Электронные усилители. Коэффициент усиления и полоса пропускания усилителя. Особенности усиления биоэлектрических сигналов.

Усилитель электрического сигнала - это устройство, усиливающее входной сигнал по напряжению, току или мощности за счет энергии постороннего источника (источника питания). Входной (подлежащий усилению) сигнал подают на вход усилителя, на выходе снимают усиленный в "К" раз сигнал. "К" - это коэффициент усиления усилителя. В зависимости от того, с каким усилителем мы имеем дело, коэффициент усиления определяется как отношение приращения напряжения (тока, мощности) на выходе усилителя к соответствующему приращению напряжения (тока, мощности) на входе усилителя. Коэффициент усиления является основной характеристикой усилителя. Для обеспечения усиления электрических сигналов без искажений требуется, чтобы коэффициент усиления был величиной постоянной. Для обеспечения постоянства коэффициента усиления принимается ряд технических мер, так, например, вводится температурная компенсация, стабилизируются источники питания.

Зависимость коэффициента усиления от частоты входного сигнала называется частотной характеристикой усилителя. Частота υ и циклическая чистота ω связаны так: ω = 2πυ

В области частот от ω₂ до ω₃ коэффициент усиления практически не зависит от частоты. Правее и левее этой области коэффициент усиления уменьшается. Область, где коэффициент усиления падает не более, чем до 0,707 от максимального значения называется полосой пропускания усилителя от ω₁ до ω₄. Обычно усилитель проектируют таким образом, чтобы весь спектр частот, подлежащий усилению, размещался между ω₁ и ω₄, лучше между ω₂ и ω₃.

Процесс усиления биоэлектрических сигналов имеет следующие особенности: высокое выходное сопротивление биологической системы, малая величина сигнала, малая скорость изменения сигнала. Высокое выходное сопротивление обусловлено, в первую очередь, высоким переходным сопротивлением кожа-электрод. Для усиления в этом случае необходимо использовать усилители с высоким входным сопротивлением. Малая величина сигнала требует использования усилителей с высоким коэффициентом усиления, что создает трудности в плане помехозащищенности и усилении без искажений. Малая скорость изменения сигнала требует использования усилителей постоянного тока. Используются как собственно усилители постоянного тока, так и преобразование постоянного тока в переменный, усиление переменного тока и обратное преобразование.