Политех в Сети

Сайт для Учебы

5.2. ИСКАЖЕНИЯ СИГНАЛОВ В УСИЛИТЕЛЯХ

Рейтинг пользователей: / 6
ХудшийЛучший 

В реальном усилителе форма выходного сигнала отличается от формы входного сигнала. Отклонение формы выходного напряжения усилителя от формы входного усиливаемого сигнала называется искажением сигнала. С точки зрения спектрального метода усилитель не будет вносить искажений, если спектры выходного и входного сигналов совпадают. Совпадение спектров означает, что:

1) в спектре выходного напряжения не появились новые гармонические составляющие по сравнению со спектром входного сигнала;

2) относительные значения амплитуд отдельных гармонических составляющих выходного и входного напряжений одинаковы;

3) фазовые сдвиги отдельных гармонических составляющих в выходном и входном напряжениях также одинаковы.

При невыполнении хотя бы одного из этих условий усилитель будет вносить искажения. Причиной искажений сигнала является несовпадение реальных и идеальных характеристик усилителя. Искажения бывают линейные и нелинейные. Линейные искажения обусловлены влиянием реактивных элементов усилителя и наиболее сильно проявляются на слабых сигналах. Различают частотные, фазовые и переходные линейные искажения.

Частотные искажения связаны с несовпадением реальной и идеальной АЧХ усилителя. Частотные искажения оцениваются в децибелах коэффициентом частотных искажений. Под коэффициентом частотных искажений На частоте Понимают отношение максимального значения модуля коэффициента усиления к модулю коэффициента усиления на частоте .

описание: 4

Рис. 5.5. Частотные искажения в области низких и высоких частот

В соответствии с АЧХ, показанной на рис.5.5, коэффициенты частотных искажений на границах полосы пропускания со стороны низких и высоких частот равны соответственно:

, (5.9)

, (5.10)

Где: - коэффициент усиления усилителя в области средних частот; - коэффициент усиления в области низких частот на уровне 0,7(-3дБ) от максимального усиления; - коэффициент усиления в области высоких частот на уровне 0,7(-3дБ) от максимального усиления.

Фазовые искажения появляются из-за несовпадения реальной и идеальной фазовых характеристик. Следствием этого является неодинаковый сдвиг во времени отдельных гармоник сигнала. Фазовые искажения оцениваются в градусах отклонения реальной фазовой характеристики от идеальной.

Переходные искажения появляются при усилении импульсных сигналов. Степень переходных искажений оценивается временем нарастания импульса на выходе усилителя от уровня 0,1 до уровня 0,9 своего максимального значения, временем спада импульса от уровня 0,9 до уровня 0,1, относительной величиной высокочастотного выброса и относительным спадом (сколом) вершины за время импульса.

Нелинейные искажения вызваны появлением новых гармоник в спектре выходного сигнала вследствие нелинейности амплитудной характеристики. Они оцениваются при гармоническом входном сигнале коэффициентом нелинейных искажений (коэффициентом гармоник) – отношением действующего значения появившихся в выходном сигнале высших гармоник к действующему значению первой гармоники.

(5.11)

Коэффициент гармоник оценивается в процентах. В усилителях звуковых частот нелинейные искажения на слух незаметны, если .