Спектральные показатели

Для получения необходимых спектральных показателей используют:

- УПТ и ОУ (усиление с f _н = 0);

- усилители переменного тока (усиление с f _н > 0). К ним относятся усилители:

синусоидальных колебаний одной частоты с f _ср;

синусоидальных колебаний в полосе частот с ∆ f = f _в− f _н. Это широкополосные усилители (без корректирующих цепей), видеоусилители (с корректирующими цепями), импульсные усилители);

малошумящие усилители (для усиления слабых сигналов используются специальные меры уменьшения шума);

дифференциальные усилители (применяются там, где нет заземляющего полюса).

Характеристики усилителя служат для оценки искажения сигнала. Искажения – это отклонения формы выходного сигнала от формы входного. В зависимости от происхождения они подразделяются на:

¨ искажения частотные, вызываемые неодинаковым усилением усилителя на разных частотах. Частотные искажения создаются LC элементами, поэтому они носят линейный характер.

Вносимые усилителем частотные искажения оценивают по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) и по фазочастотной характеристике (ФЧХ).

АЧХ называется зависимость модуля коэффициента передачи от частоты. Часто используют нормированную АЧХ, представленную на рис. 2.2.

Рис. 2.2. АЧХ УУ.

Здесь Y – относительный (нормированный) коэффициент усиления:

,

.

Структура выражений для n -каскадного усилителя в относительных и логарифмических единицах в точности совпадает с выражениями для и получается из последних путем замены на .

Количественно частотные искажения оцениваются коэффициентом частотных искажений :

,

.

Структура выражений для n -каскадного усилителя в относительных и логарифмических единицах также в точности совпадает с выражениями для и получается из последних путем замены на .

По АЧХ и допустимой величине частотных искажений определяют нижнюю и верхнюю граничные частоты, полосу рабочих частот , равную:

.

¨искажения фазовые, вызываемые различным фазовым сдвигом различных по частоте составляющих спектра сигнала. Фазовые искажения создаются LC элементами, поэтому они носят линейный характер.

Зависимость угла сдвига по фазе между входным и выходным сигналами от частоты оценивается по ФЧХ, для резистивного каскада имеющей вид, представленный на рис. 2.3.

Рис. 2.3. ФЧХ УУ.

Иногда бывает удобно пользоваться амплитудно-фазовой характеристикой, связывающей в одну зависимость изменения коэффициента усиления K =ψ(f) и фазового сдвига φ= F (f), происходящие при изменении от 0 до ∞. Амплитудно-фазовая характеристика K =Ф(φ) строится в полярной системе координат (рис. 2.4) посредством векторов, абсолютные значения которых равны K, а углы наклона по отношению к оси начала отсчетов (положительное направление оси абсцисс) равны φ. При этом частотная характеристика коэффициента передачи K = K e^jφ представляет собой геометрическое место точек концов вектора K, имеющего начало в точке 0 и определенного для различных частот f ₁, f ₂, f ₀, f ₃,…). На рис. … f ₀ – средняя частота, коэффициент усиления на которой равен K ₀.

Рис. 2.4. Амплитудно-фазовая характеристика

Как видно из рис. 2.4 K / K ₀=cosφ, с другой стороны, из 1.4 относительное усиление Y = K / K ₀, т.е. Y = cosφ.

Выражение () устанавливает связь между амплитудно- и фазочастотной характеристиками для рассматриваемого случая и показывает, что при изменении относительного усиления Y от 1 до 0 (для апериодических каскадов усиления Y не может быть больше единицы) угол изменяется в пределах от 0 до ±π/2.

Дата добавления: 2014-01-03