Причины возникновения помех на выходе усилителя.

1. Тепловые шумы элементов, входящих в усилитель.

2. Шумы усилительных элементов.

3. Помехи из-за пульсации напряжения питания и наводок со стороны внешних электрических и магнитных полей. Чтобы избавиться от пульсации вводят фильтры, а наводки электрических и магнитных полей экранируют входные цепи.

- 1- участок нерабочий ;

-2- - рабочий линейный участок.;

Рисунок 10.4

-3- участок выше точки 2- нерабочий;

Транзисторы, входящие в усилитель, работают на нелинейных участках своих характеристик, что определяет ограничение амплитуды выходного сигнала и искажения его формы, происходит перегрузка усилительного элемента.

Рисунок 10.5

По этой характеристике можно определить параметр, который называется динамический диапазон усилителя.

это отношение амплитуды максимального допустимого входного сигнала к минимальному.

10Дб= 3, 16 раза

20Дб= 10раза

40Дб=100раза

Амплитудо-частотная и фазо - частотная характеристики усилителя.

Наличие реактивных элементов в цепи приводит к тому, что выходное напряжение, а следовательно и коэффициент усиления зависят от частоты, как по амплитуде, так и по фазе.

, где - модуль коэффициента усиления,

φ - угол сдвига фаз между входным и выходным напряжением.

амплитудо-частотная характеристика; (АЧХ)

фазочастотная характеристика; (ФЧХ)

Рассмотрим простейший усилительный каскад:

Рисунок 10.6

разделительный конденсатор.

I. Спад амплитудо-частотная характеристик на низких частотах при определяется конденсаторами . С понижением частоты сопротивление конденсаторов увеличивается, что вызывает увеличение на них падения напряжения, а так как эти конденсаторы включены последовательно с нагрузкой выходное напряжение падает, а следовательно и модуль коэффициента усиления.

Рисунок 10.7

II. От рабочий участок, характеристика линейная, так как влияние конденсаторов мало.

III. В области высоких частот коэффициент усиления снижается из-за снижения коэффициента передачи транзисторов, входящих в схему усилителя, так как каждый транзистор имеет свою граничную частоту коэффициента передачи. Наличие конденсаторов в схеме приводит к фазочастотным искажениям (см рис 10.3). на средних частотах, где влияние конденсаторов не проявляется, сдвиг по фазе близок нулю. На низких частотах , а на верхних частотах , то есть имеет место фазочастотные искажения.

Искажения в усилителях.

При усилении электрических сигналов могут возникать частотные, фазовые и нелинейные искажения.

10.2.1 Частотные искажения:

Они обусловлены изменением величины коэффициента усиления на различных частотах.

Рисунок 10.8

Частотные искажения усилителя оцениваются по его амплитудо-частотной характеристике. Степень искажений на отдельных частотах выражается коэффициентом частотных искажений. ;

; .

Причиной частотных искажений является наличие реактивных элементов, в частности конденсаторов.

, отсюда следует, что частотные искажения можно скомпенсировать.

Частотные искажения усилителя сопровождаются появлением сдвига фаз между входным и выходным напряжениями, то есть фазовыми искажениями.

Нелинейные искажения

Нелинейные искажения представляют собой изменение формы кривой усиливаемых сигналов, вызванные нелинейными свойствами цепи, через которые эти сигналы проходят. Основная причина нелинейных искажений – это нелинейность усилительных элементов в схеме, а также наличие трансформаторов, дросселей.

Рисунок 10.9

Наличие нелинейных искажений оценивается коэффициентом нелинейных искажений, коэффициентом гармоник. По теореме Фурье всякие несинусоидальный периодический сигнал может быть представлен суммой гармонических колебаний основной частоты и высших гармоник.

, где - амплитудное и действующее значения тока и напряжения основной частоты.

амплитудное и действующее значения тока и напряжения высших

гармоник

Допустимая величина коэффициента гармоник определяется: назначением усилителя. Коэффициент гармоник изменяется в процентах. Он составляет десятые доли процента.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒