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).

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.

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= Ke^jφ представляет собой геометрическое место точек концов вектора K, имеющего начало в точке 0 и определенного для различных частот f₁, f₂, f₀, f₃,…). На рис. … f₀ – средняя частота, коэффициент усиления на которой равен K₀.

Рис. 2.4. Амплитудно-фазовая характеристика

Как видно из рис. 2.4 K/K₀=cosφ, с другой стороны, из 1.4 относительное усиление Y = K/K₀, 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.