Раздел 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ

Тема 1.1 НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ

Во многих областях современной науки и техники необходимо усиливать слабые электрические сигналы, как-то при воспроизведении звука в кино, при записи и воспроизведении звука в радиосвязи и телевидении. Под усилением понимают увеличение мощности электрических колебаний, а это возможно только за счет потребления энергии от источника питания.

Усилительным устройством называется устройство для усиления сигналов, а устройство, которое усиливает колебания звуковой частоты, называется усилителем низкой или звуковой частоты УНЧ. При воспроизведении звука в кино имеет место следующая структурная схема:

Рис. 1 Место усилителя в тракте воспроизведения фотографической фонограммы

При воспроизведении фотографической фонограммы читающая лампа 1 излучает световой поток, а оптика 2 создает на фонограмме Ф световую полоску - читающий штрих, который модулирует световой поток и подает его на фотодиод VД. Он преобразует, световые колебания в электрические и направляет их в усилитель, с выхода которого усиленный сигнал подводится к громкоговорителю.

Громкоговоритель преобразует электрические сигналы в звуковые и если мощность сигнала на входе составляет тысячные доли микроватта, то на выходе – десятки, сотни Ватт. При записи звука источником слабых колебаний является микрофон, который преобразует звуковые колебания в электрические. Принцип усиления сигнала основан на использовании электронных приборов с усилительными свойствами (транзистор, электронная лампа, тетрод, пентод) их называют усилительными элементами. Усилительные элементы имеют две цепи - входную и выходную. Входная цепь имеет источник слабых колебаний, выходная - мощный источник питания и нагрузку, поэтому в выходной цепи протекает ток, зависящий от входного, и его изменения создают на нагрузке изменения напряжения – это и есть усиленный сигнал. Таким образом, выходная мощность является частью мощности, потребляемой от источника питания, и это позволяет рассматривать усилитель как преобразователь энергии источника питания в энергию усиливаемых сигналов.

Усилители классифицируются по следующим признакам:

1) по принципу действия усилительного элемента

а) транзисторные;

б) ламповые;

в) магнитные.

2) по роду усиливаемой величины

а) усилитель тока;

б) усилитель напряжения;

в) усилитель мощности.

3) по диапазону частот

а) УНЧ;

б) УВЧ (рассчитан на сотни Кило - и Мегагерц), используется в телевидении, радиотехнике, измерительной технике;

в) широкополосные – от нескольких герц до Мегагерц. Используют в специальной технике и телевидении;

г) усилители постоянного тока - усиливают сигналы в диапазоне от 0 до 1000 Герц. Применяются в автоматике и измерительной технике.

Устройство усилителя

Простейший усилитель называется усилительным каскадом, и он представляет собой усилительный элемент со всеми необходимыми для его работы цепями. Его принципиальная схема имеет вид:

Рис. 2 Схема усилительного каскада

Каскад дает одну ступень усиления. Обычно это недостаточно и появляется необходимость использовать в усилителе ряд каскадов, последовательно усиливающих сигнал. Структурная схема усилителя в целом имеет вид:

Рис.3 Простейшая структурная схема усилителя

Структурные схемы промышленного усилителя сложнее, так как дополняются линиями обратной связи, блоками питания и цепями коррекции частотной характеристики и регуляторами и блоками питания.

Источником входного сигнала может быть фотодиод, звукосниматель, микрофон. Нагрузкой – громкоговоритель, осциллограф, измеритель выхода или телефон. Для каждого предыдущего каскада нагрузкой являются цепи последующего. Каскады имеют разное назначение и название:

- последний каскад – оконечный, это усилитель мощности, так как он должен отдавать определенную мощность в громкоговоритель.

- предоконечный (драйвер) должен подать на вход оконечного сигнал определенного уровня, поэтому он чаще усилитель напряжения, но может быть и усилителем мощности.

- остальные каскады предварительного усиления напряжения. Простейшая схема промышленного усилителя может иметь вид:

Рис.4 Примерная структурная схема стационарного усилительного устройства

Усилитель разбит на отдельные блоки, состоящие из нескольких каскадов. Между ними включен выносной регулятор громкости (ВРГ), который находится в зрительном зале. Соединение выхода каскада со входом предыдущего называется прямой межкаскадной связью, и эти связи могут быть:

- непосредственными (гальваническими);

- емкостными;

- трансформаторными;

- обратными.

Гальваническая связь – осуществляется с помощью проводов или резисторов.

Емкостная связь осуществляется с помощью конденсаторов, они отделяют входной электрод от постоянного напряжения, действующего в выходной цепи данного каскада.

Трансформаторная связь, т.е. связь через трансформатор, который не только разделяет каскады по постоянному току, но и позволяет их согласовать по сопротивлению, а также повысить напряжение.

Обратная связь - это та, через которую часть выходного сигнала передается на вход каскада.

Обратные связи предусматривают специально для улучшения работы усилителя или они возникает как паразитные, ухудшая работу усилителя.

Контрольные вопросы:

1) Что называют усилителем?

2) Назначение усилителя

3) На чем основан процесс усиления колебаний?

4) Классификация усилителей

5) Определение усилительного элемента

6) Какая схема называется принципиальной?

7) Какая схема называется структурной?

8) Назначение каскадов в структурной схеме

9) Что можно включать на вход усилителя?

10) Что можно включать на выход усилителя?

11) Виды межкаскадных связей и их характеристика.

12) Определение усилительного каскада.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 426; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!