distorsiune de semnal în semnale electrice amplificatoare - studopediya

Performanța amplificatorului este determinată în principal de gradul de denaturare a semnalului introdus de amplificator. Sub distorsiunea semnalului amplificat trebuie să se înțeleagă schimba forma de undă de ieșire în raport cu semnalul de formă al amplificatorului de intrare.

Orice putere în grade diferite, denaturează semnalul. În funcție de motivele pentru modificarea distorsiunilor de ieșire ale formei de undă diferă următoarea:

Opredelenie.Iskazheniya manifestată în schimbarea raportului dintre amplitudinile componentelor spectrale ale unui semnal, numit distorsiuni de frecvență.

Cu alte cuvinte, componentele armonice individuale ale semnalului de intrare nu este amplificat în mod egal. Acest lucru se datorează prezenței elementelor reactive în amplificator: capacitate și inductanță.

distorsiuni de frecvență includ distorsiuni caracterul liniar, deoarece ele nu depind de proprietățile neliniare ale elementelor de circuit, cum ar fi lămpile și neliniaritatea caracteristicilor de tranzistori.

Cuantificarea distorsiune de frecvență se caracterizează printr-un coeficient de distorsiune de frecvență AM, care este egală cu câștigul de tensiune la mijlocul frecvențele DAC frecvența sa dat valoare

De obicei, la frecvențele extreme ale câștigului scade, prin urmare, M> 1. Midrange M = 1. Studiile au arătat că urechea umană nu percepe distorsiuni în cazul în care valoarea lor nu depășește 30-40%, adică, M = 1,3-1,4. Pentru mai multe trepte amplificatoare factor de distorsiune de frecvență este determinată de expresia

M1. M2 ... coeficientul de distorsiune de frecvență din primul, al doilea, etc. cascade.

factor de distorsiune de frecvență poate fi definit în termenii logaritmica (dB)

Apoi amplificatorul multi-stage

O idee mai completă a caracteristicilor de frecvență ale amplificatorului la un semnal de intrare armonice pot fi obținute prin caracteristica amplitudine-frecvență a amplificatorului (AFC) (Figura 2.5).

Caracteristica amplitudine-frecvență a amplificatorului electronic se numește dependența de tensiune (curent) amplificator câștig pe frecvența armonică a semnalului de intrare.

Uneori Quartermaster numit răspuns în frecvență. Răspunsul ideal de frecvență este o linie dreaptă paralelă cu axa de frecvență (Figura 2.5), iar răspunsul în frecvență reală (ris.2.5b) are „resturi“ în zonele de frecvențe joase și înalte.

AFC poate fi reprezentat într-un sistem de coordonate în care axa verticală arată câștig în unități relative

sau în unități logaritmice Y = -20 1gM [dB]. iar axa orizontală - frecvență.

Câmpul Interval

inferior-mediu superior

frecvență de frecvență de frecvență

Figura 2.5. Răspunsul amplitudine-frecvență a amplificatorului:

a) perfectă; b) reale

Opredelenie.Iskazheniya cauzată de încălcarea relațiilor de fază între componentele spectrale individuale ale semnalului în timpul transmisiei pentru orice circuit numit fază.

Aceste distorsiuni sunt strâns legate de distorsiuni de frecvență, ca motiv pentru aspectul lor general - prezența în circuitul amplificator al elementelor reactive. distorsiune de fază, deoarece frecvența nu depinde de neliniaritatea caracteristicilor elementului amplificând și, astfel, sunt liniare.

Urechea umană este aproape nu răspunde la distorsiunea de fază și, prin urmare, la proiectarea amplificator audio această distorsiune nu este luată în considerare.

La determinarea distorsiunii fazei conta numai defazări cauzate de elemente de circuit reactive (Fig.2.6), și nu sunt capturate rotații de fază cauzate de către UE. La trecerea prin întârzierea se produce componente individuale UE, în același timp, # 916; t (Fig.2.7). Caracteristicile de fază ale amplificatorului caracterizat prin răspunsul de fază. PFC prezintă dependența diferenței de fază de intrare și ieșire semnale armonice (# 966;) a amplificatorului pe frecvența (f).

Opredelenie.Fazo-frecvență caracteristică (PFC) amplificator electronic se numește dependență argument al funcției de transfer de intrare amplificator armonică de frecvență a semnalului.

Răspunsul ideal de fază (în cazul în care nici o distorsiune de fază) are forma unei linii drepte (figura 2.8). Această caracteristică exprimă dependența proporțională a unghiului de defazaj din modificarea frecvenței. Răspunsul de fază reală este prezentată în figura 2.8b. Atunci când se evaluează frecvența de fază nu au fost luate valori absolute ale defazajele, iar valoarea deviației # 916; # 966; 0 caracteristicile reale ale idealului.

faza de răspuns al amplificatorului poate fi construit utilizând raportul privind distorsiunile de frecvență și fază

Ui prima armonică Ui prima armonică

A 2-a 2-armonic armonică

Vout 1, Vout armonic 1 armonic

A 2-a 2-armonic armonică

Fig. 2.6. Faza schimburi Fig.2.7. Semnalul de rotație de fază

armonicile individuale ale elementului de semnal amplificând

Figura 2.8. faza de răspuns:

a) perfectă; b) reale

Cerințele magnitudine și distorsiunii fazei pentru faza de răspuns, în funcție de scopul amplificatorului. În același timp, pentru a obține formularele necesare sunt utilizate caracteristici speciale de circuit de corecție.

Multietajate defazajul amplificator egal cu suma defazajele ale etapelor individuale

impuls de ieșire Opredelenie.Iskazheniya comparativ cu puls dreptunghiular de intrare numite distorsiuni tranzitorii.

distorsiune tranzitorie generată datorită prezenței elementelor reactive ale circuitului amplificator (inductanță, capacitate). Aceste distorsiuni sunt, de asemenea, menționate ca fiind liniare, deoarece nu depinde de elementele de circuit neliniare.

Caracteristica principală a semnalului de impuls este forma. Figura 2.9a arată pulsul dreptunghiular de intrare, și Figura 2.9b distorsionat impuls de ieșire.

La începutul impulsului (Fig. 2.9b) este o creștere rapidă a tensiunii la valoarea amplitudinii Um. De ceva timp, tensiunea scade relativ încet, cu suma # 916; UC. apoi scade rapid. Există trei părți ale impulsului dreptunghiular reale: din față, de sus (porțiunea plată) și recesiune. Mai mult, pulsul datorită tranzienți la marginea de capăt și timpul de cădere poate fi o tensiune sau supratensiune curent. După eliberarea observat amortizarea oscilațiilor parazite.

Figura 2.9. distorsiune puls dreptunghiular în amplificarea

a) de intrare puls dreptunghiular; b) impuls de ieșire distorsionat

Următoarele valori sunt utilizate pentru a estima distorsionarea impulsului dreptunghiular:

TFR - timpul de creștere,

# 916; UC - varfuri recesiune,

tC - durata recesiunii,

# 916; UB - ieșire din față.

Se consideră că pulsul are lungimea „activ“, care se măsoară la un anumit nivel, în general, la nivelul 0,1Um. TFR timp fata este intervalul de timp dintre momentele când tensiunea sau curentul atinge un nivel de nivel 0,1Um 0,9Um.

durata impulsului tp este determinat la 0,1Um (0,1Іm) sau la nivelul de 0,5 Um (0,5Іm). Durata de declin, precum și partea din față, nu trebuie să depășească 0,1-0,3 pulsul durata tp. Amploarea cariei de vârf a impulsului este dată de

Valoarea # 916; c nu trebuie să depășească 3-5%.

Cantitatea de ejecție frontală definită prin expresia

Această valoare, de asemenea, nu trebuie să depășească 3-5%.

În cazul în care un amplificator multietajată, parametrii de mai sus ale impulsului dreptunghiular va fi după cum urmează:

unde n - numărul de etape de amplificare.

Opredelenie.Nelineynymi distorsiuni numite distorsiuni manifestate în apariția spectrului de frecvență al componentelor semnalului de ieșire sunt absente în spectrul semnalului de intrare.

distorsiune Nonlinear cauzată de neliniaritatea caracteristicilor UE (lămpi, tranzistori) și neliniarității amplificatorului magnetizării miez de transformator.

Apariția distorsiunii neliniare în felul următor. Este un semnal de intrare armonică (Figura 2.10). La ieșirea amplificatorului datorită distorsiunilor neliniare ale semnalului distorsionat este obținut. În Figura 2.10b este desemnat ca un „rezultat.“ Semnalul distorsionat de ieșire, precum și orice nu un semnal armonic poate fi reprezentat ca o sumă a semnalelor armonice cu frecvențele f și 2f.

Astfel, ieșirea amplificatorului în semnal apar mai multe componente de frecvență care lipsesc la intrare. În acest caz, cu cât caracteristicile neliniaritate UE, semnalul de ieșire mai distorsionat, componentele de înaltă frecvență apar în spectrul său.

distorsiune Nonlinear măsurate folosind armonici coeficient care este egală cu suma armonicilor de semnal de tensiune rms altele decât prima, la valoarea efectivă a tensiunii fundamentale atunci când este supus la un amplificator de semnal sinusoidal de intrare

în cazul în care U1. U2. U3 ... Un - prima tensiune, 2, 3 ... n-lea armonică a semnalului de ieșire.

Uneori, în loc de valori de tensiune pot fi utilizate valorile curente

în cazul în care I1. I2. I3 ... In - primul curent, 2, 3 ... n-lea armonică a semnalului de ieșire.

Figura 2.10. distorsiune Waveform în amplificarea

Este posibil de a găsi un al doilea coeficient, un al treilea, etc. armonici

În acest caz, distorsiunea armonică totală este, de asemenea, prin al doilea coeficient, al treilea etc. armonici

Per total CG GEN amplificator multietajată THD este determinată de coeficienții individului stadiile armonici

în cazul în care kg1. KR2, ... kgN - coeficientul primei armonici, a doua, etc. etape de amplificare.

Valorile admisibile Coeficientul armonic depinde de scopul amplificatorului. Astfel, în amplificatoare de înaltă clasă CG nu trebuie să depășească 1%, pentru clasa de mijloc 5-7%.

Concluziile doilea întrebare:

1. Examinarea distorsiuni apar în aproape toate amplificatoare și ingineri sarcina este redus la maxim de declinul lor.

2. apar distorsiuni neliniare în multe dispozitive electronice, și joacă, de asemenea, un rol important în generarea de semnale și sinteză de frecvență.

3. Amplificator semnale electrice sunt elementele funcționale de bază ale comunicării:

- dispozitive de transmisie (RPDU)

- dispozitive receptoare (PAR)

- dispozitive de procesare a semnalului.

4. Puterea este diferit de alte circuite, nu numai capacitatea de a crește amplitudinea tensiunii (curent), dar, de asemenea, crește puterea semnalului.

5. Puterea ar trebui să fie compus din următoarele componente:

- sursa de intrare,

6. Principalii parametri ai amplificatorului poate varia în unități relative sau logaritmică (dB). În cazul unui amplificator multietajate unități relative multiplicat și stiva logaritmică.

7. Orice amplificator distorsionează semnalul care trece prin ea. Variați frecventa, faza, tranzitorie, distorsiunea neliniară.

8. Valorile amplificatorului distorsionare scopului admisibil definit.

Acest curs este de mare importanță în pregătirea ofițerului viitorului-semnalizatorului, inginer. Privită Lecture reflecta probleme semnificative pentru aspectele de radio de specialitate: caracteristici fizice sunt descrise și parametrii de orice amplificator de semnale electrice. Trebuie remarcat faptul că acești parametri nu caracterizează numai amplificatoare, ci și de alte dispozitive electronice, precum și mijloace de comunicare, cum ar fi radio, radio și altele.

Cunoașterea parametrilor de bază și caracteristicile amplificatorului mult mai rapid și va ajuta să înțeleagă mai bine principiile de construcție și funcționare a amplificatoarelor și a altor dispozitive electronice. Trebuie avut în vedere faptul că expertiza de inginerie este determinată în mare măsură de capacitatea de a opera în mod liber termeni tehnici.