Усилитель электрических колебаний
Усили́тель электри́ческих колеба́ний, устройство, предназначенное для увеличения интенсивности электрических (электромагнитных) колебаний за счёт энергии вспомогательного управляемого источника постоянного тока (источника питания) либо энергии других электрических колебаний. Наиболее широко используется в системах радиосвязи, звукового и телевизионного вещания, радиолокации, в аппаратуре записи и воспроизведения информации, устройствах автоматики, измерительной и вычислительной техники и т. д.
Процесс усиления электрических колебаний представляет собой воздействие усиливаемых колебаний на источник питания через усилительный элемент – транзистор, электронную лампу, туннельный диод, вариконд и др.
Способность усилителя электрических колебаний увеличивать интенсивность колебаний оценивают, как правило:
коэффициентом усиления по мощности (коэффициент передачи) Kp = Pвых/Pвх > 1, где Pвх и Pвых – мощность усиливаемых колебаний, подаваемых на вход, и мощность на выходе усилителя, отдаваемая во внешнюю цепь (в нагрузку);
коэффициентом усиления по напряжению KU = U2/U1;
коэффициентом усиления по току KI = I2/I1 (U1, I1 и U2, I2 – напряжение и ток соответственно на входе и выходе усилителя электрических колебаний).
Помимо коэффициента усиления усилители электрических колебаний характеризуются:
полосой пропускаемых частот;
коэффициентом нелинейных искажений сигналов;
внутренними шумами.
По диапазону рабочих частот усилители электрических колебаний подразделяются на усилители низкой (звуковой), высокой и сверхвысокой частоты. Различают также селективные (избирательные) и апериодические (неизбирательные) усилители электрических колебаний. К селективным относятся, например, усилители высокой и промежуточной частоты в радиоприёмниках; первые обычно содержат каскады с колебательными контурами, настроенными постоянно на одну частоту (т. н. резонансные усилители), вторые снабжены полосовыми электрическими фильтрами, позволяющими приблизить форму амплитудно-частотной характеристики усилителя к идеальной (прямоугольной). К апериодическим усилителям электрических колебаний относятся усилители звуковой частоты, видеоусилители и др.
В зависимости от вида применяемых усилительных (управляющих) элементов различают ламповые, транзисторные, диодные регенеративные усилители электрических колебаний, параметрические усилители, диэлектрические усилители, магнитные усилители, усилители электрических колебаний на клистронах и лампах бегущей волны, квантовые усилители.
Простейшие усилители электрических колебаний выполняются на одном усилительном элементе (однокаскадные усилители); для получения значительного коэффициента усиления применяют более сложные усилители электрических колебаний, содержащие несколько каскадов усиления. Наибольшее распространение получили усилители электрических колебаний на биполярных и полевых транзисторах. В зависимости от того, какой из выводов усилительного элемента является общим для входа и выхода, различают усилительные каскады, в которых транзисторы включены по схеме с общими эмиттером или истоком, с общими базой или затвором либо с общими коллектором или стоком. Большинство современных усилителей электрических колебаний, используемых в радиоэлектронной аппаратуре, выполняются в виде интегральных схем средней и большой степени интеграции.