5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ 5.1. Усилители электрических сигналов. Основные определения
Электронные усилители предназначены для усиления слабых электрических сигналов до уровня, необходимого для нормального функционирования исполнительного устройства. Независимо от типа, названия, элементной базы и конструкции любой электронный усилитель является усилителем мощности. Можно дать следующее определение электронного усилителя: электронный усилитель - это устройство, мощность электрического сигнала которого на выходе всегда больше мощности входного (т.е. усиливаемого) сигнала. В качестве примера устройства, повышающего напряжение, но не усиливающего мощность, можно привести трансформатор, напряжение на вторичной обмотке которого может в десятки раз превышать напряжение первичной обмотки, однако мощность сигнала, снимаемого со вторичной обмотки, всегда будет меньше мощности, приложенной к первичной обмотке. Следовательно, трансформатор не является усилителем.
Из определения усилителя следует, что усиление слабых сигналов может происходить только за счет некоторого источника энергии, называемого источником питания. От источника питания усилитель потребляет некоторую мощность постоянного тока Р0ь часть этой мощности, как правило, переменного тока, отдаваемая в нагрузку (потребителю), называется выходной мощностью усилителя Ршх. Часть потребляемой мощности, рассеиваемая в виде тепла усилительными и вспомогательными элементами, называется мощностью потерь Ррас(рис. 5.1). Усилитель сам является нагрузкой источника усиливаемого сигнала (или просто источника сигнала) и потребляет из этого источника мощность Рвх, называемую входной.
Для усиления электрических сигналов в электронных усилителях ^пользуются активные элементы (усилительные элементы): транзисторы, электронные лампы, интегральные микросхемы, варикапы, туннельные диоды и другие. С целью обеспечения нормальных режимов работы усилительных элементов, организации межкаскадной связи, согласования уровней сигналов, различных регулировок схемы усилителей дополняются пассивными элементами - резисторами, конденсаторами, дросселями, трансформаторами и другими.
На практике встречается большое многообразие усилителей и поэтому их разделяют, т.е. классифицируют по нескольким критериям.