ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Аналоговые электронные устройства (АЭУ) – это устройства усиления и обработки аналоговых электрических сигналов, выполненные на основе электронных приборов. К аналоговым относятся сигналы, которые изменяются по тому же закону, что и характеризуемые (описываемые) ими физические процессы. Аналоговые сигналы заданы (известны, могут быть измерены) во все моменты времени. Аналоговый сигнал как функция времени может быть наглядно представлен графиком или осциллограммой.

В отличие от аналогового у дискретного сигнала значения известны не во все моменты времени, а только в некоторые, например один раз каждую миллисекунду. Но по форме (а не по содержанию) любой дискретный сигнал является аналоговым. Частным видом дискретного сигнала является цифровой. Он получается, если числовые значения дискретного сигнала выразить группами импульсов, обозначающими соответствующие числа (обычно в двоичной системе счисления, как самой простой для отражения импульсами).

Соответственно все электронные устройства можно разделить на две группы: аналоговые и цифровые. Преимущество аналоговых устройств – сравнительная простота, надежность и быстродействие­ – обеспечили им самое широкое применение, несмотря на менее высокую точность обработки сигналов.

Построение аналоговых устройств на основе активных электронных приборов позволяет усиливать сигналы. Усилителем электрических колебаний называется такое устройство, которое за счет энергии источника питания формирует новое колебание, являющееся по форме более или менее точной копией заданного усиливаемого колебания, но превосходит его по напряжению, току или мощности. Усиление колебания создается за счет энергии источника питания. Напряжение последнего в усилителе преобразуется в напряжение заданной формы. Поэтому можно считать, что усилитель является преобразователем формы напряжения.

Совокупность усилителя и источника питания составляет усилительное устройство (рис. 1.1,а). Главной его частью является усилитель, вследствие чего эти два понятия обычно отождествляют.

Ко входным зажимам усилителя 1- 1' подключают источник усиливаемого колебания (сигнала), который можно представить в виде эквивалентного активного двухполюсника с генератором ЭДС Е_r (рис. 1.1,а) или с генератором тока I_r (рис. 1.1,б), имеющим внутреннее сопротивление Z_r . Оба эти представления равноценны и могут быть преобразованы одно в другое. Однако высокоомный источник сигнала (имеющий Z_r большее по сравнению с входным сопротивлением усилителя) целесообразно представлять схемой с генератором тока, а низкоомный – схемой с генератором ЕДС. Тогда в первом приближении сопротивление Z_r можно не учитывать и эквивалентный активный двухполюсник упрощается до идеальных генераторов тока и ЕДС. Источниками входных сигналов могут быть микрофон, детектор, датчик, диодный фотоприемник, выход предыдущего усилителя и т. п.

К выходным зажимам 2- 2' подключается нагрузка усилителя, имеющая сопротивление Z_н. В качестве нагрузок могут быть громкоговоритель, электронно-лучевая трубка, вход последующего усилителя и т. п.

В усилители энергия источника питания преобразуется в энергию усиленного колебания с помощью усилительных активных элементов. Если в качестве их применяют электронные приборы, то усилители называются электронными. Для усиления электрических сигналов они имеют почти исключительное применение.

Электронные усилители в современной технике находят самое широкое применение и как самостоятельные устройства, и как составные части более сложных устройств. Их используют в бытовой электронике, звуковом кино, радиолокации, медицине, технике измерений, автоматике и т. д. На их основе строятся почти все другие аналоговые электронные устройства обычно посредством добавления тех или иных цепей обратной связи (ОС).