ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 0
-17 -
-фазовый сдвиг напряжения при усилении.
Если усилитель состоит из нескольких усилительных каскадов, то общий коэффициент усиления зсего усилителя определяется как произведение коэффициентов усиления огдеяьт ных каскадов,т.е.
К = KtK£ • •. к п= |
• Кпь (^ V Ч ■ |
} . |
||
|
Аналогично определяется коэффициент усиления по току |
|||
так |
отношение |
выходного |
тока усилителя к входному току |
|
|
|
1^*1 |
г |
( 1 .2 ) |
|
|
|
||
и коэффициент усиления |
мощности |
|
||
|
|
К. |
Т> |
|
|
|
|
а д > |
|
где |
Р и ? |
- |
отдаваемая и потребляемая усилителем |
|
Й* мощности соответственно,
Коэффициент усиления по мощности удобно выражать ш спе циальных логарифмических единицах - неперах (обычно а техни ке проводной связи)или белах ( & радиотехнике, радиовеща
нии, импульсной технике).
При использовании системы десятичных логарифмовйковффи— циент усиления по мощности выражается в децибелах
it |
» 10 |
1 |
рф |
^ |
% |
а при использовании системы |
ш уральных логарифмов $ш ш^ра- |
|
хается в неперах |
|
|
К..
Коэффициенты усиления по напояжению...и току могут
также представлены соответственно в Д< дибе|а^. пуб. к^иая
научно-техййчесная библиотека СССР
£КСС!СП;:Г,?
ЧИТАЛ’- е г о ЗАЛА
|
|
- |
18 - |
V |
‘ |
a o t ? ^ |
; |
к |
цГг |
г о ^ |
^ ' |
Или в неперах
U.
К , __« i n
(Hen) ц
К.• я t»u ~^
Кне*) 11 Т. I
Между логарифмическими единицами существуют следующие соотношения:
^б)“°»1{5(нвпАнепТ
Общий коэффициент усиления в логарифмических единицах выражается в виде суммы коэффициентов отдельных каскадов.
Действительно, если
K - K , V K „ .
тогда в децибелах
- зо С ^ гК ^ ^■oCg,K2+ . . . ♦ 20% K ft .
В реальных устройствах в одном каскаде на пампе или транзисторе можно получить коэффициент усиления до несколь ких сотен единиц, а в многокаскадных усилителях - до не-
скслышх миллионов единиц.
- 19 -
Частотная и фазовая характеристики
Ввиду наличия в усилителе реактивных элементов(емкостей и индуктивностей)коэффициент усиления изменяется с частотой
как по модулю, так и по ф азе. Вследствие этого гармоничес
кие составляющие сложного сигнала, поданного на вход усили теля, уситшваются неодинаково и сдвигаются на различное время (у г о л ). Это приводит к искажению формы усиливаемых сигналов даже при отсутствии в цепях усилителя нелинейных элементов. Такие искажения называются линейными.
Для суждения о величине линейных искажений, вносимых усилителем гармонических сигналов, пользуются частотной и фазовой характеристиками.
Частотная характеристика выражает зависимость модуля коэффициента усиления от частоты, т .е . K . » F ( t ) .
Эта характеристика строится в прямоугольной системе координат (р и с Л .9 )
Весь диапазон усиливаемых частот условно разбивают oia
области |
нижних, |
средних и верхних частот. В области средних |
|||
ч асто» |
значение |
коэффициента усиления |
К 0 |
практически |
|
не зависит от частоты. В |
пределах областей верхних и нижних |
||||
частот |
усиление |
меняется |
значительно. |
Эти изменения характе* |
|
ризуют частотные искажения усищ ваемого_сигнала, Мерой
20
частотных искажений является степень отклонения коэффициен та усиления на данной частоте относительно коэффициента уси ления К 0 , т .е . от идеальной частотной характеристики,
представленной в виде горизонтальной прямой на уровне K.Q .
Для количественной оценки частотных искажений пользу ются коэффициентом частотных искажений, который определяет ся выражением
Оценку искажений производят для заданного диапазона
ч астот, в пределах которого необходимо произвести усиление
гармонических составляющих сигнала. Рабочим диапазоном час-^
тот усилителя гармонических сигналов называют полосу частот
от |
низшей |
частоты |
| и до высшей рабочей |
частоты |
, в |
|
пределах |
которой |
коэффициент усиления по |
модулю, |
а иногда |
||
и |
по фазе |
не должен выходить |
за пределы |
заданных допусков. |
||
|
Иногда для |
анализа схем |
усилителя |
используют понятие |
||
относительного усиления, которое количественно можно выра зить в виде нормированного коэффициента усиления
|
|
К |
г |
|
(I.+) |
|
|
К, 1V |
' |
||
где |
r . J |
L |
|
|
|
|
\ |
к„ |
|
|
|
Модуль |
нормированного |
коэффициента усиления |
носит |
||
имя нормированной частотной характеристики.
Для оценки частотных искажений можно в одинаковой
степени пользоваться характеристиками Стя { 0 или Н ( 1 ) ,
Эти .коэффициенты можно выражать как в относительных, так и логарифмических единицах.
Следует иметь в виду, что рабочая полоса пропуска ния усилителя определяется допустимыми изменениями коэффи циента усиления на границах полосы.
Допустимые изменения усиления зависят от назначения и условий работы усилителя.
Обычно выбирают одинаковые частотные искажения на^
верхней и нижней границах полосы пропускания на уровне
21
Тогда оабочим диапазоном частот усилителя ^гармонических
сигналов будет полоса частот, в пределах которой модуль
коэффициента усиления не |
снижается более чем в 1Гг |
раз |
|
от своего максимального |
значения (с м .р и с .1 .9 ). |
|
|
Фазовая характеристика усилителя выражает зависимость |
|||
сдвига фазы между входным и выходным напряжениями от |
часто |
||
ты. Под фазовым |
сдвигом |
в усилителях, обычно, имеют в виду |
|
лишь те сдвиги, |
которые*создают реактивные элементы схемы, |
||
а поворот фазы усилительным элементом во внимание не прини мается.
Один из видов фазовой характеристики показав на рис.1.10.
Она построена в линейном масштабе, причем положитель ные значейия tf . соответствуют опережению входного напря жения выходным,отрицательные -отставанию выходного от вход-
Фазовые искажения являются одной из причин изменения
формы кривой усиливаемых колебаний, вызванной неодинаковыми временными запаздываниями отдельных составляющих спектра частот сигнала, при прохождение их через усилитель.
Идеальной фазовой характеристикой усилителя, при кото
рой отсутствуют фазовые искажения, является прямая, проходят
щая через начало координат, т .е . |
линия вида tf =<*■£ f |
||||
где |
Л |
- любое постоянное число, включая и нуль. |
|||
Так как напряжение на выходе не может возникнуть |
|||||
раньше, |
чем |
на |
входе, то а ^ о |
. |
Физически величина ©- |
предотавляет |
время запаздывания |
Ъ , |
. |
||
