Постоянного тока усилитель

Постоянного тока усилитель, транзисторный или ламповый усилитель сколь угодно медленно меняющихся электрических сигналов. П. т. у. обычно используют в приборах измерительной техники и автоматики (в сочетании с разного рода датчиками, например фотоэлементом, термопарой и др.), при измерении малых токов и зарядов (так называемый электрометрический П. т. у.), а также в электронных аналоговых вычислительных машинах — в качестве операционных усилителей (см. Решающий усилитель). При проектировании и эксплуатации П. т. у. особое внимание уделяют уменьшению медленных изменений (дрейфа) выходного напряжения или тока в отсутствие входного сигнала, которые обусловлены рядом неконтролируемых факторов: старением элементов усилителя, колебаниями температуры окружающей среды и напряжения электропитания и др.

  Различают П. т. у. прямого усиления и с преобразованием по частоте. Особенность П. т. у. прямого усиления (рис. 1, 2) — отсутствие в цепях связи между усилительными каскадами реактивных элементов (конденсаторов, трансформаторов). В таких П. т. у., исторически более ранних, проблема дрейфа решается непосредственным уменьшением его в каждом из каскадов усилителя и прежде всего — во входном. С этой целью используют дифференциальные каскады (рис. 2), в которых минимизация разностного дрейфа на выходе достигается тщательным симметрированием обоих плеч. В П. т. у. с преобразованием по частоте (рис. 3) проблема дрейфа решается путём преобразования (модуляции) входного, медленно меняющегося сигнала с помощью вспомогательных колебаний (т. е. преобразованием входного сигнала в сигнал на частоте вспомогательных колебаний с амплитудой, пропорциональной амплитуде на входе), после чего преобразованный сигнал усиливается бездрейфовым (с реактивными элементами связи между каскадами) усилителем, а затем путём детектирования (демодуляции) вновь преобразуется в сигнал, повторяющий форму входного.

  У современных (1975) П. т. у. — интегральных операционных усилителей коэффициент усиления доходит до 10⁶, их полоса пропускания в пределах от 0 до 100 Мгц, а дрейф в течение длительного времени (несколько десятков часов) и в широком диапазоне температур (от —60 до +100 °С) не превышает нескольких десятков мкв.

  Лит.: Эрглис К. Э., Степаненко И. П., Электронные усилители, 2 изд., М., 1964.

  И. П. Степаненко.

Рис. 1. Схема простейшего однотактного усилителя постоянного тока: Т — транзистор; R — нагрузочный резистор; R_э — резистор в цепи эмиттера; Д — стабилитрон; U_вх — напряжение на входе; U_вых — напряжение на выходе; Е — напряжение источника электропитания.

Рис. 3. Усилитель постоянного тока с преобразованием по частоте: а — схема; б — временные диаграммы напряжения сигнала в точках 1, 2, 3, 4; М — модулятор; У — бездрейфовый усилитель; ДМ — демодулятор; U_вх — напряжение на входе; U_вых — напряжение на выходе; U₁, U₂, U₃, U₄ — напряжения в соответствующих точках усилителя; t — время.