Terima kasih kepada rantaian runcit dan kedai dalam talian, pelbagai peralatan audio yang ditawarkan untuk dijual melangkaui semua had yang munasabah. Bagaimana untuk memilih peranti yang memenuhi keperluan kualiti anda tanpa membayar lebihan dengan ketara?
Jika anda bukan seorang audiophile dan memilih peralatan bukanlah makna kehidupan untuk anda, maka cara paling mudah ialah menavigasi dengan yakin spesifikasi teknikal peralatan penguatan bunyi dan belajar cara mengekstrak informasi berguna antara garis pasport dan arahan, mengkritik janji yang murah hati. Jika anda merasakan tiada perbezaan antara dB dan dBm, kuasa undian Jika anda tidak berbeza dengan PMPO dan akhirnya ingin mengetahui apa itu THD, anda juga boleh mencari sesuatu yang menarik di bawah potongan.

Ringkasan artikel

Keuntungan. Mengapa kita memerlukan logaritma dan apakah itu desibel?
Kelantangan bunyi. Apakah perbezaan antara dB dan dBm?
Bahagikan dan takluk - kami menguraikan isyarat menjadi spektrum.
Herotan linear dan lebar jalur.
herotan tak linear. KNI, KGI, TDH.
Ciri amplitud. Sangat ringkas tentang bunyi dan gangguan.
Piawaian kuasa keluaran ULF dan akustik.
Latihan - kriteria terbaik kebenaran. Pembongkaran dengan pusat audio.
Cerek tar dalam balang madu.

Saya berharap bahan dalam artikel ini berguna untuk memahami yang seterusnya, yang mempunyai topik yang lebih kompleks - "Penyelewengan silang dan Maklum balas, sebagai salah satu sumber mereka."

Keuntungan. Mengapa kita memerlukan logaritma dan apakah itu desibel?

Salah satu parameter utama penguat ialah keuntungan - nisbah parameter keluaran penguat kepada parameter input. Bergantung kepada tujuan berfungsi penguat dibezakan oleh faktor keuntungan berdasarkan voltan, arus atau kuasa:

Keuntungan Voltan

Keuntungan semasa

Keuntungan kuasa

Keuntungan ULF boleh menjadi sangat besar, dan keuntungan dinyatakan dalam nilai yang lebih besar penguat operasi dan laluan radio pelbagai peralatan. Nombor dengan jumlah yang besar sifar tidak begitu mudah untuk dikendalikan; ia adalah lebih sukar untuk dipaparkan pada graf pelbagai jenis kebergantungan yang mempunyai nilai yang berbeza antara satu sama lain sebanyak seribu kali atau lebih. Jalan keluar yang mudah adalah dengan membentangkan nilai pada skala logaritma. Dalam akustik, ini adalah dua kali ganda mudah, kerana telinga mempunyai sensitiviti yang hampir kepada logaritma.
Oleh itu, keuntungan sering dinyatakan dalam unit logaritma - desibel ( Penamaan Rusia: dB; antarabangsa: dB)

dB pada asalnya digunakan untuk menganggarkan nisbah kuasa, jadi nilai yang dinyatakan dalam dB menganggap logaritma nisbah dua kuasa, dan keuntungan kuasa dikira menggunakan formula:

Keadaannya sedikit berbeza dengan kuantiti "bukan tenaga". Sebagai contoh, mari kita ambil arus dan nyatakan kuasa melaluinya, menggunakan hukum Ohm:

maka nilai yang dinyatakan dalam desibel melalui arus akan sama dengan ungkapan berikut:

Begitu juga dengan voltan. Akibatnya, kami memperoleh formula berikut untuk mengira faktor keuntungan:

Keuntungan semasa dalam dB:

Keuntungan voltan dalam dB:

Kelantangan bunyi. Apakah perbezaan antara dB dan dBm?

Dalam akustik, "tahap keamatan" atau ringkasnya kelantangan bunyi L juga diukur dalam desibel, dan parameter ini bukan mutlak, tetapi relatif! Ini kerana perbandingan dibuat dengan ambang minimum pendengaran bunyi getaran harmonik oleh telinga manusia - amplitud tekanan bunyi 20 μPa. Oleh kerana keamatan bunyi adalah berkadar dengan kuasa dua tekanan bunyi, kita boleh menulis:

di mana bukan arus, tetapi keamatan tekanan bunyi bunyi dengan frekuensi 1 kHz, yang kira-kira sepadan dengan ambang kebolehdengaran manusia.

Oleh itu, apabila isipadu bunyi dikatakan 20 dB, ia bermakna bahawa keamatan gelombang bunyi 100 kali lebih tinggi daripada ambang pendengaran manusia.
Di samping itu, dalam kejuruteraan radio ia adalah sangat biasa nilai mutlak ukuran kuasa dBm(dBm Rusia), yang diukur secara relatif kepada kuasa 1 mW. Kuasa ditentukan pada beban undian (untuk peralatan profesional - biasanya 10 kOhm untuk frekuensi kurang daripada 10 MHz, untuk peralatan frekuensi radio - 50 Ohm atau 75 Ohm). Sebagai contoh, " kuasa output peringkat penguat ialah 13 dBm” (iaitu, kuasa yang dikeluarkan pada beban nominal untuk peringkat penguat ini ialah lebih kurang 20 mW).

Bahagikan dan takluk - kami menguraikan isyarat menjadi spektrum.

Sudah tiba masanya untuk beralih kepada topik yang lebih kompleks - menilai herotan isyarat. Pertama, kita perlu membuat pengenalan ringkas dan bercakap tentang spektrum. Hakikatnya ialah dalam kejuruteraan audio dan seterusnya, adalah kebiasaan untuk beroperasi dengan isyarat sinusoidal. Mereka sering dijumpai di dunia sekeliling, kerana sejumlah besar bunyi dicipta oleh getaran objek tertentu. Di samping itu, struktur sistem pendengaran manusia disesuaikan dengan sempurna untuk melihat ayunan sinusoidal.
Sebarang ayunan sinusoidal boleh diterangkan dengan formula:

di mana panjang vektor, amplitud ayunan, ialah sudut awal (fasa) vektor pada masa sifar, ialah halaju sudut, yang sama dengan:

Adalah penting bahawa menggunakan jumlah isyarat sinusoidal dengan amplitud, frekuensi dan fasa yang berbeza, adalah mungkin untuk menerangkan isyarat berulang dari sebarang bentuk secara berkala. Isyarat yang frekuensinya berbeza daripada yang asas dengan bilangan integer kali dipanggil harmonik bagi frekuensi asal. Untuk isyarat dengan kekerapan asas f, isyarat dengan frekuensi

akan menjadi malah harmonik, dan isyarat

harmonik ganjil

Mari kita lukis graf isyarat gigi gergaji untuk kejelasan.

Untuk mewakilinya dengan tepat melalui harmonik yang anda perlukan nombor tak terhingga ahli.
Dalam amalan, isyarat dianalisis menggunakan bilangan terhad harmonik dengan amplitud terbesar. Anda boleh melihat dengan jelas proses membina isyarat gigi gergaji daripada harmonik dalam rajah di bawah.

Dan beginilah cara liku-liku terbentuk, tepat kepada harmonik kelima puluh...

Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai harmonik dalam artikel indah habrahabr.ru/post/219337 oleh pengguna dlinyj, tetapi sudah tiba masanya untuk kita akhirnya beralih kepada herotan.
Paling kaedah mudah menilai herotan isyarat melibatkan penggunaan satu atau jumlah beberapa isyarat harmonik pada input penguat dan menganalisis isyarat harmonik yang diperhatikan pada output.
Jika output penguat mengandungi isyarat harmonik yang sama seperti input, herotan dianggap linear, kerana ia bermuara kepada perubahan amplitud dan fasa isyarat masukan.
Herotan tak linear menambah harmonik baharu pada isyarat, yang membawa kepada herotan bentuk isyarat input.

Herotan linear dan lebar jalur.

Keuntungan KEPADA penguat ideal tidak bergantung pada frekuensi, tetapi dalam kehidupan sebenar Ini jauh dari kebenaran. Kebergantungan amplitud pada frekuensi dipanggil amplitud-frekuensi ciri - tindak balas kekerapan dan selalunya digambarkan dalam bentuk graf, di mana keuntungan voltan diplot secara menegak dan frekuensi secara mendatar. Mari kita plot tindak balas frekuensi penguat biasa.

Tindak balas frekuensi diambil dengan menggunakan isyarat secara berurutan pada input penguat frekuensi yang berbeza tahap tertentu dan mengukur tahap isyarat pada output.
Jarak frekuensi ΔF, di mana kuasa penguat dikurangkan tidak lebih daripada dua kali daripada nilai maksimum, dipanggil lebar jalur penguat.

Walau bagaimanapun, graf biasanya memplotkan keuntungan melalui voltan dan bukannya kuasa. Jika kita menyatakan keuntungan voltan maksimum sebagai , maka dalam lebar jalur pekali tidak boleh jatuh lebih rendah daripada:

Nilai frekuensi dan tahap isyarat yang digunakan oleh ULF boleh berubah dengan ketara, oleh itu tindak balas frekuensi biasanya diplot dalam koordinat logaritma, kadangkala dipanggil LFC.

Keuntungan penguat dinyatakan dalam desibel, dan frekuensi diplot pada paksi absis melalui dekad(selang kekerapan berbeza sepuluh kali). Bukankah benar bahawa dengan cara ini graf kelihatan bukan sahaja lebih cantik, tetapi juga lebih bermaklumat?
Penguat bukan sahaja menguatkan isyarat frekuensi yang berbeza secara tidak sekata, tetapi juga mengalihkan fasa isyarat dengan makna yang berbeza, bergantung pada kekerapannya. Kebergantungan ini dicerminkan oleh ciri frekuensi fasa penguat.

Apabila menguatkan ayunan hanya satu frekuensi, ini nampaknya tidak menakutkan, tetapi untuk isyarat yang lebih kompleks ia membawa kepada herotan bentuk yang ketara, walaupun ia tidak menghasilkan harmonik baharu. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana isyarat dwi-frekuensi diherotkan.

herotan tak linear. KNI, KGI, TDH.

Herotan tak linear menambah harmonik yang tidak wujud sebelum ini kepada isyarat dan, akibatnya, mengubah bentuk gelombang asal. Mungkin contoh herotan yang paling jelas ialah had amplitud bagi isyarat sinusoidal, ditunjukkan di bawah.

Graf kiri menunjukkan herotan yang disebabkan oleh kehadiran isyarat harmonik genap tambahan - mengehadkan amplitud salah satu daripada separuh gelombang isyarat. Isyarat sinusoidal asal mempunyai nombor 1, ayunan harmonik kedua ialah 2, dan isyarat herot yang terhasil ialah 3. Angka yang betul menunjukkan hasil harmonik ketiga - isyarat "terputus" pada kedua-dua belah pihak.

Semasa USSR herotan tak linear penguat biasanya dinyatakan menggunakan pekali herotan harmonik KGI. Ia ditentukan seperti berikut: isyarat frekuensi tertentu, biasanya 1000 Hz, dibekalkan kepada input penguat. Kemudian tahap semua harmonik isyarat keluaran dikira. THD dianggap sebagai nisbah voltan rms daripada jumlah harmonik isyarat yang lebih tinggi, kecuali yang pertama, kepada voltan harmonik pertama - yang frekuensinya sama dengan frekuensi isyarat sinusoidal input .

serupa parameter asing dirujuk sebagai - herotan harmonik total untuk frekuensi asas.

Faktor Herotan Harmonik (THD atau )

Teknik ini hanya akan berfungsi jika isyarat input adalah ideal dan hanya mengandungi harmonik asas. Keadaan ini tidak selalu dapat dipenuhi, oleh itu, dalam amalan antarabangsa moden, parameter lain untuk menilai tahap herotan tak linear - SOI - telah menjadi lebih meluas.

Analog asing ialah herotan harmonik total untuk kuasa dua min akar.

Jumlah herotan harmonik (THD atau )

SOI ialah nilai yang sama dengan nisbah jumlah punca-min-kuasa dua bagi komponen spektrum isyarat keluaran yang tiada dalam spektrum isyarat input kepada jumlah punca-min-kuasa dua bagi semua komponen spektrum isyarat input. .
Kedua-dua THD dan THI adalah nilai relatif yang diukur sebagai peratusan.
Nilai parameter ini dikaitkan dengan hubungan:

Untuk bentuk gelombang mudah, jumlah herotan boleh dikira secara analitikal. Di bawah ialah nilai THD untuk isyarat yang paling biasa dalam teknologi audio (nilai THD ditunjukkan dalam kurungan).

0% (0%) - bentuk gelombang ialah gelombang sinus yang ideal.
3% (3%) - bentuk isyarat berbeza daripada sinusoidal, tetapi herotan tidak dapat dilihat oleh mata.
5% (5%) - sisihan bentuk isyarat daripada sinusoidal, ketara kepada mata pada osilogram.
10 % (10 %) - tahap piawai penyelewengan yang mereka anggap kuasa sebenar(RMS) UMZCH, ketara oleh telinga.
12% (12%) ialah isyarat segi tiga simetri sempurna.
21% (22%) ialah isyarat trapezoid atau berperingkat "tipikal". 43% (48%) - isyarat segi empat tepat simetri (meander).
63% (80%) ialah isyarat gigi gergaji yang ideal.

Malah dua puluh tahun yang lalu, instrumen yang kompleks dan mahal telah digunakan untuk mengukur herotan harmonik laluan frekuensi rendah. Salah satu daripadanya SK6-13 ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Hari ini, tugas ini dikendalikan dengan lebih baik oleh kad audio komputer luaran dengan set perisian khusus, yang jumlah kosnya tidak melebihi 500USD.

Spektrum isyarat input kad bunyi apabila menguji penguat frekuensi rendah.

Ciri amplitud. Sangat ringkas tentang bunyi dan gangguan.

Kebergantungan voltan keluaran penguat pada inputnya, pada frekuensi isyarat tetap (biasanya 1000 Hz), dipanggil ciri amplitud.
Ciri amplitud bagi penguat ideal ialah garis lurus yang melalui asal koordinat, kerana keuntungannya ialah nilai malar pada sebarang voltan masukan.
Terdapat sekurang-kurangnya tiga bahagian berbeza dalam tindak balas amplitud penguat sebenar. Di bahagian bawah ia tidak mencapai sifar, kerana penguat mempunyai bunyi sendiri, yang pada tahap volum rendah menjadi sepadan dengan amplitud isyarat berguna.

Di bahagian tengah (AB) ciri amplitud adalah hampir dengan linear. Ini adalah kawasan kerja, dalam hadnya herotan bentuk isyarat akan menjadi minimum.
Di bahagian atas graf, ciri amplitud juga mempunyai selekoh, yang disebabkan oleh had kuasa keluaran penguat.
Jika amplitud isyarat input adalah sedemikian rupa sehingga penguat beroperasi pada bahagian melengkung, maka herotan tak linear muncul dalam isyarat keluaran. Lebih besar ketaklinearan, lebih banyak voltan sinusoidal isyarat diherotkan, i.e. Ayunan baru (harmonik yang lebih tinggi) muncul pada output penguat.

Bunyi dalam penguat datang dalam pelbagai jenis dan disebabkan oleh sebab yang berbeza.

Bunyi putih.

Bunyi putih ialah isyarat dengan ketumpatan spektrum seragam pada semua frekuensi. Dalam julat frekuensi operasi penguat frekuensi rendah, contoh hingar sedemikian boleh dianggap sebagai bunyi terma, yang disebabkan oleh pergerakan elektron yang huru-hara. Spektrum bunyi ini sangat seragam julat yang luas kekerapan

Bunyi merah jambu.

Bunyi merah jambu juga dikenali sebagai bunyi kelipan. Ketumpatan spektrum kuasa bunyi merah jambu adalah berkadar dengan nisbah 1/f (ketumpatan adalah berkadar songsang dengan kekerapan), iaitu, ia berkurangan secara seragam pada skala frekuensi logaritma. Bunyi merah jambu dihasilkan oleh kedua-dua pasif dan aktif komponen elektronik, saintis masih berhujah tentang sifat asalnya.

Latar belakang daripada sumber luar.

Salah satu punca utama bunyi bising adalah disebabkan oleh latar belakang sumber luar, contohnya dari rangkaian arus ulang alik 50 Hz. Ia mempunyai harmonik asas 50 Hz dan gandaannya.

Keterujaan diri.

Pengujaan sendiri peringkat penguat individu boleh menghasilkan bunyi, biasanya pada frekuensi tertentu.

Piawaian kuasa keluaran ULF dan akustik

Kuasa yang diberi nilai

Analog Barat RMS(Root Mean Squared - nilai purata kuasa dua akar) Di USSR, ia ditakrifkan oleh GOST 23262-88 sebagai nilai purata kuasa elektrik yang dibekalkan bagi isyarat sinusoidal dengan frekuensi 1000 Hz, yang menyebabkan herotan bukan linear isyarat tidak melebihi tetapkan nilai THD. Ditunjukkan untuk kedua-dua pembesar suara dan penguat. Biasanya, kuasa yang ditunjukkan telah diselaraskan kepada keperluan GOST untuk kelas kerumitan pelaksanaan, dengan gabungan terbaik ciri yang diukur. Untuk kelas peranti yang berbeza, SOI boleh berbeza dengan ketara, daripada 1 hingga 10 peratus. Ia mungkin ternyata bahawa sistem dinyatakan pada 20 watt setiap saluran, tetapi pengukuran dilakukan pada 10% SOI. Akibatnya, adalah mustahil untuk mendengar akustik pada kuasa ini. Sistem akustik mampu menghasilkan semula isyarat pada kuasa RMS untuk masa yang lama.

Kedudukan kuasa bunyi

Kadang-kadang juga dipanggil sinusoidal. Analog Barat terdekat DIN - kuasa elektrik, terhad secara eksklusif oleh haba dan kerosakan mekanikal(contohnya: lilitan gegelung suara tergelincir akibat terlalu panas, kehabisan konduktor di tempat lenturan atau pematerian, putus wayar fleksibel, dsb.) apabila hingar merah jambu dibekalkan melalui litar pembetulan selama 100 jam. Biasanya DIN adalah 2-3 kali lebih tinggi daripada RMS.

Kuasa jangka pendek maksimum

Analog Barat PMPO(Output Kuasa Muzik Puncak - kuasa output muzik puncak). - kuasa elektrik yang pembesar suara boleh tahan tanpa kerosakan (diperiksa dengan ketiadaan gemeretak) untuk tempoh yang singkat. Isyarat ujian digunakan bunyi merah jambu. Isyarat dihantar ke pembesar suara selama 2 saat. Ujian dijalankan 60 kali dengan selang 1 minit. Jenis ini kuasa memungkinkan untuk menilai lebihan beban jangka pendek yang boleh ditahan oleh pembesar suara dalam situasi yang timbul semasa operasi. Biasanya 10-20 kali lebih tinggi daripada DIN. Apakah faedah seseorang mengetahui bahawa sistemnya mungkin boleh menahan gelombang sinus frekuensi rendah yang pendek, kurang daripada satu saat, dengan kuasa tinggi? Walau bagaimanapun, pengeluar sangat gemar memaparkan parameter khusus ini pada pembungkusan dan pelekat produk mereka... Jumlah besar untuk parameter ini selalunya berdasarkan imaginasi liar jabatan pemasaran pengeluar, dan di sini orang Cina sudah pasti mendahului selebihnya.

Kuasa jangka panjang maksimum

Ini adalah kuasa elektrik yang boleh tahan pembesar suara tanpa kerosakan selama 1 minit. Ujian diulang 10 kali dengan selang 2 minit. Isyarat ujian adalah sama.
Kuasa jangka panjang maksimum ditentukan oleh pelanggaran kekuatan haba pembesar suara (gelongsor lilitan gegelung suara, dsb.).

Amalan adalah kriteria kebenaran yang terbaik. Pembongkaran dengan pusat audio

Jom cuba amalkan ilmu kita dalam amalan. Mari kita lihat satu sangat internet yang terkenal simpan dan cari di sana untuk produk daripada syarikat yang lebih terkenal dari Land of the Rising Sun.
Ya - pusat muzik dengan reka bentuk futuristik dijual dengan harga hanya 10,000 rubel. untuk promosi seterusnya:
Dari penerangan kita mengetahui bahawa peranti itu dilengkapi bukan sahaja pembesar suara yang berkuasa, tetapi juga subwufer.

“Ia memberikan kejelasan bunyi yang unggul pada mana-mana tahap kelantangan. Selain itu, konfigurasi ini membantu menjadikan bunyi kaya dan luas.”

Menarik, mungkin ia patut melihat parameter. “ Pusat mengandungi dua pembesar suara hadapan, setiap satu dengan kuasa 235 Watt, dan subwufer aktif dengan kuasa 230 watt.” Selain itu, dimensi yang pertama hanya 31*23*21 cm
Ya, ini adalah sejenis Nightingale si Perompak, baik dari segi kekuatan suara dan saiznya. Kembali pada tahun 1996, saya akan menghentikan penyelidikan saya pada ketika ini, dan kemudian, melihat S90 saya dan mendengar penguat Ageev buatan sendiri, saya akan bersungguh-sungguh berbincang dengan rakan-rakan betapa jauh di belakang Jepun industri Soviet kita - dengan 50 tahun atau masih selamanya. Tetapi hari ini, dengan adanya teknologi Jepun, keadaan menjadi lebih baik dan banyak mitos yang dikaitkan dengannya telah runtuh, jadi sebelum membeli kami akan cuba mencari data yang lebih objektif mengenai kualiti bunyi. Tidak ada perkataan tentang ini di laman web. Siapa yang akan meraguinya! Tetapi terdapat manual arahan dalam format pdf. Muat turun dan teruskan mencari. Antara maklumat yang sangat berharga bahawa "lesen untuk teknologi pengekodan audio diperoleh daripada Thompson" dan yang hujungnya untuk memasukkan bateri dengan sukar, tetapi adalah mungkin untuk mencari sesuatu yang menyerupai spesifikasi teknikal. Maklumat yang sangat sedikit disembunyikan dalam kedalaman dokumen, menjelang akhir.
Saya memetiknya secara verbatim, dalam bentuk tangkapan skrin, kerana, bermula dari saat itu, saya mula mempunyai soalan yang serius, kedua-duanya mengenai angka yang diberikan, walaupun fakta bahawa mereka telah disahkan oleh sijil pematuhan, dan tentang tafsiran mereka.
Hakikatnya ialah tepat di bawahnya tertulis bahawa kuasa yang digunakan dari rangkaian AC sistem pertama ialah 90 watt, dan yang kedua secara amnya 75. Hmm.

Dicipta mesin gerakan kekal jenis ketiga? Atau mungkin ada bateri tersembunyi di dalam badan pusat muzik? Ia tidak kelihatan seperti itu - berat peranti tanpa akustik yang dinyatakan hanya tiga kilo. Kemudian, bagaimana boleh memakan 90 watt dari rangkaian, anda boleh mendapatkan output 700 watt misteri (untuk rujukan) atau sekurang-kurangnya menyedihkan, tetapi agak ketara 120 nominal. Lagipun, penguat mesti mempunyai kecekapan kira-kira 150 peratus, walaupun dengan subwufer dimatikan! Tetapi dalam amalan, parameter ini jarang melebihi bar 75.

Mari cuba gunakan maklumat yang diperoleh daripada artikel dalam amalan.

Kuasa yang dinyatakan untuk rujukan ialah 235+235+230=700 - ini jelas PMPO. Terdapat lebih kurang kejelasan pada nilai muka. Secara definisi ini adalah kuasa undian, tetapi ia tidak boleh 60+60 sahaja untuk dua saluran utama, tidak termasuk subwufer, dengan penggunaan kuasa berkadar 90 watt. Ini semakin mengingatkan tidak lagi muslihat pemasaran, tetapi pembohongan langsung. Berdasarkan dimensi dan peraturan yang tidak dinyatakan, nisbah RMS dan PMPO, kuasa undian sebenar pusat ini hendaklah 12-15 watt setiap saluran, dan jumlahnya tidak boleh melebihi 45. Ini timbul soalan logik- bagaimana anda boleh mempercayai data pasport orang Taiwan dan pengilang Cina apabila diketahui syarikat Jepun adakah dia membenarkan dirinya melakukan ini?
Sama ada hendak membeli peranti sedemikian atau tidak terpulang kepada anda. Jika ia untuk mengganggu jiran anda di negara ini pada waktu pagi, ya. Jika tidak, tanpa terlebih dahulu mendengar beberapa gubahan muzik dalam genre yang berbeza, saya tidak akan mengesyorkannya.

Cerek tar dalam balang madu.

Nampaknya kami mempunyai senarai parameter yang hampir lengkap yang diperlukan untuk menilai kuasa dan kualiti bunyi. Tetapi, apabila diperhatikan dengan lebih teliti, ini ternyata jauh dari kes itu, kerana beberapa sebab:

• Banyak parameter lebih sesuai bukan untuk refleksi objektif kualiti isyarat, tetapi untuk kemudahan pengukuran. Kebanyakannya dijalankan pada frekuensi 1000 Hz, yang sangat mudah untuk mendapatkan hasil berangka terbaik. Ia terletak jauh dari kekerapan latar belakang rangkaian elektrik pada 50 Hz dan di bahagian paling linear julat frekuensi penguat.
• Pengilang sering melakukan dosa kerana secara terang-terangan melaraskan ciri-ciri penguat kepada ujian. Sebagai contoh, walaupun pada masa Kesatuan Soviet, ULF selalunya direka bentuk sedemikian rupa untuk memberikan penunjuk THD terbaik, dengan kuasa papan nama keluaran maksimum. Pada masa yang sama, pada separuh tahap kuasa masuk penguat tolak-tarik herotan jenis langkah sering muncul, itulah sebabnya pekali herotan harmonik pada kedudukan tengah tombol kelantangan boleh melepasi skala melebihi 10%!
• Helaian data dan arahan pengendalian selalunya mengandungi ciri palsu yang tidak standard, sama sekali tidak berguna bagi jenis PMPO. Pada masa yang sama, tidak selalu mungkin untuk mencari walaupun seperti itu parameter asas Bagaimana jarak frekuensi atau kuasa undian. Tiada apa-apa untuk dikatakan tentang tindak balas kekerapan dan tindak balas fasa!
• Parameter sering diukur menggunakan kaedah yang sengaja diputarbelitkan.

Tidak menghairankan bahawa ramai pembeli jatuh ke dalam subjektiviti di bawah keadaan sedemikian dan dibimbing semasa membeli senario kes terbaik, semata-mata pada hasil sesi mendengar singkat, paling teruk pada harga.

Sudah tiba masanya untuk membungkus, artikel itu sudah terlalu panjang!

Kami akan meneruskan perbualan kami tentang penilaian kualiti dan punca herotan penguat frekuensi rendah dalam artikel seterusnya. Berbekalkan jumlah pengetahuan yang minimum, anda boleh beralih kepada topik menarik seperti herotan intermodulasi dan hubungannya dengan kedalaman maklum balas!

Sebagai kesimpulan, saya ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Roman Parpalak parpalak untuk projek editor dalam taliannya dengan sokongan untuk lateks dan penurunan harga. Tanpa alat ini, kerja pelaksanaan sudah sukar formula matematik teks itu akan menjadi benar-benar jahanam.

Herotan isyarat dalam penguat

Herotan isyarat dalam penguat berkaitan, pertama, dengan pergantungan linear isyarat keluaran daripada input, disebabkan oleh ketidaklinearan ciri-ciri voltan semasa statik unsur-unsur yang digunakan, dan, kedua, dengan pergantungan frekuensi amplitud dan fasa isyarat yang dikuatkan. Oleh itu, apabila menganalisis operasi penguat, dua jenis herotan isyarat keluaran relatif kepada input dipertimbangkan: statik (tidak linear) dan dinamik (amplitud dan fasa), akibatnya kedua-dua bentuk dan spektrum frekuensi yang dikuatkan. perubahan isyarat. Herotan dinamik kadangkala dipanggil herotan linear.

Sebab berlakunya herotan tak linear digambarkan dalam Rajah. 2.1.4, c. Jelas sekali bahawa dalam dalam kes ini apabila terdedah kepada input peranti penguatan isyarat harmonik, isyarat keluaran, sebagai tambahan kepada harmonik input, akan mengandungi beberapa harmonik tambahan. Kemunculan harmonik ini adalah disebabkan oleh pergantungan keuntungan pada magnitud isyarat input. Akibatnya, penampilan herotan tak linear sentiasa dikaitkan dengan penampilan pada output komponen harmonik tambahan isyarat yang tiada pada input.

Untuk kuantifikasi herotan tak linear ialah faktor herotan bukan linear (faktor harmonik), pengiraannya adalah berdasarkan anggaran saiz relatif harmonik yang lebih tinggi kepada yang asas dalam isyarat keluaran, i.e.

, (2.1.7)

di mana A 2,..A p- nilai berkesan harmonik isyarat keluaran yang lebih tinggi, bermula dari yang kedua; A 1 - nilai berkesan harmonik pertama (asas) isyarat keluaran.

Herotan frekuensi peranti amplifikasi dinilai mengikut jenis tindak balas frekuensinya. Mari kita pertimbangkan punca herotan frekuensi menggunakan contoh peranti yang tindak balas frekuensinya ditunjukkan dalam Rajah. 2.1.5.

Mari kita anggap bahawa pada input peranti penguat terdapat isyarat yang sama dengan jumlah dua harmonik amplitud yang sama, dan (Rajah 2.1.6).

Mengikut tindak balas frekuensi yang diberikan (Rajah 2.1.5) . Kemudian voltan pada output penguat akan mengambil bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 2.1.6. Perbandingan jumlah isyarat input dan output menunjukkan bahawa ia adalah berbeza dengan ketara.

Daripada pertimbangan di atas adalah jelas bahawa tindak balas frekuensi yang ideal (dari sudut pandangan ketiadaan herotan frekuensi) adalah satu di mana hubungan berikut dipenuhi untuk semua frekuensi yang diperkuatkan: .

nasi. 2.1.5. Kejadian herotan frekuensi dalam penguat:

Tindak balas kekerapan penguat.

Herotan frekuensi dikira oleh faktor herotan frekuensi M, secara berangka sama dengan nisbah keuntungan di rantau frekuensi pertengahan untuk ciri frekuensi amplitud kepada keuntungan pada frekuensi tertentu.

.

Herotan fasa berlaku disebabkan ketidaksamaan tindak balas frekuensi fasa(PFC) peranti penguat (lengkung pepejal dalam Rajah 2.1.7).

nasi. 2.1.6. Kejadian herotan frekuensi dalam penguat:

Isyarat input dan output penguat.

nasi. 2.1.7. Berlakunya herotan fasa dalam penguat: tindak balas fasa penguat.

Syarat untuk idealiti tindak balas fasa ialah keadaan fasa bebas daripada frekuensi isyarat yang dikuatkan (garis putus-putus dalam Rajah 2.1.7), yang diterangkan oleh pergantungan linear bentuk:

Walau bagaimanapun, keadaan bebas fasa daripada kekerapan adalah sukar untuk memastikan dalam amalan dan tindak balas fasa kelihatan seperti garis pepejal dalam Rajah. 2.1.7.

Mari kita pertimbangkan, menggunakan contoh, sifat berlakunya herotan fasa. Mari kita anggap, seperti dalam kes herotan amplitud isyarat, bahawa pada input peranti penguat terdapat isyarat yang sama dengan jumlah dua harmonik, dan frekuensi isyarat ini berbeza dengan faktor dua, i.e. . Mari kita juga andaikan bahawa anjakan fasa yang diperkenalkan oleh peranti penguatan antara frekuensi dan adalah sama dengan . Jenis isyarat keluaran peranti penguat di bawah andaian yang dibuat ditunjukkan dalam Rajah. 2.1.8. Adalah jelas bahawa (seperti dalam kes sebelumnya) bentuk isyarat input dan output adalah berbeza dengan ketara.

Apabila dikuatkan isyarat elektrik herotan tak linear, kekerapan dan fasa mungkin berlaku.

herotan tak linear mewakili perubahan dalam bentuk lengkung ayunan yang dikuatkan yang disebabkan oleh sifat tak linear litar yang melaluinya ayunan ini.

Sebab utama kemunculan herotan tak linear dalam penguat ialah ketaklinearan ciri unsur penguat, serta ciri kemagnetan transformer atau tercekik dengan teras.

Kemunculan herotan bentuk gelombang isyarat yang disebabkan oleh ketaklinearan ciri input transistor digambarkan dalam graf dalam Rajah 1. Mari kita anggap bahawa isyarat ujian sinusoidal digunakan pada input penguat. Masuk ke bahagian bukan linear ciri input transistor, isyarat ini menyebabkan perubahan dalam arus input, yang bentuknya berbeza daripada sinusoidal. Dalam hal ini, arus keluaran, dan oleh itu voltan keluaran, akan berubah bentuknya berbanding dengan isyarat masukan.

Semakin besar ketaklinieran penguat, semakin ia memesongkan voltan sinusoidal yang dibekalkan kepada input. Adalah diketahui (teorem Fourier) bahawa mana-mana lengkung berkala bukan sinusoidal boleh diwakili oleh jumlah ayunan harmonik dan harmonik yang lebih tinggi. Oleh itu, akibat herotan tak linear, harmonik yang lebih tinggi muncul pada output penguat, i.e. getaran baru sepenuhnya yang tidak hadir pada input.

Tahap herotan tak linear penguat biasanya dianggarkan mengikut nilai faktor herotan tak linear(herotan harmonik)

di mana
- jumlah kuasa elektrik yang dilepaskan pada beban oleh harmonik yang terhasil daripada penguatan tak linear; - kuasa elektrik harmonik pertama.

Dalam kes di mana rintangan beban mempunyai nilai yang sama untuk semua komponen harmonik isyarat yang dikuatkan, pekali harmonik ditentukan oleh formula

,

di mana -
dan lain-lain. – nilai berkesan atau amplitud yang pertama, kedua, ketiga, dsb. harmonik arus keluaran;
dan lain-lain. nilai berkesan atau amplitud harmonik voltan keluaran.

Pekali harmonik biasanya dinyatakan sebagai peratusan, jadi nilai yang ditemui oleh formula
hendaklah didarab dengan 100. Jumlah herotan tak linear yang berlaku pada output penguat dan dicipta oleh peringkat individu penguat ini ditentukan oleh formula anggaran:

di mana -
herotan tak linear yang diperkenalkan oleh setiap peringkat penguat.

Nilai herotan harmonik yang dibenarkan bergantung sepenuhnya pada tujuan penguat. Dalam penguat instrumentasi, nilai herotan harmonik yang dibenarkan ialah
ialah persepuluh peratus.

Kekerapan dipanggil penyelewengan , disebabkan oleh perubahan dalam keuntungan pada frekuensi yang berbeza. Punca herotan frekuensi ialah kehadiran unsur reaktif dalam litar - kapasitor, induktor, kapasitansi interelektrod unsur penguat, kapasitans pemasangan, dll.

Contohnya dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan tindak balas frekuensi amplitud bagi ULF.

nasi. 2. Amplitud-frekuensi Rajah. 3. Tindak balas kekerapan fasa

Ciri-ciri ULF. penguat

Apabila membina ciri frekuensi amplitud, lebih mudah untuk memplot frekuensi sepanjang paksi absis bukan pada linear, tetapi pada skala logaritma. Untuk setiap kekerapan, nilai sebenarnya diplot sepanjang paksi lgf , dan nilai kekerapan ditandatangani.

Tahap herotan pada frekuensi individu dinyatakan faktor herotan frekuensi M, sama dengan nisbah keuntungan pada frekuensi tertentu

Biasanya, herotan frekuensi terbesar berlaku di tepi julat frekuensi f n dan f V. Pekali herotan frekuensi dalam kes ini adalah sama dengan

,

di mana KEPADA n Dan KEPADA c – masing-masing, faktor keuntungan pada frekuensi bawah dan atas julat.

Untuk penguat frekuensi rendah, tindak balas frekuensi yang ideal ialah garis lurus mendatar (garisan AB dalam Rajah 2).

di mana KEPADAn Dan KEPADAV- masing-masing, faktor keuntungan pada frekuensi bawah dan atas julat. Daripada takrifan pekali herotan frekuensi ia mengikuti bahawa jika M> 1, maka tindak balas frekuensi di rantau frekuensi ini mempunyai blok, dan jika M < 1, - то подъем. Для усилителя низкой частоты идеальной частотной характеристикой является горизонтальная прямая (линия АВ на рис. 12.5).

Pekali herotan frekuensi bagi penguat berbilang peringkat adalah sama dengan hasil darab pekali herotan frekuensi bagi peringkat individu

M = M1 M 2 M 3 . ..Mn.

Akibatnya, herotan frekuensi yang berlaku dalam satu peringkat penguat boleh diberi pampasan di peringkat lain supaya faktor herotan frekuensi keseluruhan tidak melebihi had yang ditentukan. Adalah mudah untuk menyatakan faktor herotan frekuensi, serta faktor keuntungan, dalam desibel:

M DB = 20lg M.

Dalam kes penguat berbilang peringkat

M DB = M 1 dB + M 2 dB + M3 DB +…+ Mn DB

Jumlah herotan frekuensi yang dibenarkan bergantung pada tujuan penguat. Untuk penguat instrumentasi, contohnya, herotan yang dibenarkan ditentukan oleh ketepatan ukuran yang diperlukan dan boleh menjadi persepuluh atau bahkan perseratus desibel.

Perlu diingat bahawa herotan frekuensi dalam penguat sentiasa disertai dengan penampilan peralihan fasa antara isyarat input dan output, iaitu herotan fasa. Dalam kes ini, herotan fasa biasanya bermakna hanya anjakan yang dicipta oleh unsur reaktif penguat, dan putaran fasa oleh elemen penguat itu sendiri tidak diambil kira.

herotan fasa, disumbangkan oleh penguat dinilai oleh ciri frekuensi fasanya, iaitu graf pergantungan sudut anjakan fasa φ antara voltan input dan output penguat pada frekuensi Rajah. 3. Tiada herotan fasa dalam penguat apabila peralihan fasa bergantung secara linear pada frekuensi. Ciri frekuensi fasa yang ideal ialah garis lurus bermula pada asal koordinat - garis putus-putus dalam Rajah. 3. Ciri frekuensi fasa bagi penguat sebenar mempunyai bentuk yang ditunjukkan dalam Rajah. 3. garisan pepejal.

herotan tak linear.

Jika voltan sinusoidal digunakan pada input penguat, maka voltan yang dikuatkan pada output tidak akan menjadi sinusoidal, tetapi lebih kompleks. Ia terdiri daripada satu siri ayunan sinusoidal ringkas - harmonik asas dan lebih tinggi. Oleh itu, penguat menambah harmonik tambahan yang tidak terdapat pada input penguat.

Rajah.2 - herotan tak linear

Rajah 2 menunjukkan voltan sinusoidal pada input penguat Uвx dan voltan bukan sinusoidal terherot pada output Uout. Dalam kes ini, penguat memperkenalkan harmonik kedua. Pada graf voltan Uout, sempang menunjukkan harmonik pertama yang berguna (ayunan asas), yang mempunyai frekuensi yang sama dengan voltan input, dan harmonik kedua yang berbahaya dengan kekerapan dua kali ganda. Voltan keluaran ialah hasil tambah kedua-dua harmonik ini.
Herotan bentuk ayunan yang dikuatkan, i.e. Penambahan harmonik tambahan kepada ayunan asas dipanggil herotan tak linear. Mereka menunjukkan diri mereka dalam fakta bahawa bunyi menjadi serak dan berderak. Untuk menilai herotan tak linear, gunakan pekali herotan tak linear kH, yang menunjukkan berapa peratus semua harmonik tambahan yang dicipta oleh penguat itu sendiri berhubung dengan ayunan asas 1
Jika kn kurang daripada 5%, iaitu, jika harmonik yang ditambahkan oleh penguat menambah sehingga tidak lebih daripada 5% daripada harmonik pertama, maka telinga tidak menyedari herotan itu. Apabila pekali herotan tak linear adalah lebih daripada 10%, bunyi serak dan gemeretak sudah merosakkan kesan program artistik. Pada kH lebih daripada 20%, herotan tidak boleh diterima malah pertuturan menjadi tidak dapat difahami.
Herotan tak linear juga timbul apabila getaran bentuk kompleks dikuatkan semasa penghantaran pertuturan dan muzik. Dalam kes ini, bentuk ayunan yang dikuatkan juga diherotkan dan harmonik yang tidak perlu ditambah. Getaran kompleks itu sendiri terdiri daripada harmonik, yang mesti dihasilkan semula dengan betul oleh penguat. Mereka tidak boleh dikelirukan dengan harmonik tambahan yang dicipta oleh penguat itu sendiri. Harmonik voltan masukan berguna kerana ia menentukan timbre bunyi, manakala harmonik yang diperkenalkan oleh penguat adalah berbahaya. Mereka mencipta herotan tak linear.
Punca herotan tak linear dalam penguat ialah: ciri-ciri lampu dan transistor tidak linear, kehadiran arus grid kawalan dalam lampu dan ketepuan magnet teras transformer atau tercekik frekuensi rendah. Herotan tak linear yang ketara juga dibuat dalam pembesar suara, telefon, mikrofon dan pikap bunyi.
3. Jenis herotan lain. Ketersediaan dalam peranti penguatan reaktans membawa kepada kemunculan herotan fasa. Peralihan fasa antara ayunan yang berbeza pada output penguat tidak sama seperti pada input. Apabila mengeluarkan semula bunyi, herotan ini tidak memainkan peranan, kerana organ pendengaran manusia tidak merasakannya, tetapi dalam beberapa kes, contohnya dalam televisyen, ia mempunyai kesan. pengaruh buruk.
Setiap penguat mencipta herotan julat dinamik. Pemampatannya berlaku, iaitu hubungan dirinya sendiri turun naik yang kuat kepada yang paling lemah, keluaran penguat ternyata kurang daripada pada input. Ini mengganggu bunyi semula jadi. Untuk mengurangkan herotan tersebut, kadangkala ia diperkenalkan peranti khas untuk mengembangkan julat dinamik, dipanggil pengembang. Mampatan julat dinamik juga berlaku dalam peranti elektroakustik.

Parameter asas penguat

Mana-mana penguat yang direka untuk memproses isyarat perubatan dan biologi boleh diwakili sebagai quadripole aktif (Rajah 1.1). Sumber isyarat dengan EMF Evx dan rintangan dalaman Ri disambungkan kepada input penguat. Arus input Iin mengalir dalam litar input, yang nilainya bergantung kepada impedans masukan penguat Rin dan rintangan dalaman sumber isyarat. Disebabkan penurunan voltan rintangan dalaman sumber isyarat, voltan input, yang sebenarnya dikuatkan oleh penguat, berbeza daripada sumber EMF isyarat:

Rajah 1.1 - Litar penguat setara

Arus keluaran penguat ialah arus beban Rн. Magnitud arus ini bergantung kepada voltan keluaran, yang berbeza daripada voltan bergerak terbiar kUin kerana rintangan keluaran penguat

Untuk menilai sifat penguat, beberapa parameter diperkenalkan.
- Keuntungan voltan dan arus

Pekali ini menunjukkan berapa kali voltan keluaran dan nilai arus berubah berbanding dengan nilai input. Keuntungan kuasa boleh didapati sebagai

Mana-mana penguat mempunyai K P >>1, manakala keuntungan semasa dan voltan boleh kurang daripada perpaduan. Namun, jika pada masa yang sama K I<1 и K U <1, устройство не может считаться усилителем.
Perlu diingatkan bahawa kebanyakan litar penguat mengandungi unsur reaktif (kapasiti dan kearuhan), oleh itu, dalam kes umum, keuntungan penguat akan menjadi kompleks

Di mana sudut menentukan jumlah anjakan fasa isyarat semasa ia berlalu dari input ke output.
Tindak balas frekuensi amplitud (AFC) penguat menentukan pergantungan keuntungan pada frekuensi isyarat yang dikuatkan. Pandangan anggaran tindak balas frekuensi penguat ditunjukkan dalam Rajah 1.2. Pekali keuntungan K 0 diambil sebagai nilai maksimum pekali pada frekuensi "pertengahan" yang dipanggil. Dua titik ciri pada tindak balas frekuensi mentakrifkan konsep "jalur laluan" penguat. Kekerapan di mana keuntungan berkurangan dengan faktor (atau sebanyak 3 dB) dipanggil frekuensi cutoff. Dalam Rajah. 1.2 f 1 ialah kekerapan had bawah f N, dan f 2 ialah kekerapan had atas keuntungan (f B). Beza:

F = f B – f H

dipanggil lebar jalur penguat, yang menentukan julat frekuensi operasi penguat.
Secara umum, tindak balas frekuensi menunjukkan bagaimana amplitud isyarat keluaran berubah dengan amplitud malar isyarat masukan dalam julat frekuensi, sementara ia diandaikan bahawa bentuk isyarat tidak berubah. Untuk menilai perubahan keuntungan dengan perubahan frekuensi, konsep herotan frekuensi diperkenalkan

M N = M B = . Herotan kekerapan dikelaskan sebagai linear, i.e. rupa yang tidak membawa kepada herotan bentuk isyarat asal.
Berdasarkan jenis tindak balas frekuensi, penguat boleh dibahagikan kepada beberapa kelas.
Penguat DC: f H = 0 Hz, f B = (103 3 - 108 8) Hz;
Penguat frekuensi audio: f H = 20 Hz, f B = (15 - 20) 10 Hz;
Penguat frekuensi tinggi: f H = 20*103 Hz, f B = (200 - 300) · 103 3 Hz.
Penguat jalur sempit (selektif). Ciri tersendiri yang terakhir adalah bahawa mereka secara praktikal menguatkan satu harmonik daripada keseluruhan spektrum frekuensi isyarat dan nisbahnya bagi frekuensi had atas dan bawah ialah:

Rajah 1. 2- Tindak balas frekuensi penguat

Ciri amplitud penguat mencerminkan ciri-ciri perubahan dalam magnitud isyarat keluaran apabila isyarat input berubah. Seperti yang dapat dilihat dari Rajah. 1.3 voltan keluaran tidak sifar (UOUTmin) jika tiada voltan masukan. Ini disebabkan oleh bunyi dalaman penguat, yang mengehadkan nilai minimum voltan input yang boleh digunakan pada input penguat dan menentukan kepekaannya:

Peningkatan ketara dalam voltan input (titik 3) membawa kepada fakta bahawa ciri amplitud menjadi tidak linear dan peningkatan selanjutnya dalam hentian voltan keluaran (titik 5). Ini disebabkan oleh ketepuan peringkat penguat. Nilai voltan masukan yang boleh diterima dianggap sebagai satu di mana voltan keluaran tidak melebihi UOUTmaks, yang, seperti yang boleh dilihat dari Rajah 1.3, terletak pada sempadan bahagian linear ciri amplitud. Ciri amplitud menentukan julat dinamik penguat:

Kadangkala, untuk kemudahan, julat dinamik dikira dalam desibel, seperti berikut:

Rajah 1. 3 - Ciri amplitud penguat

Herotan harmonik total (THD) penguat menentukan sejauh mana bentuk gelombang sinusoidal diherotkan semasa penguatan. Herotan isyarat bermakna bahawa dalam spektrumnya, bersama-sama dengan harmonik utama (pertama), harmonik tertib yang lebih tinggi muncul. Berdasarkan ini, faktor herotan tak linear boleh didapati sebagai:

di mana U i ialah voltan harmonik dengan nombor i>1. Adalah mudah untuk melihat bahawa jika tiada harmonik yang lebih tinggi dalam isyarat keluaran, K Г = 0, i.e. isyarat sinusoidal dari input ke output dihantar tanpa herotan. Galangan input dan output mempunyai kesan yang agak ketara pada operasi penguat. Apabila menguatkan isyarat berubah atau berubah, rintangan boleh didapati sebagai:

Pada arus terus, parameter ini boleh ditentukan menggunakan formula yang dipermudahkan

Apabila menentukan rintangan input dan output, harus diingat bahawa dalam beberapa kes mereka boleh menjadi kompleks kerana unsur reaktif litar. Dalam kes ini, herotan frekuensi yang ketara bagi isyarat mungkin berlaku, terutamanya dalam julat frekuensi tinggi. Rangsangan selular: penggalak isyarat selular gsm.

Mari kita lihat ciri-ciri utama penguat.

Ciri amplitud ialah pergantungan amplitud voltan keluaran (semasa) pada amplitud voltan masukan (semasa) (Rajah 9.2). Titik 1 sepadan dengan voltan hingar yang diukur pada Uin=0, titik 2 sepadan dengan voltan masukan minimum di mana isyarat boleh dibezakan daripada bunyi latar belakang pada output penguat. Bahagian 2–3 ialah bahagian kerja di mana perkadaran antara voltan masukan dan keluaran penguat dikekalkan. Selepas titik 3, herotan tak linear bagi isyarat input diperhatikan. Tahap herotan tak linear dianggarkan oleh pekali tak linear

herotan (atau herotan harmonik):

,

di mana U1m, U2m, U3m, Unm ialah amplitud bagi voltan keluaran pertama (asas), harmonik ke-2, ke-3 dan ke-3.

Magnitud mencirikan julat dinamik penguat.

nasi. 9.2. Tindak balas amplitud penguat

Tindak balas frekuensi amplitud (AFC) bagi penguat ialah pergantungan modulus perolehan pada frekuensi (Rajah 9.3). Frekuensi fn dan fв dipanggil frekuensi had bawah dan atas, dan perbezaannya

(fн–fв) – lebar jalur penguat.

nasi. 9.3. Tindak balas frekuensi penguat

Apabila isyarat harmonik dengan amplitud yang cukup kecil dikuatkan, herotan bentuk isyarat yang dikuatkan tidak berlaku. Apabila isyarat input kompleks yang mengandungi beberapa harmonik dikuatkan, harmonik dikuatkan secara tidak sama oleh penguat kerana tindak balas litar berbeza mengikut frekuensi, mengakibatkan bentuk gelombang isyarat yang dikuatkan yang herot.

herotan tersebut dipanggil herotan frekuensi dan dicirikan oleh pekali herotan frekuensi:

Di mana Kf ialah magnitud keuntungan pada frekuensi tertentu.

Faktor herotan kekerapan

Dan ia dipanggil pekali herotan pada frekuensi had bawah dan atas, masing-masing.

Tindak balas frekuensi juga boleh diplot pada skala logaritma. Dalam kes ini, ia dipanggil LFC (Rajah 9.4), keuntungan penguat dinyatakan dalam desibel, dan frekuensi diplot sepanjang paksi absis selama satu dekad (selang frekuensi antara 10f dan f).

nasi. 9.4. Tindak balas frekuensi amplitud logaritma

penguat (LAFC)

Biasanya, frekuensi yang sepadan dengan f=10n dipilih sebagai titik rujukan. Lengkung LFC mempunyai cerun tertentu dalam setiap kawasan frekuensi. Ia diukur dalam desibel setiap dekad.

Tindak balas frekuensi fasa (PFC) penguat ialah pergantungan sudut fasa antara voltan input dan output pada frekuensi. Tindak balas fasa tipikal ditunjukkan dalam Rajah. 9.5. Ia juga boleh diplot pada skala logaritma.

Di rantau frekuensi pertengahan, herotan fasa tambahan adalah minimum. Tindak balas fasa memungkinkan untuk menilai herotan fasa yang timbul dalam penguat atas sebab yang sama seperti herotan frekuensi.

nasi. 9.5. Tindak balas frekuensi fasa (PFC) penguat

Contoh kejadian herotan fasa ditunjukkan dalam Rajah. 9.6, yang menunjukkan penguatan isyarat input yang terdiri daripada dua harmonik (garis putus-putus), yang mengalami anjakan fasa apabila dikuatkan.

nasi. 9.6. Herotan fasa dalam penguat

Tindak balas sementara bagi penguat ialah pergantungan isyarat keluaran (semasa, voltan) pada masa di bawah tindakan masukan mendadak (Rajah 9.7). Kekerapan, fasa dan ciri-ciri sementara penguat secara unik berkaitan antara satu sama lain.

nasi. 9.7. Tindak balas sementara penguat

Rantau frekuensi tinggi sepadan dengan tindak balas sementara dalam rantau masa kecil, dan rantau frekuensi rendah sepadan dengan tindak balas sementara dalam rantau masa besar.

Berdasarkan sifat isyarat yang diperkuatkan, ia dibezakan:

o Penguat isyarat berterusan. Proses penubuhan diabaikan di sini. Ciri utama ialah pemindahan frekuensi.

o Penguat isyarat nadi. Isyarat input berubah dengan cepat sehingga transien dalam penguat adalah penentu dalam menentukan bentuk gelombang keluaran. Ciri utama ialah ciri pemindahan nadi penguat.

Mengikut tujuan penguat mereka dibahagikan kepada:

o penguat voltan,

o penguat arus,

o penguat kuasa.

Kesemuanya menguatkan kuasa isyarat input. Walau bagaimanapun, penguat kuasa itu sendiri mesti dan mampu menghantar kuasa yang diberikan kepada beban pada kecekapan yang tinggi.

1. Karang serpihan program dalam kod mnemonik dan kod mesin untuk operasi berikut:

Ciri herotan tak linear ialah herotan sedemikian bentuk isyarat di mana komponen frekuensi baru muncul dalam spektrumnya.

Ketaklinieran penguat disebabkan oleh kehadiran unsur tak linear di dalamnya (transistor, lampu, transformer, diod). Unsur tak linear mengandungi parameter tak linear (rintangan input transistor, diod, kebolehtelapan magnet dinamik bahan teras pengubah).

Herotan tak linear dinilai berdasarkan ciri dinamik, iaitu hubungan antara nilai serta-merta arus atau voltan pada output dan input penguat. Ciri dinamik ditentukan untuk had variasi isyarat yang besar, yang membawa kepada kemasukan ke kawasan kebergantungan tak linear antara voltan dan arus.

Jenis ciri dinamik berikut dibezakan:

• 1. Output jenis ciri dinamik
• 2. Input jenis tindak balas dinamik
• 3. Jenis ciri dinamik lulus
• 4. Ciri dinamik hujung ke hujung jenis

Di sini i 2 dan u 2 ialah nilai serta-merta arus dan voltan pada output, i 1 dan u 1 ialah nilai serta-merta arus dan voltan pada input, e 1 ialah emf bagi sumber isyarat pada input penguat.

Sebagai contoh, mari kita pertimbangkan ciri pemprosesan tipikal, yang sering digunakan untuk mengira herotan tak linear (Rajah 1.14, a).

nasi. 1.14.

a) nyata, b) ideal

Ciri dinamik yang sepadan dengan ketiadaan herotan yang diperkenalkan oleh penguat ditunjukkan dalam Rajah. 1.14, a.

Apabila ciri dinamik menyimpang daripada yang linear, herotan tak linear berlaku. Herotan tak linear utama diperkenalkan oleh peringkat akhir dan pra-terminal, elemen penguat aktif yang beroperasi dalam mod isyarat besar.

Kaedah untuk penilaian kuantitatif herotan tak linear

Jumlah herotan tak linear boleh ditentukan:

• 1. secara langsung mengikut bentuk ciri dinamik;
• 2. mengikut spektrum herotan tak linear yang dihasilkan (harmonik, frekuensi gabungan).

Apabila menilai herotan tak linear menggunakan kaedah pertama yang digunakan dalam televisyen, magnitud herotan ditentukan oleh nisbah perubahan purata dalam cerun ciri dinamik yang berlaku apabila voltan isyarat turun naik dalam julat dari u 1 maks hingga u 1 min kepada nilai awal cerun pada u 1 0 sama dengan tg, yang sepadan dengan faktor herotan tak linear

Ini digambarkan oleh Rajah 1.15.

nasi. 1.15.

Apabila menilai herotan tak linear menggunakan kaedah kedua, adalah perlu untuk menganggap bahawa:

• a) isyarat input ialah ayunan harmonik yang stabil pada frekuensi tertentu;
• b) isyarat input ialah ayunan berkala keadaan mantap bentuk kompleks.

Kes (a) dan (b) berbeza dengan ketara dalam sifat herotan tak linear yang terhasil dan berhubung dengan metodologi untuk pengiraan dan pengukurannya.

Dalam kes (a), disebabkan oleh ketaklinearan penguat, sebagai tambahan kepada ayunan dengan frekuensi isyarat pada input, ayunan harmonik dengan frekuensi terbentuk, dsb. Dalam kes ini, magnitud herotan tak linear ditentukan oleh pekali harmonik K g, iaitu nisbah jumlah nilai berkesan voltan (atau arus) harmonik kepada voltan (atau arus) frekuensi asas.

Biasanya, herotan harmonik dinyatakan sebagai peratusan seperti berikut:

Jelas sekali, nilai Kg tidak berubah jika, bukannya nilai berkesan voltan atau arus, nilai amplitudnya digantikan ke dalam ungkapan ini. Dengan sifat aktif semata-mata bagi rintangan beban penguat, pekali harmonik yang ditemui daripada ungkapan (1.13) dan (1.14) mempunyai nilai yang sama, kerana voltan dan arus semua harmonik saling berkaitan dengan nilai rintangan malar. Dengan sifat rintangan beban yang kompleks, nilai K g, yang didapati daripada ungkapan yang ditunjukkan, adalah berbeza, dan (1.13) atau (1.14) harus digunakan, bergantung pada perkara yang penting dalam kes yang sedang dipertimbangkan - bukan linear herotan voltan atau arus.

Walau apa pun, herotan harmonik boleh dinyatakan dari segi nisbah jumlah kuasa harmonik kepada kuasa frekuensi asas, i.e.

Nilai pekali harmonik yang dibenarkan untuk penguat frekuensi audio, bergantung pada kualiti laluan main balik yang sepadan, berjulat dari 0.1% hingga (3...5)%. Keperluan yang sangat ketat berkenaan herotan tak linear dikenakan pada penguat peralatan pengukur (Kg mengikut susunan perseratus dan perseribu peratus). Dalam penguat televisyen, herotan tak linear yang membawa kepada perubahan dalam nisbah kecerahan boleh menjadi ketara (Kg = 10... 15%), tanpa menjejaskan kualiti imej dengan ketara. Perkara yang sama berlaku untuk penguat nadi, yang juga menggunakan had isyarat secara maksimum dalam beberapa kes.