Частотные и фазовые искажения сигнала

Коэффициент усиления не является величиной постоянной, а зависит от многих факторов и в частности от частоты входного сигнала.

Зависимость коэффициента усиления КU или выходного напряжения UВЫХ от частоты F называется амплитудно – частотной характеристикой (АЧХ) и записывается в общем виде так: КU = ƒ(F) или UВЫХ = ƒ(F).

Для её построения удобно пользоваться логарифмическим масштабом, который позволяет искусственно растянуть область малых частот и сжать область больших частот (Рис.1). Коэффициент усиления может быть выражен в абсолютных значениях КU = UВЫХ UВХ или в относительных Y = К K0 = 1 M.

Рис.1. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя

 

Идеальной АЧХ усилителя является прямая линия (пунктирная на Рис.1) параллельная оси частот F. В реальных условиях в области верхних ВЧ и особенно нижних НЧ звуковых частот коэффициент усиления будет уменьшаться, что приведет к завалу АЧХ. Причиной этого является прохождение сигнала через реактивные элементы, сопротивление которых зависит от частоты (конденсаторы С, усилительные элементы VT, индуктивности L, трансформаторы Т и др.).

Неравномерность АЧХ в пределах рабочего диапазона усиливаемых частот, например от FH = 40 Гц до FB = 15 кГц, обусловлена частотными искажениями сигнала. Частотные искажения не связаны с изменением формы сигнала, а вызывают

- 4 -

лишь изменение тембра звука.

Для количественной оценки частотных искажений используется коэффициент частотных искажений М:

М = К0 K,

 

где К0 – коэффициент усиления на средней частоте, обычно на 1 кГц.

К - коэффициент усиления на крайних частотах рабочего диапазона FH и FB или на других частотах, где искажения сигнала максимальные.

Коэффициент частотных искажений в многокаскадных усилителях равен:

 

Мобщ = М1 М2 Мn или Мобщ[дБ] = М1 [дБ] + М2 [дБ] + ... + Мn [дБ]

 

Следует заметить, что для аппаратуры класса Hi-Fi идеальной АЧХ является вовсе не прямая линия. Представляет интерес лишь диапазон от 16 Гц до 20 кГц, т.е. диапазон звуковых колебаний, который слышит человеческое ухо. Лишние частотные области, в которых нет полезного сигнала, а присутствуют только шумы, как от внутренних, так и от внешних источников, только ухудшают работу усилителя, уменьшая его КПД, а ВЧ область иногда даже представляет некоторую опасность для выходных каскадов и акустики при возникновении автогенерации.

Однако в усилителях высокого класса некоторый запас по частоте необходим по ряду технических причин, поэтому верхняя граница идеальной характеристики устанавливается в районе 25…50 кГц.

При оценке АЧХ следует помнить, что неравномерность частотной характеристики РВЫХ = f(F) допускается 3 дБ (уровень 0,5 от уровня на средних частот), а UВЫХ = f(F) – 6 дБ (по уровню 0,707).

Частотные искажения в виде завала АЧХ могут вносить в области нижних частот FН разделительные конденсаторы СР, конденсаторы в цепи эмиттера СЭ, трансформаторы Т, а в области верхних частот FВ – конденсаторы развязывающих фильтров по питанию СФ, транзисторы VT, трансформаторы Т.

Фазовые искажения возникают за счёт прохождения сигнала через реактивные элементы, в результате чего появляется фазовый сдвиг φ между составляющими сложного сигнала.

Измерение фазовых характеристик очень сложно и нет общих стандартов для проведения таких измерений. Считается, что фазовые искажения на слух не воспринимаются и в усилителях не учитываются.

 






Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 4297;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.007 сек.