В аппаратуре СП, как правило, используются усилители с весьма малыми НИ. В этом случае для оценки величины НИ чаще используют параметры, называемые затуханиями нелинейности Апг0 по второй и третьей гармоникам и определяемые при мощности первой гармоники в нагрузке усилителя, равной 1 мВт, т. е. при нулевом абсолютном уровне:
где 
Для усилителей с малыми нелинейными искажениями (КГ£0,03) справедливо следующее приближенное равенство:
где Апг- затухание нелинейности по п-гармонике
при выходном уровне 
Наибольший выходной уровень сигнала, при котором затухание нелинейности снижается до минимально допустимых значений, соответствует так называемой максимальной неискаженной мощности усилителя.
Сигнал, наблюдаемый в нагрузке усилителя при отсутствии сигнала на его входе, называется собственной помехой усилителя. Ее основными составляющими являются: тепловые помехи, возникающие на активных сопротивлениях источника усиливаемого сигнала, помехи, возникающие в усилительных элементах, и тепловые помехи пассивных элементов усилителя, помехи от источников питания усилителя, наводки от внешних источников, микрофонный эффект и др.
Последние три составляющие собственных помех могут быть снижены до пренебрежимо малых значений инженерными методами (например, за счет применения фильтров питания, экранирования усилителя и т.п.), а первые две составляющие принципиально неустранимы и должны учитываться при разработке и эксплуатации усилителя.
Среднеквадратическое напряжение, возникающее в источнике сигнала тепловой помехи, может быть рассчитано по упрощенной формуле Найквиста, В:
где к— постоянная Больцмана, равная 1,37-10-23 Дж/град; Т-абсолютная температура, К; R- активное сопротивление проводника, Ом; Df- полоса частот, Гц.
В аппаратуре СП обычно источник сигнала согласован с входом усилителя, а поэтому мощность тепловой помехи, создаваемой этим источником во входной цепи усилителя:
Помехи от элементов усилителя учитываются с помощью коэффициента шума Fш, показывающего, во сколько раз мощность собственной помехи в нагрузке реального усилителя больше мощности помех в нагрузке идеального усилителя, не имеющего внутренних источников помех. Он может быть определен по формуле, дБ:
Собственные помехи усилителей СП характеризуются обычно величиной мощности помех, приведенных ко входу усилителя:
или уровнем помехи, приведенной к его входу:
причем мощность Ртвх рассчитывается для полосы частот 
, равной эффективно передаваемой
полосе частот канала или тракта.
Важными параметрами усилителей являются их входные и
выходные сопротивления. Входным сопротивлением усилителя 
называется
отношение установившихся значений напряжения и тока на его входе
(рис. 6.1). Для эксплуатации знание
очень
важно, так как входное 
напряжение сигнала, а
следовательно, и напряжение на нагрузке 
зависят
от него в значительной степени. Можно записать 
приближается
к Ес при 
и существенно меньше Ес, если
.
Выходным сопротивлением
усилителя 
называется отношение Uвых(¥)/Iвых (0), где символы ¥ и 0 обозначают условия холостого хода и короткого
замыкания соответственно на выходных зажимах усилителя.
Главной особенностью входного и выходного сопротивлений
усилителей СП является то, что они должны быть согласованы с сопротивлениями
внешних цепей во избежание нежелательного эффекта отражения сигналов от входных
и выходных контактов усилителя. Степень согласования сопротивлений оценивается
коэффициентом несогласованности 
или затуханием
несогласованности 
, где Rв- полное входное или выходное сопротивление усилителя, а
Rв- номинальное действительное сопротивление внешней цепи
(источника сигнала или нагрузки соответственно).
В некоторых случаях требуется применять усилители с высокоомным входным сопротивлением (например, усилители сигналов звукового вещания).
Следует иметь в виду, что каждый из параметров усилителя должен обладать определенной стабильностью, т.е. постоянством во времени. Нестабильность параметров усилителя может быть связана с производственным разбросом параметров деталей, из которых изготавливается усилитель, изменением температуры окружающей среды, изменением напряжения источников питания, старением элементов и т.п.. Количественно нестабильность того или иного параметра усилителя определяется отношением da¤a, где a- номинальное значение данного параметра, da- его максимальное изменение, вызванное влиянием некоторого (или всех) дестабилизирующего фактора. Для обеспечения заданной стабильности параметров усилителей применяются специальные меры (о некоторых из них будет говориться ниже).
Общие принципы построения усилительных схем
При разработке и эксплуатации многокаскадных усилителей (рис. 6.2) следует иметь в виду следующие их свойства.
1 Коэффициенты усиления по напряжению, току и мощности, а также коэффициент АЧИ многокаскадного усилителя равны произведениям соответствующих коэффициентов отдельных каскадов (или суммам, если коэффициенты взяты в децибелах). Фазовый сдвиг напряжения или тока также образуется суммированием фазовых сдвигов отдельных каскадов.
2. Мощность собственных помех на выходе многокаскадного усилителя Рспвых является суммой помех, поступающих от каждого каскада. Однако, поскольку усиление каскадов достаточно велико, т.е. справедливо неравенство Кмi >> 1, можно считать, что Рспвых =Рспвх Км. другими словами, собственные помехи в многокаскадном усилителе практически определяются только собственными помехами первого (входного) каскада усиления, который по возможности необходимо выполнять малошумящим.
3. Нелинейные искажений многокаскадного усилителя, строго говоря, определяются нелинейными искажениями, возникающими во всех его каскадах. Однако, если учесть, что нелинейные искажения экспоненциально возрастают с ростом мощности сигнала и то, что выходной каскад, как и другие, имеет коэффициент усиления по мощности много больше единицы (и, следовательно, мощность сигнала на его выходе много больше мощности сигнала на выходах других каскадов), можно считать, что нелинейные искажения усилителя возникают только в выходном каскаде усиления.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.