Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Характеристики усилителей
|
|
Амплитудная характеристика: U вых = f (U вх) – рисунок 6. По амплитудной характеристике судят о возможных пределах изменения входного и выходного сигналов усилителя. АХ не проходит через начало координат ввиду наличия на выходе напряжения собственных шумов и помех. По значению 
oценивают уровень минимальных напряжений входного сигнала (или чувствительность) усилителя.
| U max |
| U вх |
| U min |
| Рисунок 6 – Амплитудная характеристика усилительного каскада |
максимального напряжения одной или обеих полуволн выходного сигнала на неизменном уровне.
Ограничение выходного сигнала создается обычно при наибольшем входном сигнале, когда происходит смещение рабочей точки вдоль линии нагрузки по переменному току. Для получения максимальной амплитуды выходного напряжения необходимо, чтобы точка покоя (или рабочая точка) выходного каскада размещалась посередине его линии нагрузки по переменному току.
Искажения выходного сигнала, которые возникают ввиду нелинейности входных и выходных вольт-амперных характеристик (ВАХ) транзисторов, называются нелинейными и оцениваются коэффициентом нелинейных искажений:
где Р 1 – мощность в нагрузке, обусловленная основной гармонической составляющей напряжения;
| Амплитудно-частотная характеристика: КU = f (f- частота) – рисунок 7. Наличие в схеме усилителя конденсаторов и зависимость параметров транзистора от частоты приводят к тому, что при изменении частоты входного сигнала U вых изменяется как по амплитуде, так и по фазе. Рассмотрим эквивалентную схему усилительного каскада с общим эммитером (рисунок 8). |
| KU |
| СP |
| KU |
| f н |
| f в |
| f |
| Полоса пропускания |
KU
|
| m |
| Рисунок 7 – Амплитудно-частотная характеристика усилительного каскада |
| С К-Э |
| h 21 I вх |
| R К |
| R вых |
| 1 /h 22 |
| h 11 |
| U вых |
| U вх |
Рисунок 8 – Эквивалентная схема усилительного каскада с ОЭ
КU принимает максимальное значение в области средних частот, так как в ней сопротивление разделительного конденсатора мало и стремится к нулю:
→ 0, так как емкость CP велика, а 
значительно больше параллельно включенных ему сопротивлений (так как C Э-К мала), т. е. в области средних частот КU мало зависит от частоты сигнала, поскольку влиянием CP и C Э-К можно пренебречь.
При очень низких частотах (f н → 0) КU н → 0, потому что сопротивление разделительного конденсатора стремится к бесконечности: 
→ ∞,
падение напряжения на нем увеличивается, и, следовательно, U вых уменьшается.
При очень высоких частотах (f в → ∞) КU в → 0, так как
→ 0 т. е. уменьшается и шунтирует R вых. Поэтому U вых снижается. CР на высоких частотах не оказывает влияния на КU, поскольку 
мало.
Такое снижение КU в области нижних и верхних частот называют частотными искажениями, которые оценивают коэффициентами частотных искажений:
– на нижних частотах 
– на верхних частотах 
где 
– коэффициент усиления на средних частотах;
τ Н, τ В – постоянные времени для разделительных конденсаторов в области низких и высоких частот.
Обычно М Н = М В ≈ 
.
Частоты f н и f в, соответствующие допустимым значениям коэффициента частотных искажений М, называют нижней и верхней граничными частотами, а диапазон частот ∆ f = f в − f н, в котором М не превышает допустимых значений, называют полосой пропускания усилителя.
| Наличие конденсаторов в схеме приводит к появлению фазочастотных искажений. Фазочастотная характеристика усилителя показывает, что в области нижних частот выходное напряжение U вых опережает по фазе входное U вх, а в области верхних частот отстает от него. В предельных случаях при f → 0 и f → ∞ угол сдвига фаз стремится к π / 2 и – π / 2. С понижением частоты входного сигнала появление фазового сдвига обусловлено |
| φ н |
| f |
| π |
| π |
| Рисунок 9 – Фазочастотная характеристика усилительного каскада |
тем, что ток в цепях с конденсаторами опережает по фазе напряжение, т. е. напряжение, поступающее на вход каскада после СР, будет иметь опережающий фазовый сдвиг относительно напряжения источника сигнала (для первого каскада) и относительно U вых предыдущего каскада (для промежуточных каскадов).
В области высоких частот появление фазового сдвига обусловлено частотными параметрами транзистора, т. е. зависимостью коэффициента передачи тока β от частоты, и наличием емкости С К-Э (для каскадов ОЭ).
Амплитудные и фазовые искажения усилителя относятся к классу линейных, так как они не вызывают изменения формы усиливаемого синусоидального сигнала.