Układy analogowe - Podstawowe parametry wzmacniaczy

Wzmocnienie – stosunek wartości skutecznej sygnału wyjściowego do wartości skutecznej sygnału wejściowego. Wzmocnienie napięciowe: ku = Uwy/Uwe [V/V] Wzmocnienie prądowe: ki = Iwy/Iwe [A/A] Wzmocnienie mocy: kp = Pwy/PWE [W/W] Argument transmitancji określa przesunięcie fazowe między napięciami na wejściu i na wyjściu. Transmitancja napięciowa: ku = Uwy/Uwe. Zniekształcenie liniowe: a) amplitudowa k = f(f) przedstawia zmiany wartości wzmocnienia od częstotliwości, b) fazowa ζ = f(f) przedstawia zmiany wartości przesunięcia fazowego sygnału od częstotliwości, Częstotliwość graniczna – (fd, dg) częstotliwość, dla której wzmocnienie wzmacniacza maleje względem wzmocnienia max o 3dB, a wzmocnienie mocy maleje do połowy. Pasmo przenoszenia wzmacniacza – zakres częstotliwości między częstotliwościami granicznymi B = ∆f = fg –fd. Pasmo przenoszenia rzeczywistych wzmacniaczy jest ograniczone, tzn. niejednakowo wzmacnia wszystkie częstotliwości. Określa się to jako zniekształcenia nieliniowe. Zniekształcenia liniowe: Uwy = f(Uwe), f = const.
Dla Uwe > Uwe max wzmacniacza wprowadza zniekształcenia.
Rezystancja wejściowa – rezystancja widziana z zacisków przy rozwartym wyjściu. Rwe = Uwe/Iwe dla Ro = ∞. Rezystancja wyjściowa – rezystancja widziana z zacisków przy zwartym wyjściu. Rwy = Uwy/Iwy dla Uwe = 0. Podział ze względu na wzmacniany parametr: napięciowe, prądowe i mocy. Podział ze względu na zastosowany element obciążenia: rezystancyjne, dławikowe, transformatorowe i rezonansowe.



Podział w zależności od pasma przenoszonych częstotliwości: 1. dolnoprzepustowe (napięcia stałego od 0 do kilku kHz), 2. pasmowe małej częstotliwości (akustyczne, 20 Hz do 20 kHz), 3. wąskopasmowe (selektywne, rezonansowe, fo), 4. szerokopasmowe (telekomunikacyjne 0 1MHz) 5. pasmowe wysokiej częstotliwości (MHz GHz)

Współczynniki wzmocnienia prądowego: α – stosunek ilości nośników przechodzących do kolektora do ilości nośników wstrzykiwanych z emitera do bazy. α = Ic/Ie α =(0,952 0,998) β – stosunek ilości nośników wstrzykiwanych do kolektora do ilości nośników w bazie. β=Ic/Ib β =(20 850). Prądy w tranzystorze: prąd emitera Ie=Ib+Ic, prąd kolektora Ic= α*Ie+Ib0, Ib0 – prąd zerowy. α Prąd bazy Ib=Ie(1- α)-Ice0, Ice0 – prąd zerowy. Układy pracy tranzystorów: układ o wspólnym emiterze We(0E) układ o wspólnej bazie Wb(0B) układ o wspólnym kolektorze
Stany pracy i parametry tranzystora:





Podział: ze względu na wydzielaną moc: małej mocy do 0,3W, średniej mocy do 5W, dużej mocy, powyżej 5W. Ze względu na maksymalną częstotliwość generacji: małej częstotliwości do MHz, dużej częstotliwości do GHz. Tranzystor powinien mieć jak największą moc dopuszczalna i maksymalna częstotliwość generacji. Sprzężenie zwrotne - wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym składa się z: układu podstawowego o wzmocnieniu k, układu sprężenia zwrotnego o transmitancji βf przekazującego na wejście część sygnału wyjściowego.

Sprzężenie może być: dodatnie Sp = Swe +Sf, ujemne Sp = Swe – Sf
1 – bez sprzężenia zwrotnego, 2 – ze sprzężeniem ujemnym, 3 – ze sprzężeniem dodatnim. Sprzężenie ujemne daje mniejsze zniekształcenie nieliniowe niż układ podstawowy. Sprzężenie może być: prądowe – sygnał na wyjściu układu sprzężenia jest proporcjonalny do prądu ukł. podstawowego. Napięciowe – sygnał wejściowy do układu sprzężonego jest proporcjonalny do napięcia wyjściowego ukł. podstawowego.




Sprzężenie może być: szeregowe – sygnał napięciowy na wyjściu układu sprzężenia dodaje się do sygnału napięciowego podstawowego na wyjściu. Równoległe –, gdy prąd wyjściowy układu sprzężenia dodaje się do prądu wejściowego wzmacniacza.

k = Swy/Sp – wzmocnienie układu podstawowego, βf = Sf/Swy – wzmocnienie układu sprzężenia. Sprzężenie ujemne Sp = Swe – Sf  Swe = Sp + Sf. Ksz = k/1+k*βf – współczynnik wzmocnienia układu ze sprzężeniem. Sprzężenie dodatnie Sp = Swe +Sf  Swe = Sp – Sf. Ksz = k?1-k*βf – współczynnik wzmocnienia układu ze sprzężeniem. Impedancja wejścia. Sprzężenie szeregowe: napięciowe: Uf = Up*k*βf, prądowe Uf = Up*k*βf. Sprzężenie szeregowe ujemne: Swe=Sp+Sf, Uwe = Up(1+k*βf), Zwesz = Zwe(1+k*βf), Sprzężenie szeregowe dodatnie: Swe = Sp-Sf, Uwe =Up(1-k*βf), Zwesz = Zw(1-k*βf). Sprzężenie równoległe ujemne: If=Ip*k*βf, sprzężenie równoległe dodatnie: Iwe=Ip(1+k*βf), Zwesz = Zwe*1/(1+k*βf).