Частотные искажения

5.9. Частотные характеристики индуктивного и емкостного элементов

— амплитудно-частотные характеристики;

- фазочастотные характеристики напряжения и тока четырехполюсника.

Графики зависимости сопротивлений этих элементов от частоты, т. е. их частотные характеристики, приведены на 9.14.

9.14. Частотные характеристики комплексных чисел, индуктивного ^и^емкостного (б) Комплексные сопротивления

При анализе и синтезе линейных систем управления используют ряд критериев устойчивости: алгебраические (критерии Гаусса и Гурвица), основанные на анализе коэффициентов дифференциальных уравнений, критерии Михайлова и Найквиста, использующие свойства характеристического уравнения и передаточной функции соответственно, логарифмические частотные характеристики. Для нелинейных систем наиболее часто пользуются фазовыми плоскостями и т. д. Решение задач анализа процессов функционирования ТП в условиях использования АСУ ТП (ТС), определение качества и устойчивости их функционирования, а также синтез автоматического управления ТП и оборудованием по заданным критериям качества и устойчивости с учетом других технико-экономических показателей (быстродействия, стоимости и др.), невозможны без построения моделей, описывающих процессы их функционирования. 482

4.12. Амплитудно-частотные характеристики каскада с низкочастотной коррекцией: ; — Сф = оо, 2 — Сф =

5. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ 5.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

5.2. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОСТЫХ RC- И ЯЬЦЕПЕИ

5. Частотные характеристики линейных цепей

5.2. Частотные характеристики простых цепей

Линейные искажения. Они подразделяются на амплитудно-частотные (сокращенно — частотные), фазочастотные (сокращенно — фазовые) и переходные. Частотные искажения оценивают откло-

/т А- Т\. Частотные искажения оценивают

Отрицательная обратная связь ослабляет влияние всех изменений коэффициента усиления К, в том числе связанных с неравномерностью частотной характеристики. Поэтому в таком усилителе с обратной связью расширяют полосу пропускания как в сторону низких, так и в сторону высоких частот, уменьшают частотные искажения.

служат резисторы. На 6.8 приведены для сравнения частотные характеристики УПТ (кривая 1) и усилителя с резистивно-емкостной связью (кривая 2). В области низких и средних частот амплитудно-частотная характеристика УПТ равномерна. В области высоких частот в УПТ фазовые сдвиги и частотные искажения появляются на частотах, на которых начинают сказываться паразитные емкости усилительных каскадов, так же как и в усилителях с резистивно-емкостной связью.

в большей степени — Сэ. Рассмотрим теперь частотные искажения в области высоких частот (ОВЧ). Для ОВЧ эквивалентную схему каскада ЭО можно преобразовать к виду, приведенному на 3.11. Здесь не ис-• пользованы некоторые

В области низких частот спад коэффициента усиления определяется влиянием конденсаторов С, и Сг. Для каскада -ОС в ОНЧ ^нс1 = С'1(Лг+/?3) и THC г = С2(ЛВЫХ + •#„)• Анализ этих выражений позволяет заключить, что т„С1>твс2 и М1с1<МНС2. Таким образом, основные частотные искажения возникают в выходной цепи каскада ОС, следовательно, для уменьшения М„ прежде всего необходимо увеличивать С2.

Последнюю удобно рассчитывать с помощью (3.25). Поскольку и = const, то КиОС однозначно определяется Ки. При отклонении частоты сигнала в ОНЧ или ОВЧ уменьшается Ки, но падает а глубина ООС, т. е. 1 +V.K . В результате КиОС изменяется слабо и реализуется АЧХ с широкой полосой пропускания. Таким образом, можно заключить, что наличие ООС уменьшает частотные искажения, т. е. снижает Мя и Мв.

Оба транзистора в рассматриваемом бустере включены по схеме ОК. Подчеркнем, что каскад ОК очень хорошо подходит для его использования в усилителе мощности, поскольку имеет малые коэффициенты нелинейных искажений и -/?вых. Кроме того, каскад ОК характерен большим /?вх, что позволяет хорошо согласовывать его с предыдущим каскадом усилителя напряжения. Напомним, что эти преимущества, а также малые частотные искажения имеют место в каскаде ОК за счет 100%-ной последовательной ООС по напряжению. Коэффициент усиления по напряжению близок к единице.

При передаче по каналам связи сигналы претерпевают линейные и нелинейные искажения. Линейные искажения обусловлены линейными частотно-зависимыми звеньями канала передачи. В результате линейных искажений изменяются соотношения между фазами (фа-зочастотные искажения) и амплитудами (амплитудно-частотные искажения) спектральных компонент передаваемого сигнала, что вызывает искажения формы сигнала и соответственно изображения. Например, если высокочастотные компоненты спектра сигнала изображения передаются по каналу связи с более высоким затуханием, чем низкочастотные, то при этом понижается четкость изображения.

Частотные искажения сигнала в полосе сон— сов, определяемые из формулы (12.1), необходимо корректировать в последующих каскадах, коэффициент передачи которых (назовем их противошумовым

мя граничными частотами: низшей о>н = 2я/н и высшей огв = 2тг/в. В пределах ь^ — u^ частотные искажения считаются допустимыми. Естественно, полоса пропускания зависит от назначения усилителя: так, в усилителях низкой (звуковой) частоты она обычно составляет 20-20 000 Гц, в усилителях постоянного тока расширяется в сторону инфранизких частот, вплоть до постоянного тока (/н = 0); в широкополосных и импульсных усилителях верхняя граница может достигать нескольких мегагерц; избирательные усилители имеют узкую полосу в любой части диапазона частот и т.д.