Общие сведения о усилителях гармонических и импульсных сигналов
Общие сведения о усилителях гармонических и импульсных сигналов
Общие сведения Усилителями называют устройства, предназначенные для усиления электрических сигналов (колебаний) за счет источников электрического питания с помощью активных элементов — транзисторов, электронных ламп, туннельных диодов.
По виду усиливаемых электрических сигналов различают усилители гармонических и импульсных сигналов. Усилители гармонических сигналов служат для усиления периодических сигналов различной величины и формы. В процессе усиления сигналов важно сохранить их частотный спектр и амплитудные соотношения всех гармонических составляющих. К этой группе относят микрофонные, радиовещательные, магнитофонные и другие усилители.Усилители импульсных сигналов используют для усиления периодических и непериодических импульсных сигналов различной формы с допустимой степенью искажения их формы. Для выполнения этого требования в процессе усиления сигналов необходимо сохранить их частотный спектр, а также амплитудные и фазовые соотношения усиливаемых колебаний.
В зависимости от значений усиливаемых частот и ширины их полосы усилители бывают постоянного и переменного тока, низкой и высокой частоты, широкополосные и узкополосные (избирательные).
Усилители постоянного тока усиливают не только постоянный ток, но и медленные электрические его колебания, а усилители переменного тока-т-только переменную составляющую сигналов. Первые усилители используют в автоматике и телемеханике, измерительной технике и счетно-решающих устройствах, а вторые — в радиотехнических устройствах.
Усилители низкой частоты применяют для усиления колебаний звукового спектра (от 20 Гц до 20 кГц) в радиовещании, аппаратуре проводной связи и других устройствах. Для получения хорошего звучания достаточно передавать более узкую (от 50 до 10000 Гц) полосу частот, в пределах которой можно осуществить малоискаженную передачу полезного сигнала.
Усилители высокой частоты используют для усиления радиочастот от сети килогерц и выше (например, в радиопередающих и радиоприемных устройствах для усиления модулированных колебаний).
Широкополосные и избирательные (полосовые) усилители применяют соответственно для усиления сигналов в широкой (от нескольких герц до нескольких мегагерц) и узкой полосе частот в устройствах импульсной связи, телевидения и радиолокации.
По типу усилительного элемента электронные усилители разделяют на транзисторные, диодные (на туннельных диодах) и ламповые.
Усилители на электронных лампах обеспечивают усиление сигналов в широкой полосе частот, с низким уровнем шумов и отсутствием чувствительности к температурным и климатическим изменениям. Однако лампы имеют ограниченный срок службы (до 5000 — 10000 ч) и потребляют значительную энергию.
Усилители на полупроводниковых элементах, имеющие неограниченный срок службы (десятки тысяч часов), безынерционны, устойчивы к вибрации, тряске, экономичны. Их недостатками являются разброс параметров однотипных транзисторов, большая температурная зависимость, относительно высокий уровень собственных шумов. Усилительные каскады на однотипных элементах различаются схемой и режимом работы усилительных элементов.