тогда получается каскад резисторно-трансформаторный или рези-сторио-дроссельиый.

3. По числу усилительных приборов в каскаде их делят на однотактные и двухтактные. Самостоятельные группы составляют каскоцные усилители и усилители на составных транзисторах.

4 В особые группы выделяют усилители колебаний СВЧ на лампах бегущей волны, на гуннельных диодах, параметрические усилители, молекулярные усилители и другие.

2. Реальный и испытательный сигнал

В любом усилителе усиление электрических сигналов осуществляется путем преобразования энергии источника питания. Данный процесс возможен благодаря использованию усилительного прибора. Наиболее часто усилительным прибором является лампа или транзистор. Управление усилительным прибором осуществляет нолезный сигнал.

Источник полезного сигнала обладает электродвижущей силой и внутренним (выходным) сопротивлением. Форма ЭДС реального сигнала обычно бывает сложной и разнообразной.

Следовательно, реальный сигнал содержит много гармоничных составлягощих. Он имеет определенную полосу рабочих частот.

Для упрощения теоретических расчетов усилителей обычно считают, что входной сигнал является синусоидальным, т. е. представляет собой простейшее одночастотное колебание. Таг<ой сигнал будем называть испытательным, так как с ею помощью можно выяснять (теоретически или экспериментально) частотные, амплитудные и энергетические свойства любого усилителя. С помощью испытательного сигнала можно так же определять входное и выходное сопротивления усилителя.

Под частотными свойствами усилителя понимают его способность усиливать синусоидальные сигналы различной частоты. Эта способность усилителя хараг<теризуется частотной хараг<тери-стикой.

Под амплитудными свойствами усилителя понимают его способность усиливать сигналы различной величины (амплитуды). Эта способность усилителя характеризуется амплитудной характеристикой.

Под энергетическими свойствами усилителя понимают эффективность процесса преобразования энергии источника питания в энергию полезных выходных сигналов. Эта способность усилителя характеризуется его г<оэффициептом полезного действия и другими энергетическими величинами.

Для выяснения частотных свойств усилителя необходимо изменять частоту испытательного сигнала, а его величину иметь достаточно малой.

Л 1я выяснения амплитудных свойств усилителя необходимо изменять величину (амплитуду) испытательного сигнала, а его

частота должна быть средней из полосы частот реального сигнала

Для выяснения энергетических свойств усилителя определяют его КПД и нелинейные искажения при заданной величине испытательного сигнала. Обычно энерт етические свойства определяют только в усилителях мощности

Источником испыта-

тельного сигнала может быть измерительный генератор В дальнейшем будем обозначать мгновенное значение ЭДС источника сигнала бис, действующее значение £ис и амплитудное значение £ти с Виутреннее (выходное) сопротивление источника сигнала обозначим в общем случае Z„c, а если оно активно, то /?ис Условное изображение источника испытательного сигнала показано на рис 2 9

В дальнейшем тексте этой книхи будут рассматриваться чаще .такие режимы, при которых сопротивление источника входного сигнала допустимо считать активным

Рис. 2 9. Условное изображение источника

синусоидального испытательного сигнала "вх напряжение на входе усилителя {мгиовенное значение)

3. Обобщенная схема усилителя

Любой усилитель может быть представлен схемой, изображенной на рис 2 10 Она верна для усилителя с любым числом каскадов

V "в

--t-c:z3-r-

г п„

7 м " 1Z.ewx

Усилитель

"вб/л

Рис. 2 10. Обобщенная схема усилителя

Из схемы видно, что усилитель имеет три цепи входную, выходную и цепь обратной связи

Входная цепь усилителя характеризуется входным сопротивлением Zbx Оно может быть комплексным, реактивным или активным (рис 2 11)

Выходная цепь усилителя характеризуется величиной ЭДС условного эквивален1ного генератора ввых и его выходным (внутрен ним) сопротивлением Zbux Данный генератор является матема

тической абстракцией, ио в теоретических расчетах выступает в роли реального устройства. Если выходное сопротивление усилителя можно считать активным, то его обозначают /?вых.

Цепь обратной связи характеризуется сопротивлением Zo.c. Эта цепь может быть искусственной или паразитной. В последнем случае она нежелательна. Обратная связь в усилителе отсутствует, если Zo.c = oo. В дальнейшем будем считать усилитель однокас-кадным.

Пользуясь обобщенной схемой усилителя, обратим внимание на три типичных режима работы входной цепи усилительного каскада;

tl ti ТТЛ-*r=

Рис. 2.11. Варианты входной цепи усилителя:

с -емкостное входное сопротивление (характерно для ламповых усилетелей низкой частоты н для видеоусилителей); б - актнвное входное сопротнвлеине (характерно для транзисторных усилителей низкой частоты): е - комплексное входное сопротивление (характерно для ламповых усилителей высокой частоты); а - комплексное входное сопротнбленне (характерно для транзисторных усили- , телей высокой частоты)

- если вх-и.с. ТО С/твх - Вти.с, 3 ВХОДНОЙ ТОК ОЧбНЬ МЗЛ;

В ЭТИХ условиях заданной величиной входного сигнала удобно считать напряжение и усилительный каскад допустимо называть усилителем напряжения;

- если вх*С!н.о то Unвх~0; в этом случае заданной величиной входного сигнала удобнее считать ток, а усилительный каскад допустимо называть усилителем тока;

- если ZB:i««Z„.c, то заданной величиной входного сигнала можно считать напряжение или ток; усилительный каскад, работающий в таких условиях, предпочитают называть просто усилителем (предварительный усилитель, промежуточный усилитель, предоконечный усилитель).

Все эти названия условны и резкого различия между ними нет. Следует помнить, что электрический сигнал почти всегда представлен тремя компонентами: напряжением, током и мощностью. Можно также говорить об энергии сигнала, но пользоваться этим понятием в расчетах неудобно.

4. Основные показатели усилителя

.Эффективность работы усилителя оценивается по ряду его по- казателей. Все они определяются применительно к испытательному сигналу. Основными из них являются: