Энергетические показатели

Основные технические показатели и характеристики АЭУ

СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Лекция 2

Любое АЭУ осуществляет усиление и преобразование аналоговых сигналов. Количественную оценку свойств АЭУ (рис. 2.1), обеспечивающего получение на его выходе аналогового сигнала с необходимыми параметрами, производят с помощью системы технических показателей и характеристик.

Для оценки свойств АЭУ используют систему показателей, которую условно можно разбить на четыре группы:

1) Энергетические показатели:

- входные и выходные параметры;

- коэффициенты усиления;

2) Спектральные показатели:

- диапазон рабочих частот;

- АЧХ и ФЧХ;

- коэффициенты частотных и фазовых искажений;

- амплитудно-фазовая характеристика.

3) Временные показатели:

- переходная характеристика;

- время установления;

- выброс, спад и подъем вершины.

4) Динамические показатели:

- амплитудная и динамическая характеристика;

- динамический диапазон;

- коэффициенты нелинейности и нелинейных искажений;

- уровень шума, помех, фона.

Для оценки энергетических показателей используются:

¨ входное сопротивление Z_вх. Чаще всего Z_вх носит емкостной характер;

¨ выходное сопротивление Z_вых. Чаще всего Z_вых носит так же емкостной характер;

¨ коэффициенты передачи:

· по напряжению или просто :

,

где j – фазовый сдвиг между входным и выходным сигналами.

Значение |K| на средних частотах рабочего диапазона УУ, обозначаемого как K₀, называют коэффициентом усиления.

В логарифмических единицах:

.

Для n-каскадных усилителей (каскады включены последовательно):

,

;

· по току :

.

Для n-каскадных усилителей в относительных и логарифмических единицах определяются аналогично .

· по мощности :

.

Для n-каскадных усилителей в относительных и логарифмических единицах определяются аналогично , только

.

· сквозные коэффициенты, например, сквозной коэффициент передачи по напряжению:

,

где – ЭДС источника сигнала.

¨коэффициент полезного действия:

,

где – максимальная выходная мощность усилителя; – мощность, потребляемая от источника питания.

Для оценки эффективности усилителей мощности используют высокий к.п.д. выходной цепи. При этом основной характеристикой считается выходная мощность P_вых = U²_вых/R_н. Обычно для однотактных усилителей к.п.д. ≤ 50%, а для двухтактных ≈ 75%.

Для малосигнальных усилителей к.п.д. не важен, поэтому для оценки таких усилителей используют при R_вх << R_г и R_вых >> R_н коэффициент передачи по напряжению K_U = U_вых/U_вх (это усилитель напряжения) и при R_вх >> R_г и R_вых << R_н коэффициент передачи по току K_I = I_вых/I_вх (это усилитель тока).