Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПОПОВ ОСНОВЫ АНАЛОГОВОЙ ТЕХНИКИ.pdf
Скачиваний:
942
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
2.27 Mб
Скачать

 

 

1.4.8. Амплитудная характеристика

 

Амплитудной

характеристикой

U2

 

называется

зависимость

амплитуды

U2max

 

первой гармоники выходного напряже-

 

 

 

 

ния от амплитуды входного гармониче-

 

 

∆U2

 

ского напряжения (рис. 1.14).

амплитуд

 

 

 

 

 

 

На

практике

вместо

 

∆U1

 

 

удобнее пользоваться действующими

U2min

 

U1

 

 

значениями входного и выходного на-

U1min

U1max

пряжений. Как видно из рис. 1.14, ли-

 

Рис. 1.14

 

нейная часть амплитудной характери-

 

 

 

 

 

 

стики ограничена величиной напряже-

 

 

 

 

ний Umin и Umax. Напряжение Umin соот-

ветствует уровню собственных шумов усилителя. Напряжение Umax определяется допустимым уровнем нелинейности активных элементов, используемых в усилителе. Наклоном линейной части характеристики определяется коэффициентусиления усилителя

К0 = U2 .

U1

С амплитудной характеристикой неразрывно связано понятие динамического диапазона усилителя D, под которым понимают отношение максимального напряжения U1max на входе усилителя к минимальному U1min:

DУ =

U1max

.

(1.44)

 

 

U1min

 

Выражение динамического диапазона в логарифмическом масштабе имеет вид

DУДБ = 20lg DУ = 20lg

U1max

.

(1.44а)

 

 

U1min

 

Понятие динамического диапазона применимо не только к усилителю, но и к самому сигналу:

35

DCДБ

= 20lg

Uc max

.

(1.44б)

 

 

 

Uc min

 

Для усиления сигналов без искажений динамический диапазон усилителя должен быть больше или хотя бы равен динамическому диапазону сигнала:

DУ ≥DC .

1.4.9. Нелинейные искажения

Нелинейные искажения проявляются на выходе усилителя в виде изменения формы усиливаемого сигнала. Возникают нелинейные искажения из-за нелинейности вольт-амперных характеристик усилительных элементов. Кроме усилительных элементов источниками нелинейных искажений могут являться трансформаторы или катушки индуктивности с магнитными сердечниками. Величина нелинейных искажений зависит от уровня сигнала, приложенного к нелинейному элементу. Так, например, транзистор в усилительном каскаде при малых уровнях входного сигнала может рассматриваться как линейный. Однако с увеличением амплитуды входного гармонического сигнала зависимость коллекторного тока от напряжения на базе приобретает экспоненциальный характер и форма коллекторного тока начинает все больше отличаться от гармонической. При этом в спектре коллекторного тока появляются составляющие с частотой, кратной частоте входного сигнала, называемые гармониками основного сигнала. Количество гармоник и их амплитуда возрастают по мере увеличения амплитуды сигнала на входе транзистора.

Количественно уровень нелинейных искажений усилителей гармонических сигналов оценивается с помощью коэффициента гармоник или коэффициента нелинейных искажений kГ, который определяется как отношение корня квадратного из суммы квадратов амплитуд напряжения или тока всех высших гармоник выходного сигнала к амплитуде напряжения или тока основной частоты:

U2,2f2

+ U2,3f2 + ... + U2,2

nf

,

(1.45)

kГ =

U2,f

 

 

 

 

 

где U2,2f , U2,3f , U2,nf – напряжения второй, третьей, n-й гармоник на выходе уси-

36