Нелинейность характеристик

Нелинейные искажения обусловлены нелинейностью тех или иных звеньев канала. При использовании линейных (AM и ее варианты) видов модуляции на них влияет нелинейность амплитудной характеристики звена, при нелинейных видах (ЧМ и ФМ) — нелинейность амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик звеньев. Нелинейные искажения проявляются в искажениях передачи градаций яркости, а также в появлении в принятом сообщении (и соответственно изображении) новых компонент, которые отсутствовали в исходном сообщении. Эти компоненты называются продуктами или помехами нелинейного происхождения, они возникают при передаче многоканального сигнала по каналу связи, например при совместной передаче сигналов яркости U y(t), цветности Uai(t) и сигнала звукового сопровождения на поднесущей частоте U.,(/).

При введении обратной связи динамический диапазон работы усилителя D увеличивается. Нелинейность амплитудной характеристики обусловлена наличием в схеме нелинейных элементов электронных ламп, транзисторов, трансформаторов, дросселей и др.

Нелинейность амплитудной характеристики принято оценивать коэффициентом нелинейных искажений

Амплитудной характеристикой усилителя называется зависимость установившегося значения выходного напряжения от подаваемого на вход синусоидального напряжения неизменной частоты ( 11.3,6). Угол наклона амплитудной характеристики определяется коэффициентом усиления усилителя. Искажения в нижней части обусловлены наличием сигнала собственных шумов усилителя при отсутствии входного сигнала. Искажения в верхней части объясняются чрезмерной амплитудой входного сигнала, при этом нелинейные элементы, входящие в схему усилителя (электронные лампы, транзисторы, трансформаторы с ферромагнитными сердечниками), перегружаются и пропорциональность между входом и выходом нарушается. Нелинейность амплитудной характеристики приводит к нелинейным искажениям усиливаемых сигналов.

Более высокими точностями при измерениях отличается универсальный полупроводниковый однолучевой осциллограф типа С1-57. Погрешности измерения прибором амплитуд сигналов (частотой до 3 МГц) или импульсов (длительностью от 0,08 мкс до 0,2 с) не превышают ±5%. На таком же уровне находятся погрешности измерения интервалов времени в диапазоне от 0,5 мкс до 0,2 с. Полоса пропускания усилителя вертикального отклонения 0—15 МГц, нелинейность амплитудной характеристики в этом диапазоне — не выше rt5%. Калиброванный коэффициент отклонения регулируется в пределах от 0,01 до 5 В/дел. Длительность развертки может меняться в диапазоне от 0,1 мкс/дел до 2 мс/дел. Входное сопротивление УВО составляет 1 МОм, входная емкость — 35 пФ. Осциллограф имеет экран прямоугольной формы 48 X 80 мм.

На 5.8 изображена функциональная схема электронного вольтметра СВЗ. Измеряемое напряжение поступает на входное устройство, которое обеспечивает высокое входное сопротивление вольтметра и расширение пределов измерения. Затем напряжение подается на вход широкополосного усилителя А1 и после усиления — на преобразователь переменного напряжения в постоянное. Схема охвачена глубокой отрицательной обратной связью, напряжение обратной связи снимается с резистора КЗ и подается на вход усилителя А1. Благодаря обратной связи исключается влияние диодов на коэффициент преобразования преобразователя переменного напряжения в постоянное. Кроме того, улучшаются характеристики усилителя: уменьшается его нестабильность и нелинейность амплитудной характеристики. В диагональ диодного моста включен магнитоэлектрический прибор, показания которого соответствует СВЗ входного напряжения.

Особенности цифровых вольтметров переменного напряжения. Цифровые вольтметры применяются и для измерения переменных напряжений. В этих приборах на входе предусмотрен измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянное и последующее измерение постоянного напряжения цифровыми вольтметрами постоянного напряжения. В этом случае измерительные преобразователи цифровых вольтметров должны отвечать ряду специфических требований, которые отличают такие преобразователи от обычных детекторов. Прежде всего, это высокая линейность. Если в аналоговых приборах нелинейность может быть скомпенсирована градуировкой шкалы, то в цифровых нелинейность амплитудной характеристики преобразователя войдет в погрешность прибора. Коэффициент передачи должен быть равным 10ft (где k — 0, 1, 2, ...); пульсации преобразованного напряжения должны быть очень малы.

эффицнент усиления не менее 3, сопротивление нагрузки 400 Ом, амплитуда входного импульса не более 1В, нелинейность амплитудной характеристики не более 10%. Микросхемы данной серии выполнены по гибридной тонкопленочной технологии.

Нелинейность амплитудной характеристики усилителя в ее рабочем диапазоне, включая влияние шумов, составляет ±5% номинального значения выходного напряжения. • —

На 6.13 в качестве примера приведены микросхемы простых импульсных усилителей серии К218. Эти микросхемы предназначены для использования в различной радиоэлектронной аппаратуре и характеризуются следующими параметрами: коэффициент усиления не менее 3, сопротивление нагрузки 400 Ом, амплитуда входного'Импульса ие 'более si В, нелинейность амплитудной характеристики не более 10%. Микросхемы данной серии выполнены по гибридной тоншпленомной технологии.

При введении обратной связи динамический диапазон работы усилителя Doc увеличивается. Нелинейность амплитудной характеристики обусловлена наличием в схеме нелинейных элементов: электронных ламп, транзисторов, трансформаторов, дросселей и др.

ют, причем. Р0 возрастает быстрее из-за квадратичной зависимости его от тока 2"0 . Нелинейность характеристик объяс-нязтся влиянием нелинейности характэристики намагничивания машины. Коэодицизнт мощности холостого хода СоЗФо с увеличением напряжения U0 убывает. Это происходит из-за того, что при этом реактивная составляющая тока холостого

Внешняя характеристика генератора установки БУ-ЗООДЭ показана на 69. Наибольшее отклонение экспериментальной кривой 2 от проектной / наблюдается на границах участка Р = const. Это объясняется тем, что в низковольтных цепях обратных связей по току проявляется нелинейность характеристик полупроводниковых диодов. Повышенное напряжение холостого хода установлено намеренно, поскольку выявлена возможность нормальной работы генератора при этом напряжении.

тромагнитные процессы в двигателе протекают мгновенно. Тогда достаточно учитывать нелинейность характеристик привода и взаимосвязь между током и моментом двигателя и напряжением сети.

Нелинейность характеристик некоторых нелинейных сопротивлений обусловлена изменением температуры в результате нагрева их током. Так как тепловые процессы (нагревание и охлаждение) являются инерционными процессами, то даже при сравнительно низкой частоте (напри-

Нелинейность характеристик ферромагнитных элементов позволяет осуществлять преобразование гармонического состава магнитного потока и сигнала.

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным (местным) разогревом на контактах между многочисленными кристаллами карбида кремния. Сопротивление контактов при этом существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Существуют нелинейные инерционные резистивные элементы, нелинейность характеристик которых обусловлена их нагревом, зависящим от мощности, выделяемой в элементе. К таковым относятся лампы накаливания, стабилизаторы тока (бареттеры), характеристики которых показаны на 5.3, а, б. Эти характеристики относятся только к действующим токам и напряжениям. Мгновенные токи и напряжения при частотах, превышающих определенное, зависящее от инерционных свойств элемента значение, связаны линейной зависимостью и = ЯСТ1, в которой статическое сопротивление Дст определяется отношением

заторов различных типов составляет 0,5...5 Гц. Это позволяет осуществлять виброизоляцию от воздействий частотой 1...7 Гц. Дросселирование упругой среды позволяет обеспечить большой диапазон изменения статических нагрузок (Лпах/Лшп = 15...25) и нелинейность характеристик при значительном отклонении амортизаторов от статического положения, что позволяет получить высококачественную виброудароизоляцию при ограниченном ходе амортизатора. В последнее время стали также использовать амортизаторы на основе вибропоглощающих полимерных материалов ( 5.6—5.8), что позволяет осуществить виброзащиту в диапазоне 20...2000 Гц. Это особенно важно при защите аппаратуры от акустического воздействия двигателей самолетов и ракет.

уменьшить значение ю0. Однако следует учесть нелинейность характеристик амортизаторов, иначе могут быть получены неверные результаты.

6.5.3. Пределы корректирования. В СИ присутствуют помехи, действие которых увеличивается по мере расширения его полосы частот прспускания. Поэтому при улучшении динамических свойств СИ за счет расширения полосы частот происходит увеличение погрешностей. Ограничением, которое нельзя преодолеть, является также условие физической реализуемости корректирующего преобразователя. Наконец, существенные ограничения вносит нелинейность характеристик преобразователей СИ и усиление параметрических влияний в приборе с корректируемыми характеристиками. Объясняется это тем, что в таком СИ появляется большое количество элементов, изменение параметров которых вызывает появление погрешностей. Очевидно, чтс прибегать к улучшению динамических характеристик таким путем можно тогда, когда в СИ есть запас по точности в статическом режиме измерений. Поэтому следует подчеркнуть, что создание совершенных измерительных средств, безусловно, является и сейчас весьма, актуальной задачей, несмотря на то, что развитие вычислительных средств позволяет применять самые совершенные способы коррекции характеристик «несовершенных» средств измерений.

Нелинейность характеристик усилительных элементов приводит к появлению нелинейных искажений, т. е. к искажению формы усиливаемых сигналов.