Входные и выходные показатели.

Со стороны входа усилитель характеризуется входным сопротивлением Z _вх, который имеет в общем случае комплексный характер. Обычно Z _вх представляет собой параллельное соединение активной составляющей R _вх и реактивной составляющей, обусловленной вход­ной емкостью C _вх. Таким образом, входная цепь усилителя характе­ризуется входным напряжением U _вх, входным током I _вх, входным соп­ротивлением R _вх, а также входной мощностью P _вх.

Выходная цепь усилителя, в которую подключается нагрузка, характеризуется эквивалентной схемой, состоящей из генератора ЭДС и выходного сопротивления R _вых (генератора тока SU _вх и выходной проводимости G _вых), а также сопротивлением нагрузки R _н. По этим параметрам легко определить основные выходные данные усилителя: выходное напряжение U _вых усиленного сигнала на нагрузке, выходной ток I _вых и полезную выходную мощность Р_вых, отдаваемую усилителем в нагрузку.

Хотя выходное сопротивление и сопротивление нагрузки в общем случае имеют комплексный характер, но в рабочей по­лосе частот усилителя эти сопротивления можно считать чисто ак­тивными R _вых и R _н. При этом условии выходная мощность и напряже­ние усиленного сигнала на нагрузке определяются выражениями

.    

Выходная мощность, отвечающая заданной норме нелинейных искажений, называется номинальной.

Типовым значением сопротивления нагрузки R _н современных акустических систем является R _н =8 Ом. Высокая достоверность воспроизведения акустических систем или громкоговорителя может быть только при эффективном демпфировании свободных колебаний подвиж­ной части. Это возможно лишь в случае выполнения условия R _вых < R _н. Поэтому для современных высококачественных усилителей вводят понятие коэффициента демпфирования, определяемого отношением

.

2.3. Коэффициент усиления.

Известно, что любой четырехполюсник характеризуется ком­плексным коэффициентом передачи

,

который определяется как отношение комплексных амплитуд выходного и входного напряжений или токов. Комплексный коэффициент передачи для усилителей представляет собой функцию от частоты.

Частотную передаточную функцию  удобно представлять в форме

,

где  - модуль комплексного коэффициента усиления;

- сдвиг фазы между входным и выходным напряжениями.

Зависимость модуля коэффициента усиления от частоты  называют амплитудно-частотной характеристикой или просто частот­ной характеристикой, а  - фазочастотной или фазовой харак­теристикой усилителя.

Коэффициент усиления по напряжению

представляет собой безразмерное отношение комплексных амплитуд или отношение эффективных значений напряжений сигнала на выходе и на входе.

Соответственно представляется комплексный коэффициент усиле­ния по току

.

Коэффициент усиления по мощности - величина всегда вещественная, так как она связана с модулями коэффициентов усиления напряжения и тока

_.

В связи с тем, что восприятие слуховых органов человека под­чиняется логарифмическому закону, безразмерное значение коэф­фициента усиления на практике часто выражается в децибелах (дБ).

Если мощность возрастает от P _вх до Р_вых, то восприятие громкос­ти человеком возрастает на величину

,

которую условились выражать в белах (бел равняется 10 дБ). Таким образом, если мощность возрастает в 1000 раз, то логарифмическая величина усиления будет равна 3 Б или 30 дБ:

К _{p дБ} = 10Ig K_p.

Так как мощность пропорциональна квадрату напряжения или то­ка

,

то формулы перехода для коэффициентов усиления по напряжению и по току имеют вид:

К_дБ = 20 Ig K; К _{I дБ} = 20 Ig K.

Реже встречаются логарифмические единицы (неперы). Коэффициент усиления в этих единицах

К_неп = ln К = К_дБ/ 8,68 = 0,115 К_дБ.

Из указанных единиц наиболее распространенной в радиотехни­ке является децибел. Единица непер используется лишь в технике проводной связи.