PARAMETRY WZMACNIACZA TRAKTOWANEGO JAKO CZWÓRNIK

Są to:

1. Wzmocnienia: napięciowe k_u , prądowe k_i i mocy k_p.

2. Dolna f_d i górna f_g częstotliwość graniczna.

3. Pasmo przenoszenia Δf.

4. Rezystancje: wejściowa R_we i wyjściowa R_wy.

5. Zniekształcenia nieliniowe h.

6. Charakterystyki częstotliwościowe: amplitudowa k_u = f(f)

fazowa φ = f(f)

Ad. 1.

Wzmocnienie
można zdefiniować jako stosunek wartości skutecznej sygnału wyjściowego do wartości skutecznej sygnału wejściowego. I tak:

Jeżeli np.

a


to:


gdzie:

= wzmocnienie zespolone,

= wzmocnienie klasyczne,

= przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego względem

wejściowego

Ogólnie - wzmocnienie wzmacniacza zależy również od częstotliwości sygnału wejściowego. Z częstotliwością zmieniać się może zarówno wartość wzmocnienia jak i przesunięcie fazy sygnału wyjściowego względem wejściowego.

Ad. 6.

Można to najprościej zaobserwować na charakterystykach częstotliwościowych:

1. 
   amplitudowej
   
   czyli zależności modułu wzmocnienia od częstotliwości.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   Wzmocnienie napięciowe → szerzej TRANSMITANCJA albo FUNKCJA PRZENOSZENIA.
   

2. fazowej
   
   czyli zależności argumentu wzmocnienia w funkcji częstotliwości.

Ad. 2.

Częstotliwości graniczne są to takie częstotliwości sygnału wejściowego,
dla których wzmocnienie napięciowe wzmacniacza maleje względem wzmocnienia maksymalnego o 3dB (czyli do poziomu 0,707 swej wartości maksymalnej), a wzmocnienie mocy maleje do połowy.

Ad. 3.

Pasmo przenoszenia to pasmo częstotliwości między dolną a górną częstotliwością graniczną:

Rzeczywiste wzmacniacze nie przenoszą całego widma sygnału
(wszystkich częstotliwości sygnału) co prowadzi do zniekształceń widma sygnału wyjściowego w stosunku do wejściowego.
Wzmacniacz po prostu wzmacnia poszczególne częstotliwości niejednakowo. Zniekształcenia te nazywa się zniekształceniami liniowymi.

Ad. 1 c.d.

Właściwości wzmacniaczy zależą nie tylko od częstotliwości sygnału podawanego na jego wejście ale również od amplitudy sygnału wejściowego.
W zależności od wartości tej amplitudy, wzmacniacz może wzmacniać sygnał wejściowy bez zniekształceń lub zniekształcając go. Określa to charakterystyka przejściowa wzmacniacza nazywana charakterystyką dynamiczną.



















W celu pomiaru tej charakterystyki dla częstotliwości
leżącej w paśmie przenoszenia należy dokonywać zmian
i odczytywać
.
Jest to ogólnie rzecz biorąc charakterystyka liniowa. Dla napięć wejściowych
od
do
napięcie wyjściowe rośnie proporcjonalnie z wejściowym
- w tym zakresie kształt napięcia wyjściowego jest taki sam jak napięcia wejściowego. Wzmacniacz w tym zakresie nie wprowadza zniekształceń. Poza zakresem napięć wejściowych od
do
, wzmacniacz będzie przenosił zniekształcenia.

Ad. 1 c.d.

Wzmocnienie mocy to stosunek mocy czynnej wydzielanej w obciążeniu
do mocy czynnej wprowadzonej na wejście:

Ad. 4.

Rezystancja wejściowa
jest to rezystancja „widziana” z zacisków wejściowych układu, przy rozwartym wyjściu:

przy

Rezystancja wyjściowa
jest to rezystancja „widziana” z zacisków wyjściowych układu, przy zwartym wejściu:

przy

Dla uzyskania wzmocnienia większego od 1 konieczne jest stosowanie
we wzmacniaczach elementów czynnych np. tranzystorów. Przy niewielkich amplitudach sygnału wejściowego (maksymalna amplituda
) można pominąć wpływ nieliniowości elementu czynnego. Przy dużych wartościach sygnału sterującego, trzeba się liczyć ze zmianą kształtu sygnału wyjściowego (w funkcji czasu) w stosunku do wejściowego. Oznacza to powstanie dodatkowych składowych harmonicznych w widmie sygnału wyjściowego.
Zniekształcenia te nazywa się nieliniowymi.


We wzmacniaczach małych sygnałów, maksymalna amplituda sygnału wejściowego, do której wzmacniacz zachowuje własności liniowe zależy
od jego struktury wewnętrznej i wynosi:

Równania
dla tranzystora bipolarnego:

przy

przy

przy

przy

Dygresja nt. punktu pracy tranzystora:

Właściwości wzmacniające tranzystor uzyskuje po wprowadzeniu go w tzw. stan aktywny (tzn.
- przewodząco,
- zaporowo).
Stan pracy tranzystora opisuje się podając tzw. punkt pracy.
Punkt pracy jest to zbiór wartości stałych napięć występujących pomiędzy końcówkami tranzystora i prądów stałych przepływających przez tranzystor tzn.:

.

Wielkości powyższe są wzajemnie powiązane, dlatego w opisie punktu pracy podaje się zwykle tylko napięcie
i prąd
.

Wielkości określające punkt pracy tranzystora zależą od:

• układu polaryzacji,

• wartości rezystorów układu polaryzacji,

• parametrów tranzystora (np. od
  ),

• napięcia zasilania.

---