Амплитудная, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики каскада усилителя с общим эмиттером

Если изменения U_вх, i_б, i_k укладываются в линейные участки переходной и входной характеристик, то форма U_вых соответствует форме U_вх .

При больших U_вх возможны искажения U выхода. Для оценки диапазона изменения U_вх, усиливаемых без искажения, используют амплитудную характеристику U_вых (U_вхмах).

Амплитудная характеристика

Зависимость параметров усилителя от частоты определяют:

1. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) − K_U(f) или K_U(w). Полоса пропускания – это диапазон частот сигнала, f_H … f_B, при котором , т. е. усилитель обеспечивает заданное значение коэффициента усиления K_U.

Амплитудно-частотная характеристика

2. Фазочастотная характеристика (ФЧХ) j(f), где j − угол cдвига фаз между входным и выходным напряжениями.

Недостаток усилителей на биполярных транзисторах с ОЭ – низкое R_вх и высокое R_вых, что создает трудности при работе каскада с высокоомным источником и низкоомной нагрузкой.

Температурная стабилизация

Недостаток усилителей − зависимость параметров транзисторов от температуры. Цепь уменьшает влияние температуры на режим. создает отрицательную обратную связь по постоянному току: с ростом температуры увеличиваются , увеличивается и уменьшается , значит уменьшится . Конденсатор устраняет отрицательную обратную связь по переменному току: так как ,то , тогда . (Введение при отсутствии за счет падения напряжения привело бы к уменьшению и к снижению коэффициента усиления . Явление уменьшения усиливаемого напряжения называют отрицательной обратной связью. Для ослабления отрицательной ОС включают , чтобы , тогда падение напряжения на незначительно и ).

1. Усиление сигнала связано с некоторыми отклонениями формы выходного сигнала от формы входного, т. е. усилитель вносит искажения.

Зависимость величины выходного напряжения от входного определяют по амплитудной характеристике, обозначающей динамический диапазон усилителя. При малых U_вх.min и больших U_вх.max значениях входного напряжения характеристика отклоняется от прямолинейной. Рабочим сигналом является диапазон от U_вх.min до U_вх.max .

2. Амплитудно-частотная характеристика – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты тока пропускаемого сигнала или . Если бы не было искажения, то эта характеристика представляла бы прямую линию, т. е. одинаково усиливались бы сигналы с частотой от 0 до ¥. Диапазон частот усилителя, в пределах которого он обеспечивает заданное значение K, называют полосой пропускания. Существует нижняя f_нч и верхняя f_вч границы частот. Например, полоса пропускания звуковых частот находится в пределах 50÷10 000 Гц и обеспечивает хорошее качество звучания. В телефонной связи используется диапазон частот 300÷3400 Гц. Те частоты, которые находятся за пределами диапазона приводят к частотным искажениям сигнала, которые определяются коэффициентом частотных искажений М:

М = К_ср._ч/К, если М = 1, то искажений нет.

3. Фазочастотная характеристика − это зависимость угла сдвига фазы j между выходным и входным напряжениями усилителя от частоты f сигнала и

Характеристики каскадов ОЭ усилителя

Пунктиром показана ФЧХ усилителя без фазовых искажений. В усилителях звуковых частот фазовые искажения не играют существенного значения, так как не воспринимаются на слух при прослушивании речи или музыки. В импульсных усилителях фазовые искажения влияют на форму усиливаемых сигналов.