36. Амплітудно-частотна та фазо-частотна характеристики.

Амплітудно-частотна та фазо-частотна характеристики. Лінійні спотворення. Залежність модуля коефіцієнта підсилення від частоти називається частотною характеристикою підсилювача, графічне зоб­раження якої для підсилювачів змінної напруги показане на рис.а. Оскільки модуль коефіцієнта підсилення на різних часто­тах має різні значення, гармонічні складові вхідного сигналу підсилю­ються неоднаково, і форма вихідного сигналу відмінна від форми вхід­ного сигналу. Це явище називається частотним спотворенням і спричи­нене реактивними елементами підсилювача, опір яких залежить від частоти. Крім того, від частоти залежать і фізичні параметри напівпро­відникових приладів — активних елементів схеми підсилювача. Частотні спотворення, які вносить підсилювач на частоті f, врахо­вує коефіцієнт частотних спотворень М, що дорівнює відношенню модулів коефіцієнтів підсилення на середній і даній робочій частоті: М = K_П0 /Knf. Для багатокаскадного підсилювача   Як правило, коефіцієнт частотних спотворень знаходять на граничних частотах fн.гр та fв.гр умовної смуги пропускання підсилювача, яка РИС являє собою діапазон частот f=fв.гр—fн.гр. в межах якого зміна модуля коефіцієнта підсилення не перевищує заданої величини Mн = Кпо/Кп.н і Мв=Кпо/Кп.в. В ідеальному випадку, коли підсилювач не вносить частотних спотворень (М = 1), частотна характеристика повинна бути прямою (рис. а), паралельною осі частот. Фазочастотна характеристика відображає залежність кута зсуву фази між вхідною та вихідною напругами, або аргументу коефіцієнта підсилення К від частоти (рис.). Позитивне значення кута  відповідає випередженню, а від'ємне — відставанню вихідної напруги відносно вхідної. Відзначимо, що під фазовим розуміють зсув, зумов­лений реактивними елементами підсилювача, а той, що вноситься ак­тивними елементами на 180 ел. град., не беруть до уваги. За фазочастотною характеристикою оцінюють фазові спотворення, які вносить підсилювач, порушуючи фазові співвідношення між ок­ремими гармонічними складовими складного сигналу і змінюючи його форму на виході. Якщо фазовий кут  пропорційний частоті, то це означає, що будь-яка гармоніка складного сигналу має той самий ча­совий зсув  і фазова характеристика  = -2f, зображена на рис. штриховою лінією, є ідеальною. Сигнал при проходженні через підсилювач зсувається в часі, однак його форма залишається не­змінною . Нелінійний характер реальної фазо-частотної характеристи­ки вказує на різні часові зсуви для окремих гармонік сигналу склад­ної форми. Тому фазові спотворення, які оцінюються так, як і частот­ні спотворення на нижній fн.гр і верхній fв.гр граничних частотах смуги пропускання, визначаються не абсолютним значенням кута , а різницею ординат Ф фазочастотної характеристики і дотичних до неї (штрихпунктирні лінії на рис.). Очевидно, Фн = н і Фв<в . З порівняння амплітудно-частотної і фазо-частотної характеристик видно, що фазові спотворення свідчать про існування й частотних спотворень. Всі вони зумовлені лінійними елементами схеми, тому їх ще називають лінійними спотвореннями.

Децибел - логарифмічна одиниця рівнів, затуханий і підсилень. [1]

Величина, виражена в децибелах, чисельно дорівнює десятковому логарифму безрозмірного відносини фізичної величини до однойменної фізичної величини, прийнятої за вихідну, помноженому на десять:

де AdB - величина в децибелах, A - виміряна фізична величина, A0 - величина, прийнята за базис.

Децибел - це безрозмірна одиниця, застосовувана для вимірювання відношення деяких величин - «енергетичних» (потужності, енергії, щільності потоку потужності і т. п.) або «силових» (сили струму, напруги тощо). Іншими словами, децибел - це відносна величина. Чи не абсолютна, як, наприклад, ват або вольт, а така ж відносна, як кратність («трикратне відмінність») або відсотки, призначена для вимірювання відношення («співвідношення рівнів») двох інших величин, причому до отриманого відношенню застосовується логарифмічний масштаб. Російське позначення одиниці «децибел» - «дБ», міжнародне - «dB» [2] (неправильно: дб, Дб). Децибел не є офіційною одиницею в системі одиниць СІ, хоча за рішенням Генеральної конференції з мір та ваг допускається його застосування без обмежень спільно з СІ, а Міжнародне бюро мір і ваг рекомендувала включити його в цю систему.

області застосування

Децибели широко застосовуються в будь-яких областях техніки, де потрібна вимір величин, змінних в широкому діапазоні: в радіотехніці, антеною техніці, в системах передачі інформації, в оптиці, акустиці (в децибелах вимірюється рівень гучності звуку) та ін Так, в децибелах прийнято вимірювати динамічний діапазон (наприклад, діапазон гучності звучання музичного інструменту), загасання хвилі при поширенні в поглинаючої середовищі, коефіцієнт посилення і коефіцієнт шуму підсилювача.

Децибели використовуються не тільки для вимірювання відношення фізичних величин другого порядку (енергетичних: потужність, енергія) і першого порядку (напруга, сила струму). У децибелах можна вимірювати відносини будь-яких фізичних величин, а також використовувати децибели для подання абсолютних величин (див. опорний рівень