Зняття амплітудної та частотної характеристик, визначення смуги пропускання, динамічного
1. Питання теорії.
Підсилювачі. Коефіцієнт посилення підсилювача. Вимоги до підсилювачів. Багатокаскадне посилення. Класифікація підсилювачів.
Амплітудна характеристика підсилювача. Амплітудні спотворення. Попередження амплітудних спотворень.
Частотна характеристика підсилювача Частотні спотворення. Смуга пропускання підсилювача. Попередження частотних спотворень.
Підсилювальний каскад на транзисторі.
Зворотній зв'язок у підсилювачах. Види зворотний зв'язок.
Повторювачі. Призначення та типи повторювачів.
1.1. Підсилювачі. Коефіцієнт посилення підсилювача. Вимоги до підсилювачів. Класифікація підсилювачів.
Підсилювачами електричних сигналів або електронними підсилювачами називають пристрої збільшують ці сигнали за рахунок енергії зовнішнього джерела.
Підсилювачі можуть створюватися на основі різних елементів (транзистори), однак у загальних питаннях усі підсилювачі можуть бути представлені досить одностайно. Вони мають вхід, на який подається електричний сигнал, що підсилюється, і вихід, з якого знімається посилений сигнал. Неодмінною частиною всієї системи є джерело електричної енергії.
Найбільш поширеним принципом посилення сигналу є вплив вхідного ланцюга на електричний опір вихідного ланцюга. Цей вплив відповідає формі сигналу, що посилюється, і тому форма сигналу відтворюється у вихідний ланцюга.
Суттєвою вимогою до підсилювачів є відтворення сигналу, що посилюється (посилення) без спотворення його форми. На практиці ця вимога виглядає як прагнення посилити електричний сигнал із найменшими спотвореннями.
Можливість підсилювача збільшити поданий з його вхід сигнал кількісно оцінюєтьсякоефіцієнтом посилення. Він дорівнює відношенню збільшення напруги (сили струму, потужності) на виході підсилювача до приросту напруги (сили струму, потужності), що викликало його, на вході:
kU=
Залежно від цілей підсилювачі розрізняють за напругою, силою струму або потужністю. Надалі, задля визначеності, всі ілюстрації та висновки будуть відноситися до коефіцієнта посилення за напругою, який позначатиметься без індексу:k.
При посиленні сигналу синусоїдальної форми у виразах зазвичай використовують амплітуди вхідного та вихідного сигналів:
Якщоkмає значення, недостатні для отримання на виході сигналу потрібної напруги, з'єднують кілька підсилювачів. Кожен окремий підсилювач при цьому називаютьпідсилювальним каскадом.
Класифікація підсилювачів електричних сигналів
Підсилювачі, що використовуються для посилення біонапруження, поділяються на:
а) підсилювачі прямого посилення, у яких електричний сигнал посилюється без перетворення частоти його коливань;
б) підсилювачі з перетворенням частоти сигналу, в яких весь спектр коливань, що посилюються, зазнає перетворення.
Підсилювачі, що застосовуються в електрокардіографії, по ширині смуги частот, що підсилюються, діляться на такі типи:
а) підсилювачі постійного струму, призначені для посилення електричних сигналів в межах від нижчої робочої частоти fн = 0 (постійні напруги) до вищої частоти fв, яка може дорівнювати сотням або тисячам Герц. Такіпідсилювачі посилюють як постійну складову сигналу, і його змінну складові;
б) підсилювачі змінного струму, призначені для посилення електричних сигналів із частотами fn > 0 і до fв (наприклад, підсилювач електрокардіограми має діапазон посилюваних частот від fн = 0,1 Гц до fв = 100 Гц). Цей підсилювач не підсилює постійну складову сигналу;
в) підсилювачі високої частоти, що застосовуються як блоки підсилювачів з перетворенням частот;
г) вибіркові підсилювачі, що посилюють сигнали у вузькій смузі частот.
Посилення таких підсилювачів максимально на частоті fої прилеглих до неї частот і різко падає на частотах як нижче, так і вище fо.