Амплитудно-частотная характеристика.

Для обсуждения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) обратимся к схеме замещения усилительного каскада на рис. 5.7.

Рис.5.10

При уменьшении частоты сигнала f реактивное сопротивление конденсатора X_C1 =1/(2πfC₁) увеличивается и может быть значительно больше эквивалентного сопротивления участка «БЭ», т.е. входного сопротивления усилителя Z_ВХ

.

и заметная часть напряжения источника оказывается на конденсаторе С₁. При этом амплитуда напряжения u_Б(t) между базой и эмиттером уменьшится, уменьшится амплитуда тока базы i_Б(t) и, следовательно, - амплитуда выходного напряжения u_ВЫХ(t) . Так как амплитуда входного напряжения u_ВХ(t) не изменялась, то коэффициент усиления K_U уменьшится.

На низких частотах сигнала реактивное сопротивление конденсатора X_C2 =1/(2πf C₂) так же может оказаться больше сопротивления нагрузки

и амплитуда напряжения на нагрузке уменьшается.

По этим двум причинам с уменьшением частоты сигнала коэффициент усиления по напряжению уменьшается в области низких частот.

В правильно спроектированном усилителе емкости конденсаторов выбираются таким образом, чтобы сопротивления конденсаторов были меньше, соответственно, чем входное сопротивление усилительного каскада (для С₁) и сопротивление нагрузки на самой низкой частоте сигнала (для С₂).

В области высоких частот коэффициент усиления так же уменьшается из-за инерционных свойств транзистора (h₂₁ уменьшается с увеличением частоты) и из-за паразитных емкостей между элементами усилителя и их выводами. На схеме замещения усилителя (рис.5.7.) паразитные емкости отражены емкостным элементом С_П. При увеличении частоты сигнала реактивное сопротивление X_CП=1/(ωC_П)уменьшается, что приводит к уменьшению амплитуды выходного напряжения.

Моделирование дает следующие частотные характеристики (рис. 5.8). В реальном эксперименте АЧХ получают при отсутствии нелинейных искажений. Для этого устанавливают амплитуду входного напряжения на средней частоте в пределах отсутствия нелинейных искажений.

АЧХ в demo5_2 на рис. 5.11а представлена кривой, имеющей примерно постоянное значение коэффициента усиления в области средних значений частот. В области низких частот и верхних частот АЧХ спадает к нулю.

Рис. 5.11а.demo5_2.Амплитудно-частотная характеристика усилителя напряжения.