Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств (2-е издание, 2001) (1095416), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Здесь по горизонтали отложена углозая частота ге= :Мйугу. Вместо ги можно откладывать частоту 1, Для ЛЧХ типичц~~9' является наличие так называемой области средних частот, нзнсоторой К почти не завнсиг от частоты и обозначается Ке. Его з(()()еда называют номш1альным коэффициентом усиления. чаще Т!(Тйто па АЧХ по вертикальной осп используют относительный Масштаб, откладывая отпоснгвльнос (нормированное) усплспнс М:-,,-К)Кс, т.
е. коэффициент усиления, отнесенный к с1о значению Мй)средних частотах. ')акая ЛЧХ Л!(1в) илп М(1) называется нор- Т))й(рпванной. п и п1 Рис. 1.2 11 На нижних и верхних (низших и высших) частотах ЛЧХ обычно спадает. Частоты, иа которых относительное усил ние М уменьшается до условного уровня отсчета г), называются граннчными частотами усилитсля: )„и ), — соответственно нижняя и верхняя. Будем использовать в основном угловую частоту ь3, так что гж,=- — -72л)„и С3„,=-2И!",.
Типовым или стандартным уровисм отсчета считастся значсиис 31==1312=-0,707. Т(иапазон частот от )„до 1, называется полосой пропускан1ш усилитсля. Вслсдсм ис сиада усилю!И!1 иа краях иолосы ирои)С1.вин!1 нс всс сгсктральиыс составлч:ошне сложного колсбаиия усиливаются в Одинаковос числО !3аз..гто и('и!30днт е искажсниям сто фо(змы, когорыс на ываются амплитудно-частотиыми или члстотными искажениями. 11х косвенной мерой является зиачснис относительного усилсиия на граничных частозах полосы пропускаиия. Изменение усиления на граничных частотах отиос13гсльио сто значения иа средних частотах иазывастся и 1333ано!3срнопью частотнон характеристики, выражасзся в дсинб3лах (20!д331) и указывается и ТУ на аппаратуру. 11ераииомерность иормпроваиной Аь!Х характсризуют закжс иарамстроч в(1! — А51(!! — !.
При этом абсо31335513ос зиачснис ь ири М()) (1 называюг сиадом ЛЧХ, а ири М(1) >1 — сс ПОДЪЕЕ1ОТ3. В звуковых сигналах частотиыс иска;ксива воспринимаются иа слух как измсиеиие тсмбра (высозы тона). Спад всличины М из граничных частотах в )силитслях звуковой частоты допускается ис болсс чем на 3 д13 (в 1,41 раза), а в уси3И1тсл51х измсритслш1ых приборов — нс болсс чсм иа О,! дБ. Зависимость от часзогы фазового сд1мпа 3(, вносимого усилнгслсм, иа:1ывастся сго 3/шз3яагтогной (кратко — фазовой) хирвкгерисгикой (рис. 1.2,б). Из теории цспсй извсстно, ч1о осли фазочастотная харак срисп3ка (ФЧХ3 чс1ырстиод3осииьа ис 5и!Лястся прямой, исходящсй из начала еоо!3,03иаг ГО в!Зсмк и)3ох05клсии51 с!срсз исго разл13чиых сиск3рзл3 иых состявлшоших сло кишо еолсбаиня различно. Это 13)шв(3дит к иска3есииям с1'О фО13мы, ЕОторыс иазыва3отся фазочасто!Ными или фазовыми.
!)а пра1ктик3 ФЧХ используется рс3кс, чсч ЛЧХ. ввиду мснш13СЙ значимосп1 и срзш1игсльной СЛОЗК- иосзи изм рсиич фазовы. с гни!он. Частотвыс и фа 3овьи ьсеа.кси1ш иа ыизкмся ли и с й и ы и и, так еак сО3да1Отся смеостями и инд) е.ивиостчми схсыы, котОрыс Являются лиисйными э.шмси1ами, ОЗ.И искаягают форму лишь сло3кно1о 1.олсбаиия, а форм; гармшпшссеого (сииусоидального) колебания ис ИЗИС3351ют.
Лиисииыс исказксиич ис приводят к иоявлеишо новых составдпошпх в сис133рс си!нала. Оии вызываю, лишь нзмснсиие соо1иошсиия амилит)д и фаз между отдсльиыми спсктральными составл!!о!дне!и. 32 ::,:, масштаб по оси ч!>сгог иа Лг(Х и ФЧХ обычно берется лоп>- .(>агфа!и !сскии Ои у.>обси тсм, что растягивает облас!ь из киях и .еягимзст облзс!ь сер>зшх ч.штот. =)то позволяет одииаково ио:(таобио рассматривать раи!ые огиошнслььыс изх!сисии>! частоты в 4я>бо!! се облает и, 1 ",.4 !>бРГХО~! !Х51 хАРХКТРР! !СТ11!, т Лер>.годна!! «арин>срнсгннои (ПХ) иазывастся зависимость зуттиовеииого иачш>ия выходиого иаира>кш>ия !сила!сля о> вр!- >йа>(!т! при ио.ь чс иа вход псьольшого исрс!шцз иаира>ксипя, ис ьы,(амяавш!сго исрсгрь ку !силитсля.
((срсходиую харак!срис>ику ио- дОФ!о ЛЧХ обычно стро>п ь о!иьси>слы>ом масштабе (рис. !.З,а), от!саад!«изей ио иертикз.!и олго!лш!ис вытодиого !и!Ч>яя!Ои>я к его ~ь(Е~с и. с!'- ..:» фр тз(!(!(= „„,((>и„„„„, :,:-:,;сЗремя, в тсчсиис ко>орого фро !г оыоси!ельцов (иормироьаий(у>Т! ПХ иарас!аст о! >ровия и,! до !роьия 0,9, иазывзстся врсц9>тчм иарастэиья 1, „г. '(асти в конце фроита выхо„!ио>о иаира>кстт!((я> иолу чае>ся выброс. иио>да с послсдрощгы>и за г! хзю>ци ш Мебаииями иа вершине (ПХ (с,>. р! с.
!.З,и!. Относи!се ьиая велит((аив выброса об>зиачас!ся и и ьырзм ас>ся и ироцси ьх. Сушсф4фсг! та!. и >зьи>асиос кри!и !се~ос ш>ачсиис выброса, ири (1((>я б !сини!еля ис зз!.исит ог числа с!о каскадов. К! итичсскьй 1ф(мурос и старз огсз обссисчить ири рззрзоогкс. Ои состзвляет едп- 1(((((Ь! прицеп!ив и завися! ог схемы касьалоь, Спад ги рхисй части (м(((т>тироваииг>!! 1(Х ь здаи ыи момент времени ооозиачастся ~4~ез Л. ~,."'((срсходиая харак>сришикз !с.!лителя одно иачио определяет 1>ззз>АЧХ и 11>'(Х. Оиа ирсд! гаи.т>>!'т совой >и!шь пиой мсгод оценки ((4>>>истаа !силигс,!я, из>ыоасмыи прслснныл!. (3 отлиш>с от него бщ!!ку иокь,ьгслсй с !шчоии о >ЧХ и г(>т(Х иазызая>г чзс!отиым Ьм Флг из> >г! , ~ют«' — — М— ф Рьс.
1Л методом. Прежде всего ПХ используют для оценки искажений формы прямоугольных импульсов при их усилении, так как такой импульс длительностью 1„, действующий на входе, может быть представлен в виде суммы двух разноиолярных перепадов, взаимно сдвинутых во времени на 1„. Тогда по принципу суперпозиции форма импульса на выходе может быть найдена простым вычитанием ПХ самой нз себя, сдвинутой во времени на г„. Изредка оценку усилителя временным методом ведут по импульсной характеристике, которая представляет реакцию усилителя на очень короткнн импульс и по существу является производной от ПХ. ! 35 НЕЛИНЕЛНЪ|г ИСКА>КЕННЯ Нелинейные искажения — это изменения формы колебания, обусловленные нелинейностью характеристик транзисторов, диодов, магнитопроводов, полупроводниковых конденсаторов микросхем и других элементов.
Параметры нелинейных элементов зависят от воздействующего на ннх тока или напра>кения. Отличительным признаком нелинейных искажений является то, что им подвержено даже гармоническое (сннусоидальное) колебание. На этом и основана их простейшая количественная оценка с помощью коэф фициента гармоник. Если на вход усилителя подать чисто гарма ническое напряжение, то на выходе получим не только его нерву!о гармонику, но и высшие. Коэффициентом горл!оник называется отношение действующегс (эффективного) значении суммы выс>них гармоник выходного напри>кения к действующему значению его первой гармоники: !1.4) Здесь 0ь 0м (/з и т, д.— действующие значения напряжений отдсльных гармоник выходного напряженна.
Результат нс изменится. если в эту формулу подставить не действуюн!не, а амплитудньи. значения, причем вместо напряжений можно оперировать токами. Иногда используют коэффициенты отдельных гармоник, например рой: К = и,~и, = и~ь В звуковых сигналах нелинейные искажения воспринима!отея как хрип илн дребезжание. При К„<2 ... 37е онн почти незаметнь на слух. Однако в высококачественных усилителях звуковых часто! обеспечивают коэффициент гармоник К,<0,27о, а в усилителях многоканальной связи — сотые и тысячные доли процента (во избежание взаимных помех каналов).
Малые нелинейные искаженна оценивают так называемым затуханием нслинейностн а„выражае !! а(ым в децибелах: а„, дБ=20!д (1//(,). часто нормиру1от затухание. йелннейности отдельно ио второй и третьей гармоникам: а„, — 20 !й (/',///з1, а„= 20 1й (Ц///з!. ... Во всяком усилителе нелинейные искажения увеличиваются п1ац приближении амплитуды выходного напряжения к максий(йльио возможному значению. Выходное (и входное) напряжение, т)пи котором коэффициент гармоник усилителя равен заданному дф))устимому значешио, называется номинальны.я. Номинальной 1!ЩЬывастся и соотвстсгв)чощая выходная мощност1и Р~~» «~м= -:~я$/ввысь и0мИнПри усилении сложных сигналов возникают не только гармоЯйпи спектральных составляющих, но и их комбинационные чайй))зты. На слух последние более заметны, так как в отличие от ~рмоник являются вновь возникшими составляющими. Поэтому /~)(( высококачественных усилителей звуковых частот измеряют ,~закс интсрмодуляционныс искам<синя, подавая иа вход два сину,~~ййдальных колебания с сильно различаю1цимися частотами (/, и Щ, 'Д) и вчетверо различающимися амплитудами, причем ампли- Х)зу/ев колебания частоты /, берется на 12 дБ, а частоты /х — на 24 дБ а/вцьшс номинальной (ГОСТ 23849 — 87).
Количественной мерой :~~(гажений является отношение суммарного напряжения комбипа- Т/й)йнных составляющих к напрянзснию частоты /, на выходе уси1й$!ТЕля. ,," При усиления импульсных сигналов прямоугольной формы нели((й)!ность усилителя нс приводит к искажению формы отдельных й)))йзульсов, но изменяет соотношение их амплитуд (если они )1р.::равны), При усилении пилообразных импульсов их форма иска.$1~ется. Для оценки степени нелинейности импульсных усилителей ))1)!(ользуют козц>фицаент нелинейности К„„. Он равен относитель)4$ау изменению крутизны нарастания выходного напряжения уси4й)тели при подаче на его вход линейно нарастающего напряжении Мёксимальной амплитуды, пропус.асмой усилителем.
1.3.6. КОЗФФ! И1ИЕПТ Г1ОЛЕ31ГОГО ЛЕйСТВИЯ ':;;:,':,-':-"Коэффициент полезного действия (КПД) усилителя характсри'~йвт экономичность расходования энергии питания. Обычно он нз)((рзряется при усилении гармонического колебания частоты ! КГц. .Жщий КПД всего усилителя называется промышленным, Он предй$авляст отношение номинальной выходной мощности, отдаваемой Мпвгрузку, к суммарной мощности. позребляемой им от всех источ.Мков питания: г,=--Р„~Р,. Разность Р,— Р„=Р„„является мощно- 4)!гыо потерь в усилителе. 1$ Применяется также КПД выходной цепи усилягсльного элемента (УЭ), который представляет отношение мощности переменного тока, создаваемой в выходной цепи УЭ (например, транзистора), к лсощиости п>ьтания, потребляемой этой цсншо:ц: —.-Р (Р„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
