області нижчих частот, область, що лежить правіше - області вищих частот. Смуга пропускання підсилювача
.
Поряд з частотними характеристиками для визначення спотворень форми складного коливання застосовується перехідна характеристика h (t), що представляє собою реакцію підсилювача на одиничний стрибок напруги (струму) і імпульсна характеристика g (t), що є реакцією лінійного ланцюга на дельта-імпульс. Ці характеристики однозначно пов'язані з частотними характеристиками.
Перехідна характеристика h (t) наочно описує спотворення сигналу, що виникають при посиленні прямокутних імпульсів. Основними показниками цих спотворень вважаються: час запізнювання tЗ, тривалість фронту TФ і час спаду TС (рис.4). При підвищенні верхньої граничної частоти? В зменшуються спотворення в області малих часів (скорочується час tЗ і TФ), а при зменшенні нижньої граничної частоти? Н - в області великих часів (зменшується спад вершини, тобто зростає час TС). У підсилювачів постійного струму (? Н=0) перехідна характеристика не виявляє спаду вершини.
1.2 Лінійні і нелінійні спотворення в підсилювачах
Якість підсилювача визначається ступенем спотворень, що вносяться підсилювачем при посиленні вхідного сигналу. Під спотвореннями розуміється зміна форми вихідного сигналу по відношенню до форми вхідної. Спотворення сигналу при проходженні через підсилювач, обумовлені залежністю параметрів підсилювача від частоти і не залежні від амплітуди вхідного сигналу, називаються лінійними спотвореннями. У свою чергу, лінійні спотворення можна розділити на частотні (які викликаються зміною модуля коефіцієнта підсилення підсилювача в смузі частот підсилюється сигналу) і фазові (обумовлені нелінійністю фазочастотной характеристики підсилювача в смузі частот підсилюється сигналу).
Ідеальний підсилювач, у якого лінійні частотні спотворення відсутні, має рівномірну АЧХ у всьому діапазоні частот, тобто його коефіцієнт посилення
K (?)=K 0=const.
Фазова характеристика підсилювача, у якого відсутні фазові лінійні спотворення, не повинна залежати від частоти або, принаймні, повинна бути лінійною функцією частоти
(? до (?)=const (?)).
В останньому випадку всі гармонійні складові вхідного сигналу отримують однакову тимчасову затримку, і вихідний сигнал лише зсувається у часі (запізнюється) щодо вхідного на величину t З.
Частотні спотворення підсилювача на частоті? характеризуються коефіцієнтом частотних спотворень
M=K U0/K U?.
Тут K U?- Коефіцієнт посилення по напрузі на даній частоті?. За допомогою АЧХ можна визначити частотні спотворення в будь-якому діапазоні робочих частот підсилювача.
Оскільки найбільші частотні спотворення мають місце на кордонах робочого діапазону, то при розрахунку підсилювача, як правило, задають коефіцієнти частотних спотворень М н і М в відповідно на нижній (? Н) і верхньої (? В) граничних частотах.
При досить низьких рівнях вхідного сигналу підсилювач володіє властивостями лінійної системи і амплітуда вихідної напруги прямо пропорційні амплітуді вхідної напруги, тобто коефіцієнт посилення підсилювача не залежить від величини сигналу. У зв'язку з наявністю нелінійних властивостей у всіх підсилювальних приладів при збільшенні вхідного сигналу лінійна залежність величини вихідного сигналу від величини вхідного сигналу порушується. При цьому коефіцієнт посилення починає залежати від величини підсилюється сигналу, виникають нелінійні спотворення, в спектрі вихідного сигналу з'являються частотні складові, відсутні в спектрі вхідного сигналу.
Залежність амплітуди першої гармоніки вихідної напруги від амплітуди першої гармоніки вхідного напруги при синусоїдальної формі вхідного сигналу називається амплітудною характеристикою (рис. 5). Нелінійні спотворення з'являються при перевищенні амплітудою вхідного сигналу значення, починаючи з якого амплітудна характеристика втрачає свою лінійність.
Ставлення (в децибелах) максимальної напруги на вході підсилювача Uмакс до мінімального UМІН D=20lg (Uмакс/UМІН) називається динамічним діапазоном посилення підсилювача. Мінімально допустимий вхідна напруга зазвичай обмежена рівнем власних шумів підсилювача, на тлі яких вихідний сигнал не вдається виділити.
Амплітудна характеристика у багатьох випадках виявляється занадто грубим засобом опису нелінійних спотворень підсилювача. Тому вводиться поняття коефіцієнта гармонік (коефіцієнта нелінійних спотворень), що представляє собою відношення суми амплітуд всіх гармонік напруги (або струму) спотвореного сигналу, крім першої, до амплітуди напруги (або струму...
