Искажения формы входного сигнала, вызываемые нелинейностью ВАХ усилительного элемента, называется нелинейными искажениями.

Нелинейные искажения

Нелинейные искажения вызываются нелинейными элементами (транзисторы, лампы).

Рассмотрим проходную характеристику (зависимость выходного тока от входного напряжения):

I_ВЫХ проходная I_ВЫХ

характеристика выходной ток

А

t

0 U_ВХ 0 Т/2 Т

входное Положительная полуволна выходного

напряжение Т/2 тока явно не равна отрицательной

полуволне

Т

t

Если на вход усилителя подается гармонический сигнал (синусоида) с частотой , то за счет нелинейности ВАХ усилительного элемента на выходе получится искаженный сигнал (негармонический), который можно представить в виде постоянной составляющей и суммы гармоник (синусоид), т.е. разложить в ряд Фурье:

постоянная составляющая

первая гармоника вторая гармоника третья гармоника

- угловая частота

Спектр входного и выходного сигнала будет выглядеть:

S_ВХ

f

f

S_ВЫХ

f

2f

3f

4f

f

Гармоники выше четвертой не учитываются из-за малости амплитуд.

Таким образом, нелинейные искажения сопровождаются обогащением спектра новыми спектральными составляющими – высшими гармониками.

Линейные искажения обогащением спектра не сопровождаются.

Если входной сигнал - колебание сложной формы, то кроме высших гармоник появляются так называемые комбинационные частоты (суммарные и разностные): .

Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом

нелинейных искажений: где амплитуда напряжения (тока) первой гармоники;

- амплитуда напряжения (тока) второй гармоники и т.д.

В звуковых усилителях нелинейные искажения воспринимаются как хрип или дребезжание.

Дата добавления: 2017-02-01