению коэффициента усиления напряжения К до уровня 0,707 от значения в области средних частот. Можно задавать и другие уровни частотных искажений. Величина f является субъективной оценкой. В современных усилителях коэффициенты частотных искажений колеблются в пределах от 0,01 до 10 дБ.

Обычно на нижней и верхней граничных частотах коэффициент усиления каскадов меньше чем на средних частотах и, следовательно, полоса пропускания всего усилителя меньше, чем полоса пропускания отдельных каскадов.

n

jj fKfK

1

)(ˆ)(ˆ



дБfKдБfKn

jj

1

)(ˆ)(ˆ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите коэффициенты усиления усилителей

2. Каскады усилителя имеют коэффициенты усиления К1, К2, К3. Укажите коэффициент усиления всего усилителя.

3. Каскады усилителя имеют коэффициенты усиления К1 дБ, К2 дБ, К3 дБ. Укажите коэффициент усиления всего усилителя.

4. Перечислите входные и выходные параметры усилителя 5. Поясните, что понимают под термином «динамический диапазон»

6. Укажите, на какие области делят АЧХ усилителей

7. Укажите отличие декады от октавы



8. Поясните понятие сопрягающие частоты

Documents

Основные параметры и характеристики усилительных устройств