Коэффициент передачи по току

,

где и — комплексы действующих значений выходного и входного токов; φ — фазовый сдвиг между входным и выходным током.

Коэффициент передачи по мощности

K_P = P_вых/P_вх

В логарифмических единицах коэффициент усиления по мощности n-каскадного усилителя определяется как

K_PΣ, дБ =10 lgK_p.

Коэффициент полезного действия усилителя определяется как

Характеристики усилителя

Под искажениями понимают отклонение формы выходного сигнала от формы входного. Для оценки искажения сигнала служат характеристики усилителя.

Относительный (нормированный) коэффициент усиления, зависящий от частоты

Y = |K|/K₀,

где K₀ — коэффициент усиления на средней частоте.

Показателем степени частотных искажений служит неравномерность его амплитудно-частотной характеристики,

а количественным показателем на какой-либо конкретной частоте спектра сигнала является коэффициент частотных искажений.

Коэффициент частотных искажений в относительных единицах определяется по выражению

M = 1/Y = K₀/|K|,

или в логарифмических единицах как

M, дБ = 20lgM.

По амплитудно-частотной характеристике и допустимой величине частотных искажений можно определить значение нижней f_н и верхней f_в граничных частот, а также полосу рабочих частот

Δf= f_в– f_н.

Весь частотный диапазон усилителя, разбивают на три части (нижние, средние и верхние частоты)

1. В области средних частот (СЧ) значениями реактивных сопротивлений разделительных конденсаторов, ввиду их малости, можно пренебречь. Кроме того, можно пренебречь шунтирующим действием реактивного сопротивления выходной эквивалентной емкости конденсатора, включающей емкости монтажа и нагрузки.

В технике усилительных устройств под средней частотой f₀ понимают значения:

— 1 кГц для усилителей низкой частоты;

— 0 Гц для усилителей постоянного тока;

— для других типов усилителей.

2. В области верхних частот (ВЧ) уже нельзя пренебречь шунтирующим действием реактивного сопротивления выходной эквивалентной емкости конденсатора.

Модуль коэффициента передачи по напряжению в области верхних частот следует определить по выражению:

или в относительных единицах

,

где — постоянная времени в области ВЧ.

Общепринятым является понятие верхней (и нижней) частоты, отсчитываемой на уровне уменьшившегося в раз коэффициента усиления.

Верхнюю граничную частоту АЧХ усилителя можно определить при подстановке его значения, равного на граничной частоте в последнее выражение:

.

3. В области нижних частот (НЧ) значениями реактивных сопротивлений разделительных конденсаторов уже нельзя не пренебрегать.

Для области нижних частот выражение модуля коэффициента передачи по напряжению определится следующим образом:

или в относительных (нормированных) единицах

,

где — постоянная времени в области НЧ.

Результирующая АЧХ усилителя, справедливое для всей области рабочих частот, можно записать как:

или в относительных (нормированных) единицах

.

Фазовые искажения вызываются различным фазовым сдвигом различных по частоте составляющих спектра сигнала.

З

ависимость угла сдвига по фазе между входным и выходным сигналами от частоты оценивается по фазо-частотной характеристике (ФЧХ).

Выражение ФЧХ усилителя имеет вид:

.