Усилители.
Усилитель – электрическое устройство, предназначенное для усиления электрического сигнала без искажения формы сигнала, за счет внешнего источника.
Наиболее распространенным принципом усиления сигнала является воздействие входной цепи на электрическое сопротивление выходной цепи. Это воздействие соответствует форме усиливаемого сигнала, и поэтому формам сигнала воспроизводится в выходной цепи.
Возможность усилителя увеличить поданный на его вход сигнал количественно оценивается коэффициентом усиления, . К= 500 – 1000.
Если К имеет значения, недостаточные для получения на выходе сигнала нужного напряжения, соединяют несколько усилителей. Каждый отдельный усилитель при этом называют усилительным каскадом. Общее К равно произведению коэффициентов усиления каждого из каскадов. .
Чтобы форма сигнала при усилении не изменилась, коэффициент усиления должен быть одинаков для различных напряжений в пределах изменения входного сигнала. Зависимость - амплитудная характеристика усилителя, имеет линейный вид . Линейная зависимость выполняется лишь в ограниченной области изменения входного напряжения, при выходе за пределы этой области линейность зависимости нарушается, т.е. выходной сигнал будет уже не гармоническим. Возникнут нелинейные (амплитудные) искажения.
0,7
ν
Амплитудная характеристика Частотная характеристика
Предупреждение амплитудных искажений – усиление регулируется так, чтобы амплитуда регистрирующих колебаний не выходила линейной части амплитудной характеристики.
Зависимость коэффициента усиления К от частоты ν усиливаемых колебаний называют частотной характеристикой усилителя. Частотная характеристика должна иметь вид . На практике это не выполняется и приводит к искажениям.
Для предупреждения частотных искажений усилитель должен работать в пределах частот, ограничивающих полосой пропускания. Полоса пропускания – интервал частот в пределах от 0,7 до , т.к. в этих пределах сигнал практически не искажается.
Классификация усилителей:
1)Усилитель с отрицательной обратной связью. Обратная связь означает воздействие сигнала с его выхода на вход. Если совпадает по фазе с , то связь называется положительной, если между ними имеется сдвиг фазы на 180˚, то связь отрицательна. Обратная связь характеризуется коэффициентом передачи β: . Коэффициент усиления для усилителя с обратной связью: , где K – коэф.усиления без обратной связи.
2)Усилитель постоянного тока – служат для усиления постоянных токов и медленно изменяющихся сигналов (биопотенциалов). В медико-биологической практике УПТ используются для усиления слабых сигналов, имеющих постоянную составляющую. Например, сигналов отразличных датчиков (термо-, механодатчиков).
3)Усилители низких частот – диапазон рабочих частот этих усилителей лежит в пределах звуковых частот (20 Гц – 20 кГц).
4)Широкополосные усилители (видеоусилители) – с верхней частью 100 МГц и более.
5) Резонансные усилители - используются для усиления сигналов в узкой полосе частот.