9.3 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]
Коэффициент усиления по току:
[раз]
3.
Коэффициент усиления по напряжению:
[раз]
9.4 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). Считается допустимым,
чтобы КU
уменьшался
не более, чем в
раз
относительно своего максимального
значения КU0.
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.
9.5 Обратная связь в усилителях
Передача части мощности сигнала с выхода усилителя на его вход называется обратной связью.
Структурная схема усилителя с ос:
Вх.
Вых.
– коэффициент
усиления усилителя без цепи ОС
– коэффициент
передачи цепи обратной связи
Произведение
называют петлевым
усилением,
а замкнутый контур, образованный
усилителем и цепью ОС –
петлей
обратной
связи.
Выражение
называют глубиной
ОС.