1 , K p = P 2 /P 1 ,
де U 1 , I < i align="justify"> 1 і P 1 - значення напруги, струму та потужності на вході підсилювача; U 2 , I 2 і P 2 - значення напруги, струму та потужності на виході підсилювача.
Коефіцієнт посилення в загальному випадку є комплексною величиною, тобто він залежить від частоти вхідного сигналу і характеризується не тільки зміною амплітуди вихідного сигналу зі зміною частоти, але і його затримкою в часі, тобто зміною його фази. Частотні характеристики підсилювача описують його динамічні властивості в частотній області. Для опису динамічних властивостей підсилювачів в тимчасовій області користуються його перехідною характеристикою. Перехідна характеристика підсилювача є його реакцією на стрибкоподібне зміна вхідного сигналу.
Для кількісної оцінки динамічних властивостей підсилювача в частотній області використовуються такі параметри, як смуга пропускаються частот? f , граничні значення частот - верхньої f в і нижньої f н. Аналогічно в тимчасовій області використовують параметри перехідної характеристики: час її наростання? нар і спаду? сп. Якщо перехідна характеристика має викиди, то їх значення також нормується.
При проходженні сигналу через підсилювач його форма піддається зміні. Ці зміни форми зазвичай називають спотворенням сигналу. Спотворення сигналу називають лінійними, якщо при передачі його через підсилювач спектральний аналіз не змінюється. Це означає, що якщо гармонійний сигнал подати на вхід підсилювача, то на виході підсилювача сигнал також буде гармонійним і з тією ж частотою. Основною причиною лінійних спотворень є залежність комплексного коефіцієнта підсилення від частоти вхідного сигналу.
Нелінійні спотворення пов'язані зі зміною спектрального складу сигналу при його передачі через підсилювач. Поява нелінійних спотворень обумовлено нелінійністю передавальних характеристик підсилювальних елементів. Для оцінки нелінійних спотворень зазвичай коефіцієнтом гармонік До г, рівним відношенню діючого значення вищих гармоник вихідної напруги (або струму) до діючого значенню першої гармоніки при подачі на вхід підсилювача гармонійного сигналу
,
де U 1 - діюче значення напруги першої гармоніки, U 2 ... U n - діючі значення другої і інших вищих гармонік.
Узагальнена схема підсилювача приведена на малюнку 3.1. Вона містить вхідний ланцюг, яка забезпечує режим роботи підсилювального елемента і введення вхідного сигналу; керований джерело напруги або струму на одному з видів підсилювальних елементів; вихідну ланцюг, яка забезпечує передачу сигналу до навантаження, і ланцюг зворотного, яка визначає підсилювальні властивості підсилювача. У реальних схемах деякі з цих вузлів можуть бути відсутні.
Малюнок 3.1 Узагальнена структурна схема підсилювача.
Операційним підсилювачем (ОУ) називають підсилювач напруги, призначений для виконання різних операцій з аналоговими сигналами: їх посилення або ослаблення, додавання чи віднімання, інтегрування або диференціювання, логарифмирование або потенціювання, перетворення їх форми та ін. Всі ці операції ОУ виконує з допомогою ланцюгів позитивною і негативною зворотного зв'язку, до складу яких можуть входити опору, ємності й індуктивності, діоди, стабілітрони, транзистори та деякі інші електронні елементи. Оскільки всі операції, виконувані за допомогою ОУ, можуть мати нормовану похибку, то до його характеристикам пред'являються певні вимоги.
Вимоги ці в основному зводяться до того, щоб ОУ якомога ближче відповідав ідеального джерела напруги, керованого напругою з нескінченно великим коефіцієнтом посилення. А це означає, що вхідний опір ОУ має дорівнювати нескінченності, а отже, вхідний струм повинен бути рівний нулю. Вихідний опір має дорівнювати нулю, а отже, навантаження не повинна впливати на вихідну напругу. Частотний діапазон підсилюються сигналів повинен сягати від постійної напруги до дуже високої частоти. Оскільки коефіцієнт посилення ОУ дуже великий, то при кінцевому значенні вихідної напруги напруга на його вході має бути близьким до нуля.
Вхідна ланцюг ОУ зазвичай виконується з диференціальної схемою, а це означає, що вхідні сигнали можна подавати на будь-який з двох входів, один з яких змінює...
