4.3 Фазочастотна характеристика

Фазочастотна характеристика підсилювача показує залеж­ність від частоти фазового зсуву вихідного гармонічного коливання від­повідно до вхідного. Ця залежність визначається аргументом комплексного коефіцієнта підсилення. Типова фазочастотна характеристика підсилювача зображена на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 – Фазочастотна характеристика підсилювача

Фазові спотворення, що вносяться підсилювачем, оцінюються не абсолютним значенням кута зсуву фаз коливань, а різницею ординат фазочастотної характеристики та дотичної до неї.

Якщо вхідний сигнал має вигляд

,

(тут – номер гармоніки), то вихідний сигнал після його проходження через коло з фіксованим та постійним часом затримкидля всіх гармонік появ бути подано як

.

У такому разі вихідний сигнал повторює форму вхідного і від­різняється від нього амплітудою та запізнюванням у часі на інтервал .

Форма сигналу зміниться, якщо час запізнювання його окре­мих компонентів буде різним. Їх сума на виході підсилювача дає сигнал, який відрізняється за формою від сигналу, тобто з’являються фазові спотворення, які за своєю природою є лі­нійними.

Мірою фазових спотворень може бути як значення , так і відхиленнявід постійного значення. Для відлікутавикористовується ідеальна фазочастотна характеристика, що буду­ється від початку координат як дотична до реальної характеристики. На практиці використанням часу запізнювання звичайно зручніше оці­нювати миттєві запізнення кожної компоненти спектра

.

(4.18)

Фазовий зсув, який здобував сигнал, проходячи крізь кілька каскадів підсилювача, визначається сумою фазових зсувів, спричине­них кожним каскадом

,

(4.19)

де – фазовий зсув у одному каскаді.

У широкому діапазоні інтенсивності звуків вухо людини не реагує на зміну фазових співвідношень між окремими компонентами. Через це у підсилювачах звукових сигналів фазові спотворення не нормуються і вигляд їх фазочастотної характеристики не становить інтересу.

4.4 Перехідні характеристики. Спотворення імпульсних сигналів

Перехідною характеристикою (ПХ) підсилювача називається залеж­ність миттєвого значення вихідної напруги (або струму) від часу при стрибкоподібній зміні вхідної напруги (струму) (рис. 4.3, а).

Перехідна характеристика визначає процес переходу пристрою в одного стаціонарного стану в другий, коли вхідна дія стрибком зміню­ється на деяке значення, яке умовно приймається за одиницю. Така зміна на вході є одиничною функцією

.

На практиці зручніше використовувати нормовані перехідні ха­рактеристики , у яких на осі ординат відкладається відношеннядо коефіцієнта підсилення(рис. 4.3, б)

.

(4.20)

Цим прийомом вихідна напруга зводиться до рівня вхідного сиг­налу, що дозволяє легко порівняти дію з ефектом, який вона створює на виході пристрою.

Рисунок 4.3 – Спотворення імпульсних сигналів

Спотворення, що виникли під час перехідного процесу, звуться перехідними. ПХ широко використовуються для оцінки спотворень імпуль­сних сигналів. Для цього досліджується реакція пристрою на як різниця двох перехідних процесів, зсунутих у часі на, тобто тривалість імпульсу, що дозволяє здобути форму спотвореного імпуль­су на виході чотириполюсника (рис. 4.4).

Рисунок 4.4 – Спотворення перехідної характеристики підсилювача

Спотворення імпульсу поділяються на два види: спотворення, зв’язані зі зростанням сигналу, а також спотворення його вершини. Перші оцінюються тривалістю фронту та викидом, другі – зниженням вершини.

Викид перехідної характеристики оцінюється виразом

,

(4.21)

де – екстремальне значення нормованої перехідної характеристики.

Зниження вершини перехідної характеристики

.

(4.22)

Для зручності дослідження цих спотворень ПХ розглядають в об­ласті великих та малих часів.

Для підсилювачів якісного відтворення імпульсів викид та зниженнязвичайно не повинні перевищувати 10%, а у деяких випад­ках і зовсім недопустимі. Тривалість фронту імпульсу або час усталення не повинен перевищувати 0,1–0,3 тривалості імпульсу.