Считая, что E = aU, где а является параметром самого усилителя, приходим к выводу, что коэффициент Кр зависит от внешней нагрузки и потому непригоден для характеристики данного усилителя.

В то же время для усилителя мощности, учитывая (1.13), получим:

Р \UbJ Швъ,х 4/?, /

Как видим, в данном случае коэффициент усиления мощности является удобным, однозначным параметром усилителя.

Для характеристики же усилителей напряжения используется коэффициент усиления напряжения

а для усилителей тока - коэффициент усиления тока

K. = bm-L=b. (1.16)

г / вх

Логарифмические коэффициенты усиления. По некоторым причинам, которые выяснятся позднее, коэффициенты усиления иногда целесообразно выражать в логарифмических единицах-деци-

мощность. Кроме того, они имеют большое структурное сходство с другими усилителями.

Коэффициенты усиления. Поскольку основным качеством усилителя является усиление мощности, то, казалось бы, основной количественной характеристикой всякого усилителя должен быть коэффициент усиления мощности

Кр = . (1.14)

На практике этот коэффициент используется лишь в случае усилителей мощности. Вообще же он скорее характеризует право прибора называться усилителем, чем является рабочим параметром. Причиной этого является то, что в общем случае величина Кр зависит не только от параметров самого усилителя, но и от параметров внешних элементов, в первую очередь нагрузки. Поэтому коэффициент усиления мощности оказывается во многих случаях неоднозначной, а потому неудобной характеристикой усилителя. Например, для усилителя напряжения, исходя из рис. 1.5, а и рис. 1.6, а, получим:

р р -.Е fj YRb.

ву. р вых р р

/ (d6) = 201g/ .

Множитель 2 в выражении (1.18) делает логарифмический коэффициент усиления напряжения (или тока) в режиме согласования на входе и на выходе и при R - равным логарифмическому коэффициенту усиления мощности:

К,(дб) = lOlg = 10 Ig = 20 Ig = KJдб).

в некоторых случаях такая связь оказывается удобной.

Таблица 1.1

Связь логарифмических и линейных коэффициентов усиления

В таблице 1.1 приведены соотношения линейных и логарифмических единиц, часть которых полезно запомнить. Полезно также запомнить, что удвоение означает увеличение Кр(дб) на 3 дб, а удвоение Ki - увеличение K i {дб) на 6 дб.

Крутизна, чувствительность, сопротивление передачи. Параметрами усилителей напряжения, тока и мощности оказались безразмерные величины - коэффициенты усиления, поскольку входные и выходные величины в таких усилителях имеют одинаковую размерность. В остальных шести возможных типах усилителей параметры будут размерными величинами.

Усилитель напряжения с токовым выходом характеризуют крутизной усилителя

Этот термин происходит от крутизны лампы, имеющей ту же размерность, но относится не к самой лампе, а к схеме в целом.

белах {1(56 = 0,1 бела). Связь линейных и логарифмических единиц весьма проста:

K,(d6) = \0\gK (1.17)

(1.18)

Усилитель напряжения с мощностным выходом характеризуют чувствительностью или добротностью

Z)=lCpi lS. (1.20)

Квадратный корень в числителе (1.20) не имеет принципиального значения и просто отражает тот факт, что мощность пропорциональна квадрату напряжения.

Усилитель тока с потенциальным выходом можно характеризовать передаточным сопротивлением или сопротивлением передачи

= (1.21)

г вх

Эту величину иа практике обычно не используют, предпочитая представить ее как

п- ID и вх цвх

БХБХ - ЬХ

Усилители оставшихся трех тяпов встречаются редко, и их параметры не имеют специальных названий.

§ 1.3. Классификация усилителей по точности воспроизведения сигнала

Два вида искаженяй. Усиление сигнала, очевидно, означает не только повышение уровня его мощности, но и сохранение в той или иной мере его формы. Отклонения формы выходного сигнала от формы входного называются искажениями. Искажения бывают двух видов: линейные и нелинейные. Оба вида искажений вместе с величиной усиления в основном и являются предметом анализа и расчета усилителя. Несмотря на одинаковое проявление - искажение формы выходного сигнала,-происхождение, физические принципы и методы устранения или уменьшения совершенно различны для линейных и нелинейных искажешгй.

Линейные искажения обусловлены наличием в усилителе реактивных элементов - емкостей и индуктивностей. Линейные искажения связаны с изменением сигнала во времени и не связаны непосредственно с его величиной в каждый данный момент. Например, линейные искажения могут быть при малой величине, но большой скорости изменения или большой частоте сигнала н могут отсутствовать при значительно большей величине, но малой скорости изменения сигнала. В этом - коренное отличие линейных искажений от нелинейных.

Нелинейные искажения, как показывает само название, обусловлены наличием в усилителе элементов с нелинейными