 |
|
Классификация усилителей
УСИЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
В современной радиотехнике широко используются электронные устройства, в которых из слабого входного сигнала за счет энергии источника внешнего напряжения удается получать значительно более мощный выходной сигнал, сохраняющий все особенности входного сигнала. Такие устройства называются усилителями.
В зависимости от решаемых задач разработаны различные типы усилителей, обладающие разнообразными свойствами. Несмотря на это, все усилители имеют ряд общих показателей и характеристик, что позволяет провести их классификацию.
Классификация усилителей
Минимальная часть усилителя, способная повышать мощность электрических колебаний называется каскадом. Усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов.
Каскад, работающий непосредственно на нагрузку, называется усилителем мощности (выходным каскадом), все остальные каскады являются каскадами предварительного усиления.
Структурная схема усилителя электрических сигналов приведена на рис. 2.1. Каскад усилителя содержит усилительный элемент, к входу которого подключен источник сигнала 
с внутренним сопротивлением 
; а к выходу – активная нагрузка 
. Как правило, источником входного сигнала является предыдущий каскад, а нагрузкой – последующий каскад радиосхемы.
При классификации усилителей учитываются: их назначение; используемые активные элементы и режимы их работы, формы усиливаемых сигналов и полоса рабочих частот. В ряде случаев могут учитываться при классификации другие показатели, например, конструктивное исполнение.
Усилители электрических сигналов по принципу действия делятся на электронные, электромеханические, электромашинные и магнитные. Наиболее распространенными являются электронные усилители (рассматриваются далее).
Практически все схемы электронных усилителей (далее - усилителей) предназначены для усиления мощности входных сигналов. Однако, в ряде случаев, определяющими показателями усилителя являются ток или напряжение. В этой связи все усилители по назначению делятся на усилители мощности, напряжения и тока. Обычно входные усилители называются усилителями напряжения, а выходные – усилителями мощности.
По типу активных элементов электронные усилители могут быть ламповыми, транзисторными (на полевых или биполярных транзисторах), с использованием микросхем и др. В современной радиоаппаратуре наиболее часто используются усилители на микросхемах (на операционных усилителях) или на транзисторах.
Усилительные элементы могут работать в линейном или нелинейном режимах. Усилители, работающие в линейном режиме, рассматриваются как активные четырехполюсники, и на них распространяются все свойства линейных цепей. Усилители, работающие в нелинейном режиме, рассматриваются в теории нелинейных цепей. Следует заметить, что и у нелинейных усилителей формы выходного и входного сигналов совпадают.
По форме входных сигналов различают усилители гармонических сигналов и импульсные усилители.
По значению нижней и верхней граничных частот, положению и ширине полосы усиливаемых частот (по особенностям АЧХ) усилители подразделяются (рис.2.2):
на усилители постоянного тока (УПТ), обеспечивающие усиление сигналов от нулевой частоты до некоторого значения верхней граничной частоты, значение которой может достигать сотен мегагерц (рис.2.2, а);
усилители звуковых частот (УЗЧ) или усилители низких частот (УНЧ), обеспечивающие усиление сигналов от десятков герц до нескольких десятков килогерц (рис.2.2, б);
усилители промежуточных частот (УПЧ), предназначенные для основного усиления сигналов в фиксированной узкой полосе частот (рис.2.2, г). Часто такие усилители называют резонансными;
усилители высоких частот (УВЧ), усилители сверх высоких частот (УСВЧ), предназначенные для предварительного усиления входных сигналов (рис.2.2, г). Как правило, это не перестраиваемые по частоте резонансные усилители;
широкополосные (импульсные) (рис.2.2, в) и узкополосные (избирательные) усилители (рис.2.2, г).
По конструктивному исполнению и назначению усилители могут быть самолетными, телевизионными, измерительными и др.
Классификация усилителей при необходимости может быть продолжена.