4.5 Нелінійні спотворення. Коефіцієнт нелінійних спотворень

Нелінійні спотворення – це спотворення форми вихідного сигна­лу, спричинені наявністю в схемі підсилювача нелінійних елементів. Активні елементи підсилювальних схем в процесі роботи з сигналами великої амплітуди мають значну нелінійність і звичайно є причиною появи у підсилювачах нелінійних спотворень (рис. 4.5, а). У каскадах, що вміщують трансформатори або інші типи нелінійних перетворювачів, нелінійність характеристики намагнічування осердя також може призвес­ти до виникнення нелінійних спотворень (рис. 4.5, б). Отже, якщо на вході підсилювача діє синусоїдальній сигнал, то вихідний струм (або напруга) буде значно відрізнятися від синусоїдального, тобто вміщати вищі гармоніки. Поява на виході додаткових компонентів, яких немає у спектрі вхідного сигналу, – характерна особливість нелінійних сис­тем.

Рисунок 4.5 – Графік прохідної ВАХ польового транзистора (а) і кривої намагнічування осердя котушки індуктивності (б)

Нелінійні спотворення оцінюються коефіцієнтом нелінійних спотворень /гармонік/, який, у свою чергу, може бути визначений з виразів

,	(4.23)
,	(4.24)
,	(4.25)

де у чисельнику – сума гармонійних складових вище першої.

Допустимі нелінійні спотворення визначаються призначенням при­строю. Для апаратури з високою якістю відтворення мови або музики цей коефіцієнт може дорівнювати 0,4...2%, для пристроїв середньої якості відповідно 2...5% і більше.

4.6 Амплітудна характеристика. Динамічний діапазон

Амплітудною характеристикою (АХ) підсилювального пристрою зве­ться залежність сталого значення вихідної напруги бід вхідної , (рис. 4.6), де,.

АХ характеризує динамічний діапазон сигналів, тобто інтервал значень вхідної (вихідної) напруги від мінімально розрізнюваних до максимальні допустимих, у межах якого всі параметри підсилювача відповідають вимо­гам.

Рисунок 4.6 – Графіки ідеальної та реальної амплітудних характеристик

Динамічний діапазон сигналів, дБ

.	(4.26)

Динамічний діапазон підсилювача, дБ

.

(4.27)

Динамічний діапазон сигналів може змінюватись у дуже великих межах, наприклад для симфонічного оркестру дорівнює 70...80 дБ, для художнього декламування – 30...40 дБ. Очевидно, що значеннялімітоване власними шумами підсилювача.

4.7 Коефіцієнт корисної дії. Номінальна вихідна потужність

Коефіцієнт корисної дії (ККД) підсилювача або його окремого каскаду визначається відношенням

,

(4.28)

де – номінальна вихідна потужність, при якій усі його показники (наприклад,) не перевищують допустимих значень;

–потужність, споживана підсилювачем від джерела живлення.

Показник обумовлений цільовим призначенням підсилювача. Якщо навантаження активне, тоді

.

(4.29)

Вхідний та вихідний опір (провідність), підсилювача мають як активні, так і реактивні складові

,	(4.30)
.	(4.31)