Doğrusal olmayan distorsiyon faktörü nasıl belirlenir? Doğrusal olmayan bozulmalar. Maksimum uzun vadeli güç
Giriş sinyali, giriş sinyalinin spektral bileşenlerinin ortalama kare toplamının köküne göre bazen standartlaştırılmamış bir eşanlamlı kullanılır - açık faktör(Almanca'dan ödünç alınmıştır). SOI boyutsuz bir miktardır ve genellikle yüzde olarak ifade edilir. SOI'ye ek olarak, doğrusal olmayan distorsiyon düzeyi de kullanılarak ifade edilebilir. harmonik bozulma faktörü.
Harmonik Bozulma Faktörü- bir cihazın (amplifikatör vb.) doğrusal olmayan bozulma derecesini ifade eden, birincisi hariç sinyalin daha yüksek harmoniklerinin toplamının ortalama karekök voltajının voltajına oranına eşit bir değer. Cihazın girişine sinüzoidal bir sinyal uygulandığında ilk harmonik.
SOI gibi harmonik katsayısı da yüzde olarak ifade edilir. Harmonik bozulma ( KİLOGRAM) CNI ile ilgilidir ( KN) oran:
Ölçümler
- Düşük frekans (LF) aralığında (100-200 kHz'e kadar), SOI'yi ölçmek için doğrusal olmayan bozulma ölçerler (harmonik bozulma ölçerler) kullanılır.
- Daha yüksek frekanslarda (MF, HF), spektrum analizörleri veya seçici voltmetreler kullanılarak dolaylı ölçümler kullanılır.
Tipik SOI değerleri
- %0 - dalga biçimi ideal bir sinüs dalgasıdır.
- %3 - sinyal şekli sinüzoidalden farklıdır, ancak bozulma gözle fark edilmez.
- % 5 - osilogramda sinyal şeklinin sinüzoidalden sapması gözle görülür.
- %10, UMZCH'nin gerçek gücünün (RMS) hesaplandığı standart bozulma seviyesidir.
- %21 - örneğin trapez veya kademeli bir sinyal.
- %43 - örneğin kare dalga sinyali.
Ayrıca bakınız
Edebiyat
- Radyoelektronik cihazlar el kitabı: 2 cilt halinde; Ed. D. P. Linde - M.: Enerji,
- Gorokhov P.K. Radyo elektroniğinin açıklayıcı sözlüğü. Temel kurallar- M: Rus. dil,
Bağlantılar
- SES İLETİM KANALININ ANA ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ
Wikimedia Vakfı. 2010.
Diğer sözlüklerde "" ne olduğuna bakın:
harmonik bozulma faktörü- SOI Harmoniklerin ve birleşimsel bileşenlerin sinyal kalitesi üzerindeki etkisini hesaba katmanızı sağlayan bir parametre. Sayısal olarak doğrusal olmayan bozulmaların gücünün bozulmamış sinyalin gücüne oranı olarak tanımlanır ve genellikle yüzde olarak ifade edilir. [L.M. Nevdyaev...
harmonik bozulma faktörü- 3,9 doğrusal olmayan bozulma katsayısı (toplam bozulma): Akustik kalibratörün çıkış sinyalinin giriş sinyalinde bulunmayan spektral bileşenlerinin ortalama karekök değerinin ortalama kareköküne yüzde olarak oranı değer... ...
harmonik bozulma faktörü- netiesinių iškreipių faktorius statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. doğrusal olmayan distorsiyon faktörü vok. Klirrfaktor, m rus. doğrusal olmayan distorsiyon faktörü, m pranc. distorsiyon harmoniği, m … Fizikos terminų žodynas
UPS giriş akımının THD'si UPS giriş akımı şeklinin sinüzoidalden sapmalarını karakterize eder. Bu parametrenin değeri ne kadar yüksek olursa, aynı güç kaynağı ağına ve ağın kendisine bağlı ekipman için durum o kadar kötü olur, bu durumda kötüleşir... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
UPS çıkış voltajının THD'si Çıkış voltajı şeklinin sinüzoidalden sapmalarını karakterize eder; genellikle doğrusal (motorlar, bazı aydınlatma cihazı türleri) ve doğrusal olmayan yükler için verilir. Bu değer ne kadar yüksek olursa, daha kötü kalite… … Teknik Çevirmen Kılavuzu
amplifikatör THD- - [L.G. Sumenko. Bilgi teknolojisi üzerine İngilizce-Rusça sözlük. M.: Devlet Teşebbüsü TsNIIS, 2003.] Konular Bilişim teknolojisi genel olarak EN amplifikatör distorsiyon faktörü... Teknik Çevirmen Kılavuzu
Hoparlör THD- 89. Hoparlörün doğrusal olmayan bozulma katsayısı Doğrusal olmayan bozulma katsayısı Ndp. Harmonik katsayı Yüzde olarak ifade edilen, yayılan spektral bileşenlerin etkin değerlerinin kareler toplamına oranının karekökü... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı
Laringofon doğrusal olmayan distorsiyon katsayısı- 94. Laringofonun doğrusal olmayan bozulma katsayısı Yüzde olarak ifade edilir, harmonik hava hareketi sırasında laringofonun geliştirdiği elektromotor kuvvetin harmoniklerinin etkin değerlerinin karelerinin toplamına oranının karekökünün değeri , ile... ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı
izin verilen doğrusal olmayan distorsiyon faktörü- - [L.G. Sumenko. Bilgi teknolojisi üzerine İngilizce-Rusça sözlük. M.: Devlet İşletmesi TsNIIS, 2003.] Genel olarak bilgi teknolojisi konuları EN harmonik toleransı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
- (harmonik bozulma ölçer) radyo cihazlarındaki sinyallerin doğrusal olmayan bozulma (harmonik bozulma) katsayısını ölçmek için bir cihaz. İçindekiler... Vikipedi
İÇİNDE Ses üretiminin tüm tarihi, yanılsamayı orijinaline yaklaştırma girişimlerinden oluşmuştur. Her ne kadar çok büyük bir mesafe kat edilmiş olsa da, canlı sese tam olarak yaklaşmaktan hâlâ çok çok uzaktayız. Çok sayıda parametredeki farklılıklar ölçülebilir, ancak bunların pek çoğu hala ekipman geliştiricilerinin görüş alanı dışında kalmaktadır. Herhangi bir geçmişe sahip bir tüketicinin her zaman dikkat ettiği temel özelliklerden biri doğrusal olmayan distorsiyon faktörü (THD) .
Ve bu katsayının hangi değeri oldukça objektif olarak cihazın kalitesini gösterir? Sabırsız olanlar, sonunda bu soruyu hemen cevaplama girişiminde bulunabilirler. Geri kalanı için devam edeceğiz.
Toplam harmonik bozulma katsayısı olarak da adlandırılan bu katsayı, bir cihazın (amplifikatör, kayıt cihazı vb.) çıkışındaki harmonik bileşenlerin etkin genliğinin, yüzde olarak ifade edilen etkin genliğe oranıdır. cihazın girişine bu frekansın sinüzoidal bir sinyali uygulandığında temel frekans sinyali. Böylece giriş sinyalinde bulunmayan spektral bileşenlerin (harmonikler) çıkış sinyalindeki görünümünde kendini gösteren transfer karakteristiğinin doğrusal olmama durumunun ölçülmesini mümkün kılar. Başka bir deyişle, müzik sinyalinin spektrumunda niteliksel bir değişiklik olur.
İşitilebilir ses sinyalinde mevcut olan objektif harmonik bozulmaların yanı sıra, gerçek seste bulunmayan ancak orta kulak kokleasında yüksek frekanslarda ortaya çıkan subjektif harmonikler nedeniyle hissedilen bozulmalar sorunu da bulunmaktadır. ses basıncı değerleri. İnsan işitme cihazı doğrusal olmayan bir sistemdir. İşitmenin doğrusal olmaması, kulak zarı f frekansında sinüzoidal bir sese maruz kaldığında ortaya çıkar. işitme cihazı Bu sesin harmonikleri 2f, 3f vb. frekanslarla üretilir. Bu harmonikler birincil etkileyen tonda bulunmadığından subjektif harmonikler olarak adlandırılır.
Doğal olarak bu, ses yolunda izin verilen maksimum harmonik seviyesi fikrini daha da karmaşık hale getiriyor. Birincil tonun yoğunluğu arttıkça, subjektif harmoniklerin büyüklüğü keskin bir şekilde artar ve hatta birincil tonun yoğunluğunu bile aşabilir. Bu durum, frekansı 100 Hz'in altında olan seslerin tek başına değil, 100 Hz'in üzerindeki frekans aralığına düşerek yarattıkları subjektif harmonikler nedeniyle hissedildiği, yani; işitmenin doğrusal olmaması nedeniyle. Farklı cihazlarda ortaya çıkan donanım bozulmalarının fiziksel nedenleri farklı niteliktedir ve her birinin tüm yoldaki genel bozulmalara katkısı aynı değildir.
Modern CD çalarların distorsiyonu, diğer ünitelerin distorsiyonuyla karşılaştırıldığında çok düşüktür ve neredeyse farkedilemez. Hoparlör sistemleri için, bas kafasının neden olduğu düşük frekans distorsiyonu en belirgin olanıdır ve standart, yalnızca 250 Hz'e kadar olan frekans aralığındaki ikinci ve üçüncü harmonikler için gereklilikleri belirtir. Ve çok iyi bir ses için hoparlör sistemi%1 dahilinde veya biraz daha fazla olabilirler. Analog kayıt cihazlarında, ilgili temel sorun fiziksel temeller manyetik bant üzerine kayıt, değerleri genellikle karıştırma talimatlarında verilen üçüncü harmoniktir. Ancak örneğin gürültü seviyesi ölçümlerinin her zaman yapıldığı maksimum değer 333 Hz frekansı için %3'tür. Kayıt cihazlarının elektronik kısmının bozulması çok daha düşüktür.
Hem akustik hem de analog kayıt cihazlarında, distorsiyonların esas olarak düşük frekanslı olması nedeniyle, bunların subjektif fark edilebilirliği, maskeleme etkisi nedeniyle (aynı anda ses çıkaran iki sinyalin daha yüksek olması gerçeğinden oluşur) büyük ölçüde azalır. -frekans daha iyi duyulur).
Dolayısıyla devrenizdeki bozulmanın ana kaynağı güç amplifikatörü olacaktır; burada ana kaynak, aktif elemanların transfer özelliklerinin doğrusal olmamasıdır: transistörler ve vakum tüpleri ve transformatör amplifikatörlerinde transformatörün doğrusal olmayan distorsiyonları mıknatıslanma eğrisinin doğrusal olmamasıyla ilişkili olarak da eklenir. Bozulmanın bir yandan transfer karakteristiğinin doğrusal olmama şekline bağlı olduğu, aynı zamanda da giriş sinyalinin doğasına bağlı olduğu açıktır.
Örneğin, büyük genliklerde düzgün kırpmaya sahip bir amplifikatörün transfer karakteristiği, kırpma seviyesinin altındaki sinüzoidal sinyaller için herhangi bir bozulmaya neden olmaz, ancak sinyal bu seviyenin üzerine çıktıkça distorsiyon ortaya çıkar ve artar. Bu tür bir sınırlama esas olarak tüplü amplifikatörlerin doğasında vardır ve bu, bir dereceye kadar bu tür amplifikatörlerin dinleyiciler tarafından tercih edilmesinin nedenlerinden biri olarak hizmet edebilir. Ve bu özellik, NAD tarafından 80'li yılların başından beri üretilen, "yumuşak sınırlamalı" bir dizi beğenilen amplifikatörde kullanıldı: tüp kırpma taklidi ile modu açma yeteneği, bu şirketin transistörlü amplifikatörlerinin büyük bir hayran ordusunu yarattı .
Buna karşılık, transistör modellerinde tipik olan amplifikatörün merkez kesme (adım-adım distorsiyon) özelliği, müzikal ve küçük sinüs sinyallerinde distorsiyona neden olur ve sinyal seviyesi arttıkça distorsiyon azalacaktır. Bu nedenle distorsiyon sadece transfer karakteristiğinin şekline değil aynı zamanda giriş sinyali seviyelerinin istatistiksel dağılımına da bağlıdır. müzik programları gürültü sinyaline yakın. Bu nedenle, sinüzoidal bir sinyal kullanarak SOI'yi ölçmeye ek olarak, üç sinüzoidal veya gürültü sinyalinin toplamını kullanarak amplifikatör cihazlarının doğrusal olmayan distorsiyonlarını ölçmek mümkündür; bu, yukarıdakilerin ışığında distorsiyonların daha objektif bir resmini verir.
Doğrusal olmayan distorsiyon faktörü(SOI veya KN) - doğrusal olmayan bozulmaların niceliksel değerlendirmesi için değer.
Tanım [ | ]
Doğrusal olmayan bozulma faktörü, giriş sinyalinin spektrumunda bulunmayan çıkış sinyalinin spektral bileşenlerinin ortalama karekök toplamının, girişin tüm spektral bileşenlerinin ortalama karekök toplamına oranına eşittir. sinyal
K H = U 2 2 + U 3 2 + U 4 2 + … + U n 2 + … U 1 2 + U 2 2 + U 3 2 + … + U n 2 + … (\displaystyle K_(\mathrm (H) )=(\frac (\sqrt (U_(2)^(2)+U_(3)^(2)+U_(4)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots ))(\sqrt (U_(1)^(2)+U_(2)^(2)+U_(3)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots ))) )SOI boyutsuz bir miktardır ve genellikle yüzde olarak ifade edilir. SOI'ye ek olarak, doğrusal olmayan distorsiyon düzeyi sıklıkla şu şekilde ifade edilir: harmonik bozulma faktörü(KGI veya KİLOGRAM) - bir cihazın (amplifikatör vb.) doğrusal olmayan bozulma derecesini ifade eden ve birincisi hariç, sinyalin daha yüksek harmoniklerinin toplamının rms voltajının birincinin voltajına oranına eşit bir değer Cihazın girişine sinüzoidal bir sinyal uygulandığında harmonik.
K Γ = U 2 2 + U 3 2 + U 4 2 + … + U n 2 + … U 1 (\displaystyle K_(\Gama )=(\frac (\sqrt (U_(2)^(2)+U_) (3)^(2)+U_(4)^(2)+\ldots +U_(n)^(2)+\ldots ))(U_(1))))KGI, tıpkı KNI gibi yüzde olarak ifade edilir ve bununla orantı ile ilişkilidir.
K Γ = K H 1 − K H 2 (\displaystyle K_(\Gama )=(\frac (K_(\mathrm (H) ))(\sqrt (1-K_(\mathrm (H) )^(2))) ))Küçük değerler için THI ve SOI'nin ilk yaklaşıma denk geldiği açıktır. İlginçtir ki Batı edebiyatında genellikle CGI kullanılırken, Rus edebiyatında geleneksel olarak CNI tercih edilmektedir.
KNI ve KGI'nın yalnızca bozulmanın niceliksel ölçümleri, ancak yüksek kalitede değil. Örneğin %3'e eşit bir THD değeri distorsiyonun doğası hakkında hiçbir şey söylemez; Harmoniklerin sinyal spektrumunda nasıl dağıldığı ve örneğin düşük frekanslı veya yüksek frekanslı bileşenlerin katkısının ne olduğu hakkında. Bu nedenle, tüp UMZCH'lerin spektrumlarında, genellikle kulak tarafından "sıcak tüp sesi" olarak algılanan daha düşük harmonikler hakimdir ve transistör UMZCH'lerde distorsiyonlar spektrum boyunca daha eşit bir şekilde dağılır ve daha düzdür, bu genellikle “tipik transistör sesi” olarak algılanıyor (her ne kadar bu tartışma büyük ölçüde kişinin kişisel duygularına ve alışkanlıklarına bağlı olsa da).
CGI hesaplama örnekleri[ | ]
Birçok standart sinyal için THD analitik olarak hesaplanabilir. Yani, simetrik bir dikdörtgen sinyal (kıvrımlı) için
K Γ = π 2 8 − 1 ≈ 0,483 = %48,3 (\displaystyle K_(\Gama )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(8))-1\ ,))\yaklaşık\,0,483\,=\,48,3\%)İdeal testere dişi sinyali KGI'sı var
K Γ = π 2 6 − 1 ≈ 0,803 = %80,3 (\displaystyle K_(\Gama )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(6))-1\ ,))\yaklaşık\,0,803\,=\,80,3\%)ve simetrik üçgen
K Γ = π 4 96 − 1 ≈ 0,121 = %12,1 (\displaystyle K_(\Gama )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(4))(96))-1\ ,))\yaklaşık \,0,121\,=\,12,1\%)Darbe süresinin periyoda oranı eşit olan asimetrik dikdörtgen bir darbe sinyali μ KGI'sı var
K Γ (μ) = μ (1 − μ) π 2 2 günah 2 π μ − 1 , 0< μ < 1 {\displaystyle K_{\Gamma }\,(\mu)={\sqrt {{\frac {\mu (1-\mu)\pi ^{2}\,}{2\sin ^{2}\pi \mu }}-1\;}}\,\qquad 0<\mu <1} ,minimuma (≈0,483) ulaşır μ =0,5, yani sinyal simetrik bir kıvrımlı hale geldiğinde. Bu arada, filtreleme yaparak bu sinyallerin THD'sinde önemli bir azalma elde edebilir ve böylece sinüzoidal şekle yakın sinyaller elde edebilirsiniz. Örneğin, başlangıç THD'si %48,3 olan simetrik bir dikdörtgen sinyal (kıvrımlı), ikinci dereceden Butterworth filtresinden geçtikten sonra (kesme frekansı temel harmoniğin frekansına eşit olan) %5,3'lük bir THD'ye sahiptir ve eğer dördüncü dereceden bir filtre - o zaman THD = %0,6 . Filtre girişindeki sinyal ne kadar karmaşıksa ve filtrenin kendisi (veya daha doğrusu aktarım işlevi) ne kadar karmaşıksa, TCG hesaplamalarının da o kadar hantal ve zaman alıcı olacağına dikkat edilmelidir. Bu nedenle, birinci dereceden Butterworth filtresinden geçen standart bir testere dişi sinyalinin THD'si artık %80,3 değil %37,0'dır ve bu tam olarak aşağıdaki ifadeyle verilmektedir.
K Γ = π 2 3 − π c t h π ≈ 0,370 = %37,0 (\displaystyle K_(\Gama )\,=\,(\sqrt ((\frac (\,\pi ^(2))(3))- \pi \,\mathrm (cth) \,\pi \,))\,\approx \,0,370\,=\,37,0\%)Ve aynı filtreden geçen ancak ikinci dereceden aynı sinyalin TCG'si zaten oldukça hantal bir formülle verilecektir.
K Γ = π c t g π 2 ⋅ c t h 2 π 2 - c t g 2 π 2 ⋅ c t h π 2 - c t g π 2 - c t h π 2 2 (c t g 2 π 2 + c t h 2 π 2) + π 2 3 − 1 ≈ 0,181 = %18,1 (\ displaystyle K_(\ Gama )\,=(\sqrt (\pi \,(\frac (\,\mathrm (ctg) \,(\dfrac (\pi )(\sqrt (2\,)) ) )\cdot \,\mathrm (cth) ^(2\{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {ctg} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\cdot \,\mathrm {cth} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {ctg} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}-\,\mathrm {cth} \,{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\;}{{\sqrt {2\,}}\left(\mathrm {ctg} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}+\,\mathrm {cth} ^{2\!}{\dfrac {\pi }{\sqrt {2\,}}}\!\right)}}\,+\,{\frac {\,\pi ^{2}}{3}}\,-\,1\;}}\;\approx \;0.181\,=\,18.1\%} !}Yukarıda bahsedilen Butterworth filtresinden geçen asimetrik dikdörtgen darbe sinyalini dikkate alırsak P-inci sipariş, o zaman
K Γ (μ , p) = csc π μ ⋅ μ (1 − μ) π 2 − sin 2 π μ − π 2 ∑ s = 1 2 p c t g π z s z s 2 ∏ l = 1 l ≠ s 2 p 1 z s − z l + π 2 R e ∑ s = 1 2 p e ben π z s (2 μ − 1) z s 2 günah π z s ∏ l = 1 l ≠ s 2 p 1 z s − z l (\displaystyle K_(\Gama )\,( \mu ,p)=\csc \pi \mu \,\cdot \!(\sqrt (\mu (1-\mu)\pi ^(2)-\,\sin ^(2)\!\pi \ mu \,-\,(\frac (\,\pi )(2))\sum _(s=1)^(2p)(\frac (\,\mathrm (ctg) \,\pi z_(s) )(z_(s)^(2)))\prod \limits _(\scriptstyle l=1 \atop \scriptstyle l\neq s)^(2p)\!(\frac (1)(\,z_(s) )-z_(l)\,))\,+\,(\frac (\,\pi )(2))\,\mathrm (Re) \sum _(s=1)^(2p)(\frac (e^(i\pi z_(s)(2\mu -1)))(z_(s)^(2)\sin \pi z_(s)))\prod \limits _(\scriptstyle l=1 \ üstünde \scriptstyle l\neq s)^(2p)\!(\frac (1)(\,z_(s)-z_(l)\,))\,)))nerede 0<μ <1 и
z l ≡ tecrübe ben π (2 l - 1) 2 p , l = 1 , 2 , … , 2 p (\displaystyle z_(l)\equiv \exp (\frac (i\pi (2l-1))( 2p))\,\qquad l=1,2,\ldots ,2p)Hesaplamaların ayrıntıları için bkz. Yaroslav Blagushin ve Eric Moreau.
Ölçümler [ | ]
- Düşük frekans (LF) aralığında, SOI'yi ölçmek için doğrusal olmayan bozulma ölçerler (harmonik bozulma ölçerler) kullanılır.
- Daha yüksek frekanslarda (MF, HF), spektrum analizörleri veya seçici voltmetreler kullanılarak dolaylı ölçümler kullanılır.
Elektronik amplifikatörün ana parametresi K kazancıdır. Güç kazancı (voltaj, akım), çıkış sinyalinin gücünün (voltaj, akım) giriş sinyalinin gücüne (voltaj, akım) oranıyla belirlenir ve Devrenin yükseltici özelliklerini karakterize eder. Çıkış ve giriş sinyalleri aynı niceliksel birimlerle ifade edilmelidir, dolayısıyla kazanç boyutsuz bir niceliktir.
Devrede reaktif elemanların yokluğunda ve belirli çalışma modlarında, etkileri hariç tutulduğunda kazanç, frekansa bağlı olmayan gerçek bir değerdir. Bu durumda, çıkış sinyali giriş sinyalinin şeklini tekrarlar ve ondan yalnızca genlik açısından K kadar farklılık gösterir. Materyalin ilerideki sunumunda özel çekinceler olmadığı sürece kazanç modülünden bahsedeceğiz.
AC sinyal amplifikatörünün çıkış parametrelerinin gereksinimlerine bağlı olarak kazanç faktörleri ayırt edilir:
a) çıkış voltajının alternatif bileşeninin genliğinin giriş voltajının alternatif bileşeninin genliğine oranı olarak tanımlanan voltajla, yani.
b) çıkış akımının alternatif bileşeninin genliğinin giriş akımının alternatif bileşeninin genliğine oranıyla belirlenen akıma göre:
c) güç tarafından
Çünkü güç kazancı şu şekilde belirlenebilir:
Devrede reaktif elemanlar (kapasitörler, indüktörler) varsa kazanç karmaşık bir değer olarak dikkate alınmalıdır.
burada m ve n, giriş sinyalinin frekansına bağlı olarak gerçek ve sanal bileşenlerdir:
K kazancının giriş sinyalinin genliğine bağlı olmadığını varsayalım. Bu durumda, amplifikatörün girişine sinüzoidal bir sinyal uygulandığında, çıkış sinyali de sinüzoidal bir şekle sahip olacaktır, ancak genlik olarak girişten K katı ve faz olarak bir açı kadar farklı olacaktır.
Fourier teoremine göre, karmaşık şekilli periyodik bir sinyal, farklı genliklere, frekanslara ve fazlara sahip sonlu veya sonsuz sayıda harmonik bileşenin toplamı olarak temsil edilebilir. K karmaşık bir miktar olduğundan, amplifikatörden geçerken giriş sinyalinin harmonik bileşenlerinin genlikleri ve fazları farklı şekilde değişir ve çıkış sinyali girişten şekil olarak farklı olacaktır.
Bir amplifikatörden geçerken, amplifikatör parametrelerinin frekansa bağımlılığından ve giriş sinyalinin genliğinden bağımsız olarak kaynaklanan bir sinyalin bozulmasına doğrusal bozulma denir. Buna karşılık, doğrusal bozulmalar frekans bozulmalarına bölünebilir (devredeki reaktif elemanların etkisinden dolayı frekans bandındaki K kazancının modülündeki değişikliği karakterize eder); faz (reaktif elemanların etkisi nedeniyle çıkış ve giriş sinyalleri arasındaki faz kaymasının frekansa bağımlılığını karakterize eder).
Bir sinyalin frekans bozulması, voltaj kazanç modülünün frekansa bağımlılığını ifade eden genlik-frekans karakteristiği kullanılarak değerlendirilebilir. Amplifikatörün genlik-frekans tepkisi genel formda Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.2. Kazancın belirli bir doğruluk derecesiyle sabit kabul edilebildiği amplifikatörün çalışma frekansı aralığı, en düşük ve en yüksek limit frekansları arasında yer alır ve geçiş bandı olarak adlandırılır. Kesme frekansları, kazancın orta frekanstaki maksimum değerinden belirli bir miktarda azaltılmasını belirler.
Belirli bir frekansta frekans bozulma katsayısını tanıtarak,
belirli bir frekanstaki voltaj kazancı nerede, amplifikatörün herhangi bir çalışma frekansı aralığında frekans bozulmasını belirlemek için genlik-frekans karakteristiğini kullanabilirsiniz.
Çalışma aralığının sınırlarında en büyük frekans bozulmalarına sahip olduğumuz için, bir amplifikatörü hesaplarken, kural olarak frekans bozulma katsayıları en düşük ve en yüksek sınır frekanslarına ayarlanır, yani.
sırasıyla en yüksek ve en düşük kesme frekanslarındaki voltaj kazançları nerededir?
Genellikle sınır frekanslarında alındığında gerilim kazancı, orta frekanstaki kazanç değerinin 0,707'si seviyesine kadar düşer. Bu koşullar altında konuşma ve müziği yeniden üretmek için tasarlanan ses yükselticilerinin bant genişliği 30-20.000 Hz aralığında yer alır. Telefonda kullanılan amplifikatörler için 300-3400 Hz'lik daha dar bir bant genişliği kabul edilebilir. Darbeli sinyalleri yükseltmek için, bant genişliği onlarca veya hertz birimlerinden onlarca hatta yüzlerce megahertz'e kadar olan frekans aralığında olan geniş bant amplifikatörleri olarak adlandırılanların kullanılması gerekir.
Bir amplifikatörün kalitesini değerlendirmek için parametre sıklıkla kullanılır
Bu nedenle geniş bantlı amplifikatörler için
Geniş bantlı amplifikatörlerin tersi, amacı dar bir frekans bandındaki sinyalleri yükseltmek olan seçici amplifikatörlerdir (Şekil 1.3).
İsteğe bağlı olarak düşük frekanslı sinyalleri yükseltmek için tasarlanmış amplifikatörlere DC amplifikatörler denir. Tanımdan, böyle bir amplifikatörün geçiş bandının en düşük kesme frekansının sıfır olduğu açıktır. DC amplifikatörün genlik-frekans tepkisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1.4.
Faz-frekans karakteristiği, frekans değiştiğinde çıkış ve giriş sinyalleri arasındaki faz kayma açısının nasıl değiştiğini gösterir ve faz bozulmasını belirler.
Faz frekansı karakteristiği doğrusal olduğunda (Şekil 1.5'teki kesikli çizgi) faz distorsiyonu yoktur, çünkü bu durumda giriş sinyalinin amplifikatörden geçerken her harmonik bileşeni zaman içinde aynı aralıkta kaydırılır. Giriş ve çıkış sinyalleri arasındaki faz kayma açısı frekansla orantılıdır
özelliğin apsis eksenine eğim açısını belirleyen orantı katsayısı nerede.
Gerçek bir amplifikatörün faz frekansı karakteristiği Şekil 2'de gösterilmektedir. Düz bir çizgiyle 1,5. Şek. Şekil 1.5'te amplifikatörün geçiş bandında faz distorsiyonunun minimum düzeyde olduğu, ancak sınır frekansları bölgesinde keskin bir şekilde arttığı görülebilir.
Kazanç, giriş sinyalinin genliğine bağlıysa, amplifikatörde doğrusal olmayan akım-gerilim özelliklerine sahip elemanların varlığı nedeniyle güçlendirilmiş sinyalde doğrusal olmayan bozulmalar meydana gelir.
Değişim yasasını belirleyerek belirli özelliklere sahip doğrusal olmayan yükselteçler tasarlamak mümkündür. Kazancın bağımlılıkla belirlenmesine izin verin; burada orantı katsayısı bulunur.
Daha sonra amplifikatörün girişine sinüzoidal bir giriş sinyali uygulandığında amplifikatörün çıkış sinyali
giriş sinyalinin genliği ve frekansı nerede.
İfade (1.6)'daki ilk harmonik bileşen yararlı sinyali temsil eder, geri kalanı doğrusal olmayan bozulmaların sonucudur.
Doğrusal olmayan bozulma, harmonik bozulma adı verilen kullanılarak değerlendirilebilir
harmonik bileşenlerin sırasıyla güç, voltaj ve akımının genlik değerleri nerede?
İndeks harmonik sayısını belirler. Daha yüksek harmoniklerin güçlerinin genlik değerleri nispeten küçük olduğundan genellikle yalnızca ikinci ve üçüncü harmonikler dikkate alınır.
Doğrusal ve doğrusal olmayan bozulmalar, amplifikatörün giriş sinyali şeklini yeniden üretmesinin doğruluğunu karakterize eder.
Herhangi bir değerde yalnızca doğrusal elemanlardan oluşan dört terminalli ağların genlik karakteristiği teorik olarak eğimli bir düz çizgidir. Pratikte maksimum değer, dört kutuplu ağ elemanlarının elektriksel gücü ile sınırlıdır. Elektronik cihazlarda yapılan bir amplifikatörün genlik karakteristiği (Şekil 1.6) prensipte doğrusal değildir, ancak eğrinin yüksek derecede doğrulukla yaklaşık olarak doğrusal olduğu OA bölümleri içerebilir. Giriş sinyalinin çalışma aralığı amplifikatörün genlik karakteristiğinin doğrusal kısmının (LA) ötesine geçmemelidir, aksi takdirde doğrusal olmayan bozulma izin verilen seviyeyi aşacaktır.
