10) . Анализ работы однокаскадных усилителей, линейные и нелинейные искажения сигнала в усилителях.

Выходной сигнал любого реального усилителя всегда несколько отличается от усиливаемого оригинала. Связано это с неидеальностью усилителя, и конкретно — с наличием в нем искажений. Все существующие в усилителях искажения усиливаемого сигнала можно разделить на две большие группы — линейные и нелинейные искажения.

Линейные искажения не нарушают амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале. На рис. 4.1а. показаны амплитудные характеристики (то есть зависимости выходного напряжения от входного) идеальных усилителей с различными коэффициентами усиления. При наличии в усилителе линейных искажений сигнала, амплитудная характеристика не претерпевает никаких искажений. Тем не менее, линейные искажения, разумеется, искажают усиливаемый сигнал. Эти искажения связаны с неравномерностью амплитудно-частотной характеристики усилителя и нелинейности его фазо-частотной характеристики. В связи с этим, линейные искажения часто называют частотными. Главным признаком линейных искажений является то, что они не вызывают появления в спектре выходного сигнала новых составляющих. В результате влияния линейных искажений, могут лишь изменяться уровни его отдельных спектральных (частотных) составляющих.

Поскольку линейные искажения обычно вызывают нарушения амплитудно-частотной характеристики — как правило, их величина определяется именно способом исследования этой характеристики усилителя. Тем не менее, как уже было сказано выше, линейные искажения могут вызываться и нарушением линейности фазо-частотной характеристики усилителя, что проявляется в неодинаковости времени распространения различных частотных составляющих усиливаемого сигнала. 

В отличие от линейных, нелинейные искажения вызывают нарушение линейности амплитудной характеристики усилителя. Примеры нелинейных амплитудных характеристик усилителей показаны на рис. 4.1 б, в, г. Искажения амплитудной характеристики усилителя приводят к существенным искажениям амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале и могут вызывать значительные изменения его формы. В отличие от линейных искажений, нелинейные искажения всегда приводят к появлению в выходном сигнале дополнительных спектральных (частотных) составляющих, отсутствующих во входном сигнале. Если линейные искажения изменяют основном окраску звука, то проявление нелинейных искажений еще более пагубно, поскольку они приводят к существенным изменениям усиливаемого сигнала.

Поскольку, нелинейные искажения проявляются в появлении в выходном сигнале новых спектральных составляющих, многие методики оценки этих искажений заключаются в оценки уровней этих составляющих. Также существуют методики измерений, основанные на оценке кривизны амплитудной характеристики усилителя.

11). Обратные связи, их виды и функциональные схемы.

12. Режимы работы усилителей.

 В режиме А используется прямолинейный участок ВАС входной характеристики, и поэтому искажения сигнала при усилении оказываются незначительными. В режиме А работают усилители первых каскадов—предварительные усилители, а в ряде случаев — и усилители выходных каскадов. Недостатком режима А усилителя является то, что при отсутствии входного сигнала (в режиме покоя) через транзистор протекает ток сравнительно большой силы (ток в точке А), в результате чего бесполезно расходуется мощность источника питания.     Кроме режима А в усилителях используется и режим В. Рабочая точка А усилителя, работающего в режиме В, выбирается на входных и выходных характеристиках при токе I_Б=0. Напряжение U_БЭ при этом также равно нулю (рис.2,а,в).     В режиме покоя ток базы транзистора равен нулю, а ток коллектора очень мал, так как он определяется только обратным током I_КЭО.     При поступлении на вход усилителя переменного напряжения ток базы и ток коллектора протекает лишь в течение тех полупериодов переменного входного напряжения, когда эмиттерный переход транзистора смещается в прямом направлении. Причем ток базы и ток коллектора увеличивается   (рис.2,б,г), а напряжение коллектора уменьшается (рис.2,в).      Как следует из рис.2, работа усилителя в режиме В сопровождается большими искажениями формы усиливаемого сигнала. Поэтому режим В не применяется в первых каскадах усиления, а используется лишь в некоторых типах выходных каскадов.     Промежуточным, между режимами А и В является режим АВ. Точка покоя А в режиме АВ выбирается немного правее начала входной характеристики (рис.3,а).

     Благодаря этому в режиме покоя через транзистор протекает небольшой ток базы I_БО (рис.3,б) и ток коллектора I_КО (рис.3,в).   При поступлении на вход усилителя переменного напряжения коллекторный ток в транзисторе протекает более длительное; время, чем половина полупериода входного напряжения (рис.3,г). Вследствие этого форма выходного (коллекторного) напряжения в режиме АВ искажается меньше, чем в режиме В.