Файл: Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
25. КАКОВЫ ПРИЧИНЫ ВОЗНИК­ НОВЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕ­ НИЙ ПРИ РАБОТЕ УСИЛИТЕЛЯ В ОБЛАСТИ НИЖНИХ ЧАСТОТ ?

24. ЧТО ТАКОЕ ОТНОСИТЕЛЬ-

Г1РИ определении полосы

НЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ

пропускания усилителя

УСИЛИТЕЛЯ ?

(см. п. 10) устанавливаю!

 

 

граничные частоты в ниж-

верхней ( со &f ^

 

ней (

Ын ,

) и

) областях частот,

ниже и выше

ко -

торых коэффициент усиления снижается более установленной величины.

Отношение коэффициента усиления на граничной

частоте

КгР к коэффициенту усиления на средних частотах

Ко

называют относительным коэффициентом усиления, обозначае­

мым малой буквой К

Кгр

К~ Ко

Вбольшинстве случаев величина этого коэффициента вы -

бирается ранной

- 0.70? -

i t

Этим коэффициентом устанавливается полоса пропускания. Полосу пропускания частот можно задавать и для другого значения относительного коэффициента усиления, например,

К** 0,9.

Вобщем случае этот коэффициент выражается

К —

 

1

 

 

Для каждого

 

Y l + (t07Ca— con 'fc)2

можно опреде­

заданного значения

К

лить нижнюю и верхнюю граничные частоты:

 

_

(

К

U ы ь -

 

V 1-Кг

 

Т с

 

Т а

 

При усилении сигналов, частота которых лежит в области нижних час - тот емкость разделитель ного конденсатора явля­

ется причиной уменьшения коэффициента усиления, а следо­ вательно, и причиной появления частотных искажений.

20



На рис. 16 показана межкаскадная RC - связь у

На сетку лампы следующего каскада подается напряже -

ние

U ci

1 равное разности между полным выходным

напряжением

U t

и падением напряжения на раздели -

тельном конденсаторе C ci-U M1(^u>cci(cM. п. 22).

 

Чем ниже частота,

тем большее напряжение падает на

емкостном сопротивлении и тем меньшее напряжение подается на сетку второй лампы. Следовательно, с понижением часто­ ты сигнала будет уменьшаться коэффициент усиления усшш -

теля. Уменьшение

коэффициента усиления

в области нижних

частот, зависящий

от частоты для данного усилителя, и обус­

ловливает частотные

искажения.

При наличии частотных ис­

кажений искажается

не ч а с т

о т а

сигнала, а форма

кривой выходного сигнала из-за неодинакового усиления его гармонических составляющих, если входной сигнал в этом случав имеет иесинусоидальную форму кривой.

Если же на вход усилителя будет подан синусоидальный сигнал, то частотные искажения не повлияют на синусоидаль­ ную форму выходного сигнала, а лишь соответственно умень­ шится его амплитуда вследствие уменьшения коэффициента усиления,

30

■/

28. КАКОВА ПРИЧИНА ВОЗНИК-

Электроды электронных

НОВЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕ-

ламп, расположенные

НИЙ ПРИ УСИЛЕНИИ СИГНАЛОВ

в вакууме на некотором

В ВЕРХНЕЙ ОБЛАСТИ ЧАСТОТ ?

небольшом расстоянии

 

друг от друга, а также

поверхности соприкасающихся структур у транзисторов,

мож­

но рассматривать как обкладки

конденсаторов, обладающих

электрической емкостью. Так,

например, у вакуумного

три­

ода между анодом и сеткой существует емкость

Сас

,

между сеткой

и катодом, а также между анодом и катсдом

образуются соответственно емкости

Сек и

Сах .

Для учета

этих емкостей можно представить,

что к элект­

родам "'идеальной" лампы параллельно присоединены паразит­ ные сосредоточенные емкости, так, как это показано на рис. 17. При усилении сигналов в области верхних частот через эти паразитные емкости будут ответвляться токи утеч­ ки. Чем выше частота, тем меньше сопротивление этих конденсаторов, тем большие токи будут проходить через эти емкости.

Токи утечки, проходя - шие через паразитные емко­ сти, будут бесполезно загру­ жать усилитель, отчего его выходной сигнал,4а значит, и коэффициент усиления уси­ лителя будут уменьшаться.

Таким образом, в об­ ласти верхних частот завал коэффициента усиления, а, следовательно, и появление частотных искажений обуслов­

лены паразитной выходной емкостью усилителя и входной емкостью его нагрузки. Результирующее значение паразит­ ной емкости на выходе усилителя обозначается Со и

определяется как

С о -С с к ^ С б л ^ С м „

31

\


где

С /л -

емкость монтажа;

 

 

 

 

входная емкость следующего каскада или на*

 

 

грузки. См. п. 64,

 

 

 

27.

К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ ЧАСТОТ­

Частотные

искажения

возникаю:

вследствие

НЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЕ?

того,

что

усилитель

 

 

 

 

 

 

из-за

наличия в его

схеме реактивных элементов неодинаково усиливает сигналы различной частоты (см, п. 25 и 26).

Зависимость коэффициента усиления от частоты называют

частотной характеристикой усилителя - K-F(J)

или

р,(шЬ

Типичная частотная характеристика апериодического уси­

лителя представлена на рис.

1 (см. п. 7).

 

 

Если на вход усилителя,

обладающего частотными

иска -

жениями, будет подан синусоидальный сигнал,

например, гра­

ничной частоты, и если этот

усилитель не имеет нелинейных

искажений, то сигнал на его

выходе будет также синусоидаль-

ным, только он будет усилен меньше, чем такой же по уров­ ню сигнал был бы усилен на средней частоте. В данном слу­ чае частотные искажения проявляются только в уменьшении величины выходного напряжения.

Если же на вход этого усилителя будет подан такого же уровня сигнал сложной формы кривой (что чаше всего и бы­ вает на практике), т .е . сигнал, который состоит из суммы определенного числа гармоник, то каждая гармоника будет ус илещ по-разному, в результате на выходе форма кривой усиленного сигнала окажется искаженной.

Следовательно, частотные искажения могут привести к искажению формы кривой выходного сигнала.

28. КАК УСТАНАВЛИВАЮТСЯ

Деление частотной ха-

ОБЛАСТИ НИЖНИХ, СРЕДНИХ И

рактеристики на области

ВЕРХНИХ ЧАСТОТ ?

нижних, средних и верх­

ный характер,

и в основном это

них частот носит услов­

относится к частотным ха -

рактеристикам

апериодических и широкополосных усилителей.

32


Эти области ограничиваются граничными частотами

(см. п. 7 и 10),

которые в свою

очередь определяются за­

данным значением

"относительного

коэффициента усиления'

(см. п. 24).

 

 

Абсолютные значения этих частот зависят от свойств и

назначения усилителя.

 

29. К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ ФА-

Фазовые искажения, как

ЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В УСИ-

и частотные, при усиле -

ЛИТЕЛЕ ?

нии сигнала сложной фор­

 

 

мы искажают форму кри­

 

 

вой выходного сигнала.

При усилении сигналов вешания (речь, музыка) фазовые искажения существенного значения не имеют, так как ухо человека слабо различает эти искажения. При усилении же сигналов прямоугольной или иной сложной формы, когда вы - ходные сигнапы используются для измерительных целей или исследований, фазовые искажения могут внести значительные погрешности. В этих случаях необходимо принимать меры по их уменьшению. (Необходимо добиваться, чтобы сдвиг фазы каждой гармоники был пропорционален частоте. См.п, 12).

30. В КАКИХ СЛУЧАЯХ ОТСУТ­

Фазовые искажения от -

сутствуют в том случае,

СТВУЮТ ФАЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ?

когда сдвиг фазы каж­

 

 

дой составляющей ока -

ным частоте (более подробно см. п.

зывается пропорциональ­

12).

31. КАКОВЫ ПРИЧИНЫ ВОЗНИК-

Анодные характеристики

НОВЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕ-

электронных ламп и вы-

НИЙ В УСИЛИТЕЛЕ ?

ходные характеристики

 

транзисторов имеют су -

шественно нелинейные участки» Если усилительный каскад ра­ ботает на нелинейных участках характеристик электронного прибора, то искажение формы сигнала будет неизбежным.

33