А. Красько: Схемотехника аналоговых электронных устройств

Технические показатели УУ представляют собой количественную оценку его свойств. К техническим показателям относятся (рис. 2.1):

◆ входное сопротивление Z вх . Чаще всего Z вх носит емкостной характер;

◆ выходное сопротивление Z вых . Чаще всего Z вых носит так же емкостной характер;

◆ коэффициенты передачи:

• по напряжению или просто :

где φ — фазовый сдвиг между входным и выходным сигналами.

Значение |K| на средних частотах рабочего диапазона УУ, обозначаемого как K 0, называют коэффициентом усиления.

В логарифмических единицах:

K 0, dB = 20lg K 0.

Для n-каскадных УУ (каскады включены последовательно):

K Σ= K 1* K 2* … K n ,

K Σ,dB = K 1, dB + K 2, dB + … + Kn , dB ;

• по току :

Для n-каскадных усилителей K I Σ в относительных и логарифмических единицах определяются аналогично K Σ.

• по мощности K P :

K P = P вых / P вх .

Для n-каскадных усилителей K P Σ в относительных и логарифмических единицах определяются аналогично K Σ, только

K P , dB = 20lg K p .

• сквозные коэффициенты, например, сквозной коэффициент передачи по напряжению :

где E c — ЭДС источника сигнала.

◆ коэффициент полезного действия:

КПД = P пот / P 0,

где P пот — максимальная выходная мощность усилителя; P 0 — мощность, потребляемая от источника питания.

Характеристики УУ служат для оценки искажения сигнала. Искажения — это отклонения формы выходного сигнала от формы входного. В зависимости от происхождения они подразделяются на:

◆ искажения частотные, вызываемые неодинаковым усилением усилителя на разных частотах. Частотные искажения создаются LC элементами, поэтому они носят линейный характер.

Вносимые усилителем частотные искажения оценивают по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) и по фазочастотной характеристике (ФЧХ).

АЧХ называется зависимость модуля коэффициента передачи от частоты. Часто используют нормированную АЧХ, представленную на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 АЧХ УУ

Здесь Y — относительный (нормированный) коэффициент усиления:

Y = | K |/ K 0,

Y , dB = 20lg Y .

Структура выражений для n-каскадного усилителя в относительных и логарифмических единицах в точности совпадает с выражениями для K и получается из последних путем замены K на Y .

Количественно частотные искажения оцениваются коэффициентом частотных искажений M :

M = 1/ Y = K 0/| K |,

M , dB = 20lg M .

Структура выражений для n-каскадного усилителя в относительных и логарифмических единицах также в точности совпадает с выражениями для K и получается из последних путем замены K на M .

По АЧХ и допустимой величине частотных искажений определяют нижнюю f н и верхнюю f в граничные частоты, полосу рабочих частот Δ f , равную:

Δ f = f в – fн .

◆ искажения фазовые, вызываемые различным фазовым сдвигом различных по частоте составляющих спектра сигнала. Фазовые искажения создаются LC элементами, поэтому они носят линейный характер.

Рисунок 2.3 ФЧХ УУ

Зависимость угла сдвига по фазе между входным и выходным сигналами от частоты оценивается по ФЧХ, для резистивного каскада имеющей вид, представленный на рис. 2.3.