Дипломная работа: Модернізація апарату для ультразвукової терапії шляхом удосконалення блоку живлення

При посиленні сигналів підсилювач трохи змінює їхню форму; відхилення форми вихідного сигналу від форми вхідного називають викривленнями. Дані, що характеризують властивості підсилювача і внесені їм викривлення, називають показниками. Основними показниками підсилювача є: вхідні і вихідні дані, коефіцієнти підсилення і корисної дії, частотна, фазова і перехідна характеристики, рівень внутрішніх перешкод, нелінійність, стабільність, надійність.

Вхідними даними підсилювача є: його вхідна напруга U_вх , вхідний струм I_вх і вхідна потужність сигналу Р_вх , при яких підсилювач віддає в навантаження задану потужність, струм або напругу, а також вхідний опір підсилювача Z_вх . Вхідний опір підсилювача в загальному випадку комплексно, але вхідну потужність, струм і напругу звичайно визначають в умовах, при яких вхідний опір можна вважати активному і рівним R_вх ; у цьому випадку

U_вх =I_вх R_вх ; R_вх =U_вх /I_вх ; Р_вх =U_вх I_вх .

Джерело сигналу, що підключається до входу підсилювача, характеризується електрорушійною силою Е_дж і внутрішнім опором Z_дж .

До вихідних даних відносяться: розрахункова, тобто задана технічними вимогами, потужність сигналу P_нагр віддається підсилювачем у навантаження і називана вихідною потужністю підсилювача; вихідна напруга сигналу U_вих або вихідний струм сигналу I_вих , що віддаються підсилювачем при роботі його на розрахунковий опір навантаження Z_нагр , а також вихідний опір підсилювача Z_вих .

Опір навантаження підсилювача в загальному випадку комплексно, але вихідну потужність, струм і напругу також звичайно визначають в умовах, при яких навантаження можна вважати активної і рівної R_нагр ; при цьому

U_вих =I_вих R_нагр ; Р_нагр =I_вих U_вих =I² _вих R_нагр =U² _вих /R_нагр .

Вихідний опір підсилювача в загальному випадку також комплексно, однак воно рідко є істотним показником, а тому звичайно не вказується.

Коефіцієнти підсилення і коефіцієнти корисної дії.

Коефіцієнт підсилення напруги К, називаний звичайно просто коефіцієнтом підсилення підсилювача, являє собою відношення сталого значення напруги сигналу на виході до напруги сигналу на вході пристрою:

К=U_вих /U_вх (1)

Наскрізний коефіцієнт підсилення напруги К* являє собою відношення вихідної напруги до ЕРС джерела сигналу Е_дж :

К*=U_вих /Е_{дж (} 2)

Відношення сталого значення струму сигналу на виході до струму сигналу на вході являє собою коефіцієнт підсилення струму K_т а відношення потужності сигналу в навантаженні підсилювача до потужності сигналу на вході - коефіцієнт підсилення потужності К_м :

К_т =I_вих /I_вх ; К_м =Р_нагр /Р_вх

Коефіцієнти підсилення напруги і токи є комплексними величинами, тому що вихідна напруга і струм через наявність у навантаженні і ланцюгах підсилювача реактивних складові опори зрушені по фазі щодо вхідних значень.

У зв'язку з тим, що сприйняття органів почуттів людини підкоряється логарифмічному законові, абсолютну величину (модуль) коефіцієнтів підсилення нерідко виражають у логарифмічних одиницях - децибелах або неперах, для чого користуються співвідношеннями:

К _[дб] =20lg; К_{т [дб]} =20lgK_т ; К_{м [дб]} =20lgK_м ;

К _[неп] =ln; К_{т [неп]} =lnK_т ; К_{м [неп]} =lnK_м ; (3)

де е - основа натуральних логарифмів. З (3) випливає, що

( ДО; К_т ; К_м ) _[неп] =1,115 (ДО; К_т ; К_м ) _{[дб] (} 4)

Коефіцієнт корисної дії вихідного ланцюга підсилювального каскаду η являє собою відношення потужності сигналу Р_~ , що віддається витівкою ланцюгом, до споживаній нею потужності Р_о від джерела живлення вихідного ланцюга:

η=P_~ /P_{0 (} 5)

ККД вихідного ланцюга є важливим показником економічності роботи каскаду і використовується для оцінки властивостей різних режимів роботи підсилювальних елементів. Для оцінки економічності роботи могутніх підсилювачів використовують поняття коефіцієнта корисної дії підсилювача η_підс , рівного відношенню віддається підсилювачем у навантаження потужності сигналу Р_нагр до сумарної потужності ΣР, споживаної їм від усіх джерел харчування:

Η_підс = Р_нагр / ΣР (6)

Частотна і фазова характеристики.

Форма складного гармонійного сигналу на виході лінійного чотириполюсника відрізняється від форми сигналу на його вході, якщо

1) гармонійні складового вхідного сигналу змінюються (підсилюються або послабляються) чотириполюсником неоднаково. Зміни форми сигналу, викликані цією причиною, називають частотними перекручуваннями;