Підсилення і генерація електричних сигналів

Підсилювачами електричних сигналів називають пристрої, які збільшують ці сигнали за рахунок енергії стороннього джерела.

Залежно від призначення розрізняють підсилювачі напруги, сили струму, потужності. Основною характеристикою підсилю­вача є коефіцієнт підсилення, який дорівнює відношенню зміни вихідного сигналу до зміни вхідного, якою вона обумовлена:

При підсиленні синусоїдальних сигналів, як правило, користуються відношенням амплітуд вхідного і вихідного сигналів:

,

де А_м – амплітуда підсилюваної величини (І, U, Р). Суттє­вою вимогою до підсилювачів є повторення вхідного сигналу без спотворення його форми. Для цього необхідно, щоб коефіцієнт підсилення не зале­жав від величини вхідного сигналу, тобто, щоб залежність А_вих = f (А_вх), яку називають амплітудною характеристикою, була ліній­ною.

Варто відзначити, що індуктивні та ємнісні властивості провід­ни­ків, наскільки малими вони б не були, при збіль­шен­ні частоти можуть суттєво впливати на коефіцієнт під­силення, викликаючи так звані частотні спотворення. Необхідною умовою їх відсутності є постійність коефіцієнта підсилення k = f (n) = соnst. Діапазон частот D n, для якого це справедливе, називають смугою пропускання підсилювача.

Генераторами називають пристрої, які перетворюють енергію джерел постійної ЕРС в енергію електромагнітних хвиль різної частоти та форми. Генератори використовуються в фізіотерапевтичній апаратурі, електричних стимуляторах, в окремих діагностичних приладах.

Схему найпростішого автоколивального генератора на транзисторі зображено на мал. 4.50. В схемі генеруються коливання, частота яких дорівнює частоті власних коливань LC контура: . Котушка L ₀ здійснює індуктивний зв’язок кола емітер-база з колом емітер-колектор. Джерелом енергії служить батарея e. Елементи R_б та С_б необхідні для вибору оптимального режиму роботи (щоб була лінійною амплітудна характеристика і частота генерації w ₀ відпові­да­ла смузі пропускання).

Поряд з автоколивальними генераторами, які виробляють сигнали синусоїдальної форми, використовуються генератори із зовнішнім збудженням. За допомогою них можна отримувати періодичні імпульсні послідовності (релаксаційні коливання). Прикладом таких генераторів є генератор пилкоподібної напруги в осцилографі; мультивібратор, який використовують для імітації роботи серця при дослід­же­нні кардіограми.