Коэффициент усиления антенны — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Коэффициент усиления (КУ) антенны — отношение мощности на входе эталонной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такой же плотности потока мощности^[1].

КУ является безразмерной величиной, может выражаться в децибелах (дБ, дБи, дБд). Для обозначения КУ используют латинскую букву G (от англ. Gain).

КУ антенны показывает, во сколько раз необходимо увеличить мощность на входе антенны (выходную мощность передатчика) при замене данной антенны идеальной ненаправленной антенной, чтобы значение плотности потока мощности излучаемой антенной электромагнитной волны в точке наблюдения не изменилось. При этом предполагается, что коэффициент полезного действия (КПД) ненаправленной антенны равен единице.

Обычно оперируют значением КУ

G₀ в направлении максимума диаграммы направленности антенны. При этом КУ становится количественной мерой способности антенны концентрировать мощность электромагнитной волны в узком луче с учетом потерь в элементах конструкции антенны и объектах, расположенных в ближней зоне антенны. Таким образом, КУ однозначно связан с коэффициентом направленного действия (КНД) D и КПД η антенны: G = D · η. При определении КПД потери на отражение из-за рассогласования входного импеданса антенны с импедансом источника возбуждения обычно не учитываются, либо это специально оговаривается (КУ с учетом потерь на отражение).

Значение КУ, выраженное в разах, в направлении максимума диаграммы направленности может составлять от нуля до миллионов. КУ меньше единицы характерен для антенн с низким КПД: электрически малых антенн (укороченные, малогабаритные антенны) и антенн с искусственно введенными поглощающими элементами (антенны для работы в широкой и сверхширокой полосе радиочастот; антенны, располагающиеся на предельно малой высоте от грунта и др.).

Малое значение КУ не обязательно означает, что антенна обладает слабо выраженными направленными свойствами (то есть низким значением КНД). И, наоборот, антенна, формирующая направленное излучение (то есть с узкой диаграммой направленности, с высоким КНД) может «плохо излучать» радиоволны. Характерный пример — приемная антенна Бевереджа, обладающая типичными значениями КУ −30 дБи и КНД +15 дБи и обеспечивающая большее значение отношения сигнал/(эфирный шум + помеха) по сравнению со слабонаправленными антеннами (например, штыревыми и вибраторными, у которых различие между КУ и КНД существенно меньше) .

1. ↑ ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения

• Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. Учеб. для радиотехнических специальностей вузов. — М.: Высш. шк., 1988. — 432 с.
• А. Ф. Фрадин, Е. В. Рыжков. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. — М.: Связьиздат, 1962. — 316 с.

Коэффициент усиления антенны | TP-Link Россия

Коэффициент усиления антенны – это тот самый момент, который может поставить в тупик даже самых продвинутых инженеров, специалистов в области радиочастотных технологий. Даже в законодательстве указано, что «Эффективная излучаемая мощность не превышает…», что опирается на мощность, подводимую ко входу антенны, помноженную на коэффициент усиления антенны. Считается, что в момент проявления коэффициента усиления антенна сама внутри себя магическим образом создает некую энергию. К несчастью, это не так. Если вы посмотрите на антенну, то увидите, что основной материал, из которого она сделана это золото, серебро, медь – эти материалы подходят лучше всего, затем идет алюминий. Сами по себе эти материалы не могут создавать энергию внутри себя.

 Прежде чем начать что-то объяснять, сначала необходимо дать определение некоторым терминам, для более доходчивого объяснения, что же такое коэффициент усиления антенны.

децибел (дБ): единица измерения затуханий, служит для выражения коэффициента усиления. Коэффициент усиления имеет положительное значение, затухание – отрицательное, вычисляется по формуле:

 10* log ( P на выходе/ P на входе)

Коэффициент усиления антенны: относительное увеличение излучения в пиковый момент, величина которого, выраженная в дБ, выше эталонного, в этом случае штатная антенна, антенна диполь в половину длины волны (как в случае с двухполюсными антеннами), которой измеряются все прочие антенны. Используемое обозначение известно как 0дБд (0 децибел относительно диполя). Таким образом, антенна с эффективной излучаемой мощностью в два раза выше входной мощности будет иметь коэффициент усиления 10* log (2/1) = 3дБд

 На что стоит обратить внимание: Есть второе обозначение, которое характеризует коэффициент усиления антенны, но используется для того, чтобы просто придать характеристикам антенны более высокие цифры, чем есть на самом деле. Это обозначение – дБи, оно характеризует коэффициент усиления антенны относительно воображаемого изотропного излучателя – антенны, которая равномерно излучает сферические волны, распространяемые по всем направлениям. Это увеличивает коэффициент усиления антенны на 2,14 дБ, что является коэффициентом усиления антенны диполь относительно изотропного излучателя. Но это еще не начало . Об этом более подробно рассказывается в разделе

«Как обмануть коэффициент усиления антенны»

Диаграмма направленности: графическое представление зависимости интенсивности излучения от угла направления антенны от перпендикуляра. Обычно график имеет круглый вид, интенсивность обозначена расстоянием от центра относительно соответствующего угла.

Все диаграммы направленности, которые показаны на этой странице, составлены для антенн с вертикально установленными элементами антенны, вид дан со стороны (т.е. под прямым углом к антенне), как показано на изображении рядом.

Угол излучения: Существует общепринятое мнение, что ширина диаграммы направленности антенны – это угол между двумя точками (в той же плоскости) между которыми излучение происходит в «половину мощности», т.е. на 3дБ меньше максимального излучения. Другие цифры, кроме 3дБ, не позволят улучшить репутацию антенны, поскольку в этом случае возникнет ощущение, что антенна имеет более широкую/узкую ширину диаграммы направленности антенны, а серьезный инженер не стал бы доверять такой конструкции.

Зона уверенного приема: Такая физико-геологическая зона, в которой принимается сигнал, обычно описывается как расстояние по радиусу от места, где расположена антенна.

Для начала давайте сначала возьмем в качестве эталона антенну диполь в половину длины волны и «поместим» ее свободно в пространстве (т.е. не будем учитывать все, что находится рядом, например крепление и т.п., которые могли бы влиять на антенну). Диаграмма направленности такой антенны обычно называется «пончик», она проиллюстрирована ниже на рисунке.

 

Поскольку материал не может создавать мощность, то единственной альтернативой является концентрация бесполезно израсходованной энергии, например той, которая идет в направление неба, и направление ее по нужному направлению в горизонтальной плоскости. Результат виден на соседнем рисунке. Форма излучения изменилась таким образом, что та энергия, которая расходилась в стороны, теперь сконцентрирована для усиления средней половины. В результате мощность излучаемой энергии удваивается в требуемом направлении, коэффициент усиления – 3дБ.

            

Такая концентрация энергии может быть усилена еще более, от 6дБ (в 4 раза) до 9 дБ (в 8 раз). Диаграммы видны на рисунках ниже.

 

Теперь ясно, для того чтобы у антенны появился коэффициент усиления, нужно всего лишь сконцентрировать ее излучение (т.е. изменить «пончик» на диаграмме до формы тонкой «лепешки»), сделав, таким образом, излучение более интенсивным вдоль горизонтальной плоскости. Антенны с излучением по всем направлениям и коэффициентом усиления выше 9дБ непрактичны в с илу того, что концентрация энергии напрямую связана с длиной (с длинах волны) антенны. Однако, есть еще один метод концентрации излучения, который позволяет направить излучение только в одном направлении.

 Если рефлектор помещен рядом с антенной диполь, то вся энергия, которая бы направлялась в направлении рефлектора, теперь отражается назад в направлении антенны диполь. Таким образом, вся энергия теперь сконцентрирована только в одной полусфере, в результате излучаемая энергия удваивается в данном направлении, коэффициент усиления – 3дБ.

 

Дальнейшая концентрация энергии, может быть получена с помощью использования «директоров (направителей)» и, опять же, делая угол все меньше и меньше, фокусируя всю энергию в одном направлении. Таким образом достигается более высокий коэффициент усиления. Обычно достигается коэффициент усиления в 20 дБ. Эффективный угол такой антенны мал (обычно ± 10 градусов)

 

В случае с антеннами с направленным излучением, нужно знать еще одну величину.

Коэффициент обратного излучения антенны: Активный вибратор большинства антенн с направленным излучением – антенна диполь с диаграммой направленности в виде классического «пончика», который перпендикулярен ее оси. Задача, как было описано ранее, заключается в том, чтобы этот «пончик» преобразовать в узкий луч по направлению от антенны. Рефлектор чаще всего представляет собой обыкновенный один или несколько стержней. Даже в случае, если рефлектор — это пучок стрежней, то он не будет отражать всю энергию, т.к. она будет проходить через щели! Часть энергии будет направлена назад (или, в случае приема, будет обходить рефлектор и перехватываться антенной диполь). Запомните, в свободном пространстве антенна диполь чувствительна как по своему направлению, так и сзади, диаграмма ее направленности естественно стремиться по свое форме к «пончику».

 Даже сплошной кусок металла в качестве рефлектора не сможет полностью изолировать от заднего излучения по причине дифракции. Досадно, но самые кончики металла станут причиной того, что сигнал будет поворачиваться на углах рефлектора в обратном направлении (или, в случае приема, от задней части по направлению к антенне диполь).

 Коэффициент такого обратного излучения антенны определяется относительно переднего (требуемого) направления антенны и обычно выражается в дБ.

В заключение:

Антенны вовсе не производят сами собой неким магическим образом энергию, они всего лишь концентрируют излучаемую радиочастотную энергию в узком направлении таким образом, что возникает ощущение, будто из антенны в требуемое направление выходит больше мощности.

 Насколько видно из вышеописанного, коэффициент усиления также является «потерей». Чем выше коэффициент усиления антенны, тем менее угол ее полезного использования. От внимания многих ускользает тот факт, что энергия была «украдена» у прочих направлений, а затем навязана излучению в требуемом направлении.

Это напрямую влияет на выбор антенны для конкретных целей. Выбор правильной антенны описан в разделе  «Выбор правильной антенны» . .

Коэффициент усиления — это… Что такое Коэффициент усиления?



Коэффициент усиления

Коэффициент передачи — отношение напряжения на выходе той или иной системы, предназначенной для передачи электрических сигналов, к напряжению на входе, K_П = U_ВЫХ / U_ВХ. Коэффициент передачи часто выражают в логарифмическом виде, как 20 lg (U_ВЫХ / U_ВХ), дБ.

Коэффициент усиления и ослабление сигнала

• В усилительных устройствах коэффициент передачи больше единицы (больше нуля в логарифмическом масштабе) называют коэффициентом усиления (не путать с коэффициентом усиления антенны).
• При рассмотрении пассивных устройств, а также линий передачи, когда выходное напряжение меньше входного, употребляют понятие ослабление сигнала.

Комплексный коэффициент передачи

При анализе частотнозависимых устройств часто возникает необходимость в векторном представлении коэффициента передачи

• Комплексный коэффициент передачи K(jω) — отношение комплексной амплитуды (КА)Y выходной величины системы к комплексной амплитуде X входной величины синусоидальной формы при заданном значении ее частоты ω.

Комплексную амплитуду выходного сигнала Y можно вычислить умножением КА входного сигнала X на K(jω), если комплексный коэффициент передачи априори известен. Комплексный коэффициент передачи является комплексной величиной, а его компоненты зависят от частоты входного сигнала. Может быть представлен вектором на комплексной плоскости (построенная таким образом кривая называется годографом коэффициента передачи).

Измерения

• Прямое измерение — производится с помощью установок для измерения ослаблений или измерителей коэффициента передачи, в т. ч. панорамных.
• Совокупное измерение — производится с помощью измерения мощности или напряжения сигнала на выходе и на входе, и последующего расчета.
• Измерение методом сравнения — производится с помощью аттенюатора, являющегося мерой ослабления. В качестве меры коэффициента усиления, в принципе, можно применить откалиброванный измерительный усилитель, однако на практике это, как правило, не используется.
• Для измерения комплексных коэффициентов передачи применяются измерители импеданса и комплексных коэффициентов передачи, или, на сверхвысоких частотах, измерители комплексных коэффициентов и КСВ.

Литература

• Хлытчиев С.М. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов — 1985
• Словарь радиолюбителя — Л.: Энергия, 1979

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

• Коэффициент трения
• Коэффициенты

Смотреть что такое «Коэффициент усиления» в других словарях:

• коэффициент усиления — (1) Отношение длительности экспозиции без усиливающих экранов к длительности экспозиции с усиливающими экранами при одинаковых прочих условиях и при получении одинаковой оптической плотности. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и… …   Справочник технического переводчика

• коэффициент усиления — stiprinimo koeficientas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. amplification factor; gain vok. Übertragungsfaktor, m; Stellfaktor, m; Verstärkungsfaktor …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• коэффициент усиления — stiprinimo koeficientas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, lygus stiprintuvo išėjimo ir įėjimo įtampų (srovių, galių) pokyčių dalmeniui. atitikmenys: angl. amplification factor; gain vok. Übertragungsfaktor, m;… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• коэффициент усиления — stiprinimo koeficientas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. amplification factor; gain vok. Verstärkungsfaktor, m; Verstärkungskoeffizient, m rus. коэффициент усиления, m pranc. coefficient d amplification, m; facteur d amplification …   Automatikos terminų žodynas

• коэффициент усиления — stiprinimo koeficientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. amplification factor; amplifier gain; gain vok. Gewinn, m; Verstärkungsfaktor, m; Verstärkungsgrad, m rus. коэффициент усиления, m pranc. coefficient d’amplification, m; facteur… …   Fizikos terminų žodynas

• коэффициент усиления — Отношение значения величины у выхода усилительного устройства к значению величины у его входа …   Политехнический терминологический толковый словарь

• Коэффициент усиления антенны — отношение квадрата напряженности поля, создаваемого данной антенной, к квадрату напряженности поля, создаваемого эталонной антенной, при этом предполагается, что мощности, подводимые к обеим антеннам, одинаковы, а коэффициент полезного действия… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• коэффициент усиления (при) замкнутой цепи обратной связи — коэффициент усиления замкнутой системы — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы коэффициент усиления… …   Справочник технического переводчика

• коэффициент усиления (при) разомкнутой цепи обратной связи — коэффициент усиления разомкнутой системы — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы коэффициент… …   Справочник технического переводчика

• коэффициент усиления генераторной (модуляторной, регулирующей) лампы — коэффициент усиления Отношение изменения напряжения анода или экранирующей сетки генераторной (модуляторной, регулирующей) лампы к изменению напряжения управляющей сетки или управляющего электрода, необходимому для сохранения тока анода или… …   Справочник технического переводчика

71. Усилители. Коэффициент усиления усилителя. Требования к усилителям. Многокаскадное усиление. Классификация усилителей.

Усилителями электрических сигналов или электронными усилителями называют устройства, увеличивающие эти сигналы за счет энергии внешнего источника.

Усилители могут создаваться на основе различных элементов (транзисторы), однако в общих вопросах все усилители могут быть представлены достаточно едино. Они имеют вход, на который подается усиливаемый электрический сигнал, и выход, с которого снимается усиленный сигнал. Непременной частью всей системы является источник электрической энергии.

Существенным требованием к усилителям является воспроизведение усиливаемого сигнала (усиление) без искажения его формы. На практике это требование выглядит как стремление усилить электрический сигнал с наименьшими искажениями.

Возможность усилителя увеличить поданный на его вход сигнал количественно оценивается коэффициентом усиления. Он равен отношению приращения напряжения (силы тока, мощности) на выходе усилителя к вызвавшему его приращению напряжения (силы тока, мощности) на входе:

k_U = ,k_I = ,.

В зависимости от целей усилители различают по напряжению, силе тока или мощности. В дальнейшем, ради определенности, все иллюстрации и выводы будут относиться к коэффициенту усиления по напряжению, который будет обозначаться без индекса: k.

При усилении сигнала синусоидальной формы в выражениях обычно используют амплитуды входного и выходного сигналов:

k=U_{max вых} / U_{max вх}.

Если k имеет значения, не достаточные для получения на выходе сигнала нужного напряжения, то соединяют несколько усилителей. Каждый отдельный усилитель при этом называют усилительным каскадом. Коэффициент усиления усилителя из нескольких каскадов равен произведению коэффициентов усиления всех используемых каскадов:

k_общ= k₁k₂k₃…

Классификация усилителей электрических сигналов.

Усилители, используемые для усиления бионапряжений, разделяются на:

а) усилители прямого усиления, в которых электрический сигнал усиливается без преобразования частоты его колебаний;

б) усилители с преобразованием частоты сигнала, в которых весь спектр усиливаемых колебаний претерпевает преобразование.

Усилители, применяемые в электрокардиографии, по ширине полосы усиливаемых частот делятся на следующие типы:

а) усилители постоянного тока, предназначенные для усиления электрических сигналов в пределах от низшей рабочей частоты f_н = 0 (постоянные напряжения) до высшей частоты f_в, которая может быть равна сотням или тысячам Герц. Такие усилители усиливают как постоянную составляющую сигнала, так и его переменную составляющие;

б) усилители переменного тока, предназначенные для усиления электрических сигналов с частотами от f_н > 0 и до f_в (например, усилитель электрокардиограммы имеет диапазон усиливаемых частот от f_н = 0,1 Гц до f_в = 100 Гц). Этот усилитель не усиливает постоянную составляющую сигнала;

в) усилители высокой частоты, применяемые в качестве блоков усилителей с преобразованием частот;

г) избирательные усилители, усиливающие сигналы в узкой полосе частот.

Усиление таких усилителей максимально на частоте f_о и близлежащих к ней частотах и резко падает на частотах как ниже, так и выше f_о.

Коэффициент усиления антенны — это… Что такое Коэффициент усиления антенны?

Коэффициент усиления (КУ) антенны — отношение мощности на входе эталонной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такой же плотности потока мощности^[1].

КУ является безразмерной величиной, может выражаться в децибелах (дБ, дБи, дБд). Для обозначения КУ используют латинскую букву G (от англ. Gain).

КУ антенны показывает, во сколько раз необходимо увеличить мощность на входе антенны (выходную мощность передатчика) при замене данной антенны идеальной ненаправленной антенной, чтобы значение плотности потока мощности излучаемого антенной электромагнитного поля в точке наблюдения не изменилось. При этом предполагается, что коэффициент полезного действия (КПД) ненаправленной антенны равен единице.

Обычно оперируют значением КУ G₀ в направлении максимального излучения антенны. При этом КУ становится мерой эффективности антенны как способности антенны концентрировать энергию электромагнитного излучения в узком луче с учетом потерь энергии в элементах конструкции антенны и объектах, расположенных в ближней зоне антенны. Таким образом, КУ однозначно связан с коэффициентом направленного действия (КНД) D и КПД η антенны: G = D · η. При определении КПД потери на отражение из-за рассогласования входного импеданса антенны с импедансом источника возбуждения обычно не учитываются, либо это специально оговаривается (КУ с учетом потерь на отражение).

Значение КУ, выраженное в дБ, в направлении максимума излучения может составлять от нуля до миллионов. КУ меньше единицы характерен для антенн с низким КПД: электрически малых антенн (укороченные, малогабаритные антенны) и антенн с искусственно введенными поглощающими элементами (антенны для работы в широкой и сверхширокой полосе радиочастот; антенны, располагающиеся на предельно малой высоте от грунта и др.).

Малое значение КУ не обязательно означает, что антенна обладает низким значением КНД (то есть обладает слабо выраженными направленными свойствами). И, наоборот, антенна с высоким КНД может «плохо излучать» радиоволны. Характерный пример — приемная антенна Бевереджа, обладающая типичными значениями КУ −30 дБи и КНД +15 дБи.

Примечания

1. ↑ ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения

См. также

• Коэффициент направленного действия
• КПД антенны
• Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. Учеб. для радиотехнических специальностей вузов. — М.: Высш. шк., 1988. — 432 с.
• А. Ф. Фрадин, Е. В. Рыжков. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. — М.: Связьиздат, 1962. — 316 с.

Коэффициент усиления

Добавлено 4 декабря 2015 в 21:58

Сохранить или поделиться

Поскольку усилители способны увеличивать величину входного сигнала, полезно иметь возможность оценивать способность усилителя усиливать с точки зрения отношения выход/вход. Технический термин для отношения величин выход/вход – коэффициент усиления. Как отношение равных единиц измерения (выходная мощность / входная мощность, выходное напряжение / входное напряжение, или выходной ток / входной ток), коэффициент усиления естественно является безразмерной величиной. В формулах коэффициент усиления обозначается заглавной буквой «A».

Например, если на вход усилителя подается переменное напряжение 2 вольта RMS (среднеквадратичное значение), а на выходе получаем переменное напряжение 30 вольт RMS, то коэффициент усилителя по переменному напряжению равен 30, деленное на 2, что равно 15:

\[A_U = \frac{U_{вых}}{U_{вх}}\]

\[A_U = \frac{30 \, В}{2 \, В}\]

\[A_U = 15\]

Соответственно, если мы знаем коэффициент усиления усилителя и величину входного сигнала, то можем вычислить его величину на выходе. Например, если на усилитель с коэффициентом усиления по переменному току, равным 3,5, подать сигнал с величиной переменного тока 28 мА RMS, то на выходе получим 28 мА, умноженное на 3,5, то есть 98 мА:

\[I_{вых} = (A_I)(I_{вх})\]

\[I_{вых} = (3.5)(28 \, мА)\]

\[I_{вых} = 98 \, мА\]

В последних двух примерах я специально указал коэффициенты усиления и величины сигналов с уточнением «переменный». Это было сделано намеренно, и иллюстрирует важную концепцию: электронные усилители часто по-разному реагируют на входные сигналы переменного и постоянного тока, и могут усиливать их в разной степени. Другими словами, усилители часто усиливают изменения в величине входного сигнала (переменный ток) при различных коэффициентах, чем постоянные величины входного сигнала (постоянный ток). Конкретные причины для этого слишком сложны, чтобы объяснить их на данном этапе обучения, но об этом факте всё равно стоит упомянуть. При расчетах коэффициента усиления, прежде всего, нужно понимать, с какими типами сигналов и коэффициентов усиления мы имеем дело, с переменным или постоянным током.

Коэффициенты усиления электронных усилителей могут быть выражены в отношении напряжения, тока, и/или мощности, и для переменного, и для постоянного тока. Краткое определение коэффициента усиления состоит следующем: треугольный символ «дельта» (Δ) в математике означает изменение, то есть «ΔUвых/ΔUвх» означает «отношение изменения выходного напряжения к изменению входного напряжения» или, проще говоря, «отношение выходного переменного напряжения к входному переменному напряжению»:

	Коэффициенты усиления для сигналов постоянного тока	Коэффициенты усиления для сигналов переменного тока
Напряжение	\[A_U = \frac{U_{вых}}{U_{вх}}\]	\[A_U = \frac{\Delta U_{вых}}{\Delta U_{вх}}\]
Ток	\[A_I = \frac{I_{вых}}{I_{вх}}\]	\[A_I = \frac{\Delta I_{вых}}{\Delta I_{вх}}\]
Мощность	\[A_P = \frac{P_{вых}}{P_{вх}}\]	\[A_P = \frac{ (\Delta U_{вых}) (\Delta I_{вых}) } { (\Delta U_{вх}) (\Delta I_{вх})}\]
	\[A_P = (A_U)(A_I)\]

Если несколько усилителей стоят последовательно, соответствующие коэффициенты усиления этих усилителей формируют общий коэффициент усиления, равный произведению отдельных коэффициентов усиления (рисунок ниже).

Если подать сигнал напряжением 1 В на вход усилителя с коэффициентом усиления 3 на рисунке ниже, на выходе первого усилителя будет сигнал 3 В, который будет усилен в 5 раз вторым каскадом усиления, и в итоге получим на выходе 15 В.

Коэффициент усиления цепи каскадов усилителей равно произведению отдельных коэффициентов усиления.

Оригинал статьи

Теги

Коэффициент усиленияУсилительУчебникЭлектроника

Сохранить или поделиться

Коэффициент усиления Википедия

Коэффицие́нт переда́чи (также коэффициент преобразова́ния, крутизна преобразова́ния) — отношение приращения некоторой физической величины на выходе некоторой системы ΔAo{\displaystyle \Delta A_{o}} к вызвавшему это приращение приращению на входе этой системы ΔAi{\displaystyle \Delta A_{i}}:

K=ΔAo/ΔAi.{\displaystyle K=\Delta A_{o}/\Delta A_{i}.}

Величину на входе системы часто называют возмущающим воздействием или просто возмущением, а выходную величину — откликом системы.

В общем случае размерности возмущения и отклика не совпадают, например, звуковое давление, развиваемое электродинамическим громкоговорителем и подводимая к нему электрическая мощность, или ЭДС термопары и температура, в этом случае отношение выходной величины к входной часто называют коэффициентом преобразования или крутизной преобразования, при этом коэффициент передачи размерный в приведённых примерах — Па/Вт или В/К.

Если входная и выходная величины имеют одинаковую размерность, то коэффициент передачи — безразмерная величина и его обычно называют коэффициентом усиления. При этом если выходная величина больше по модулю входной величины, то коэффициент усиления больше 1. Если коэффициент усиления меньше 1 то часто используют обратную ему величину Kr=1/K{\displaystyle K_{r}=1/K} называемую коэффициентом ослабления или коэффициентом затухания, или просто затуханием.

В линейных системах коэффициент передачи не зависит от величины возмущения, то есть является постоянной величиной, и связь между откликом и воздействием выражается формулой:

Ao=KAi.{\displaystyle A_{o}=KA_{i}.}

В нелинейных системах связь между откликом и возмущением является некоторой нелинейной функцией, при этом вводят понятие дифференциального коэффициента передачи — производной отклика по возмущению Kd=dAo/dAi,{\displaystyle K_{d}=dA_{o}/dA_{i},} этот коэффициент зависит от величины возмущения. При этом при корректном указании численного значения коэффициента передачи нужно указывать величину возмущения или величину отклика.

Обычно коэффициент передачи не зависит от предыстории системы, но в некоторых системах текущий коэффициент передачи зависит от предыдущий воздействий, например, в электрических цепях с катушками индуктивности с ферромагнитными сердечниками или в цепях с электрохимическими элементами^[1]