Коэффициенты усиления
Коэффициенты усиления показывают, во сколько раз сигнал на выходе усилителя больше сигнала на входе.
Существуют 3 вида коэффициентов усиления.
1. Коэффициент усиления по мощности: 
[раз]
2. Коэффициент усиления по току: 
[раз]
3. Коэффициент усиления по напряжению: 
[раз]
Линейные искажения
Линейные искажения возникают за счет наличия в схеме частотно-зависимых линейных элементов – индуктивностей и емкостей ( 
; 
).
Введем понятие «амплитудно-частотная характеристика» (АЧХ).
АЧХ – это зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты входного сигнала.
КU идеальная АЧХ
КU0
0,707КU0 реальная АЧХ
0 FН ПП FВ f
ПП – полоса пропускания;
FН- нижняя частота полосы пропускания;
FВ- верхняя частота полосы пропускания.
Реальная и идеальная АЧХ совпадают только на средних частотах. На нижних и верхних частотах реальная АЧХ имеет завалы (КU уменьшается).
Уровень 
определяет диапазон частот, в пределах которого коэффициент усиления по напряжению уменьшается в допустимых пределах. Этот диапазон частот называется полосой пропускания усилителя (ПП).
ПП – диапазон частот, в пределах которого коэффициент усиления по напряжению уменьшается в допустимых пределах.
По АЧХ определяют амплитудно-частотные искажения (АЧИ).
Искажение – это отклонение формы выходного сигнала от формы входного.
АЧИ – это нарушение соотношения между амплитудами спектральных составляющих входного сигнала при прохождении этого сигнала через усилитель.
Другими словами: спектральные составляющие входного сигнала усиливаются неодинаково по амплитуде.
АЧИ отсутствуют, если все спектральные составляющие входного сигнала усиливаются в одинаковое число раз, т.е. если КU не зависит от частоты.
Уравнение идеальной АЧХ: 
.
Количественно АЧИ оцениваются коэффициентом амплитудно-частотных искажений: 
[раз], где 
- максимальное значение коэффициента усиления; 
- текущее значение коэффициента усиления.
Кроме АЧИ усилитель вносит еще фазо-частотные искажения (ФЧИ).
ФЧИ – это нарушение соотношения между начальными фазами спектральных составляющих входного сигнала при прохождении этого сигнала через усилитель.
Другими словами: при прохождении через усилитель спектральные составляющие входного сигнала приобретают разные временные задержки.
ФЧИ количественно оцениваются по фазо-частотной характеристике (ФЧХ).
ФЧХ – это зависимость фазового сдвига, вносимого усилителем, от частоты входного сигнала.
Уравнение идеальной ФЧХ: 
(2), где 
- фазовый сдвиг, вносимый усилителем; 
– частота входного сигнала; 
- время задержки входного сигнала.
Из выражения (2) вытекает: в идеальном усилителе все спектральные составляющие входного сигнала имеют одну и ту же временную задержку.
Выражение (2) является уравнением прямой, проходящей через начало координат: 
f
0 идеальная ФЧХ
Таким образом, ФЧИ будут отсутствовать, если фазовый сдвиг, вносимый усилителем, линейно зависит от частоты входного сигнала.
Обычно ФЧХ строят отдельно для нижних и верхних частот.
НЧ: 
ВЧ: 
π/2 f
-π/2 
0 f
- фазовые искажения на нижних и верхних частотах.
ФЧИ определяют по отклонению реальной ФЧХ от идеальной, т.е. касательной, проведенной через начало координат. На НЧ эта касательная
совпадает с осью частот.
Идеальная ФЧХ в логарифмическом масштабе будет уже не прямой линией, а логарифмической кривой. Поэтому сравнивают реальную ФЧХ с касательной.
ФЧИ на слух не воспринимаются, поэтому они в усилителях звуковой частоты не учитываются, а учитываются в видеоусилителях.
АЧИ в усилителях звуковой частоты искажают тембр звучания, в видеоусилителях – уменьшают четкость изображения.
Дата добавления: 2017-02-20; просмотров: 2470;