Zesilovače - rozdělení, vlastnosti

Kmitočtové charakteristiky

Názornou představu o základních vlastnostech zesilovače poskytuje kmitočtová charakteristika komplexního zesílení . Kreslí se buď v Gaussově rovině nebo v pravoúhlé souřadnicové soustavě. V Gaussově rovině lze odečíst pro libovolný kmitočet reálnou složku napěťového zesílení , imaginární složku napěťového zesílení modul napěťového zesílení Au a fázový argument ϕu.

(Fázor)

Mezi komplexním napěťovým zesílením a jeho složkami platí vztahy:

,

V pravoúhlé soustavě se vynáší zpravidla kmitočet na vodorovnou osu v logaritmickém měřítku a zesílení na vertikální osu v dB.

Šířka pásma je obor kmitočtů, v kterém je absolutní hodnota odchylek zisku menší než 3 dB. Tento obor je na straně nižších kmitičtů vymezen tzv.dolním mezním kmitočtem fd a na straně vyšších kmitočtů tzv. horním mezním kmitočtem fh. V pravoúhlých souřadnicích se zobrazuje také kmitočtová závislost fázového argumentu ϕu = f(ϕu) a nazývá se fázová charakteristika daného zesilovače nebo zkráceně fázová charakteristika.

Podle průběhu kmitočtových charakteristik lze posoudit, do jaké míry zesilovač vyhovuje danému použití. Nemá-li zesilovač zkreslovat, musí být splněny následující podmínky:

a) výstupní signál smí obsahovat jen ty harmonické složky, které jsou ve vstupním signálu (tj. činitel harmonického zkreslení je v celém rozsahu přenášených kmitočtů a výstupních výkonů roven nule).

b) na výstupu musí být všechny harmonické složky, které jsou ve vstupním signálu (t.j. zesilovač vykazuje v celém rozsahu přenášených kmitočtů co nejmenší odchylky zisku).

Typický průběh fázové charakteristiky je na obr.

Přenášené pásmo kmitočtů je od 102 do 104 Hz. V tomto frekvenčním pásmu mívá zesilovač stálý zisk, roven celistvému násobku π. Naopak v kmitočtových oblastech, kde se mění zisk zesilovače nastává i změna fázového argumentu, způsobujícího fázové zkreslení. T.zn., že i z průběhu ziskové charakteristiky lze soudit na průběh fázového zkreslení.

Přechodová charakteristika

Jakost zesilovačů lze také posuzovat podle průběhu t.zv. přechodové charakteristiky, což je odezva zesilovače na jednotkový skok vstupního signálu u1(t). Zobrazuje se v pravuůhlých souřadnicích. Přechodové charakteristiky mohou mít buď monotónní průběh, nebo mohou vykazovat překmity, viz obr.

( Tn doba náběhu )

Čím více se průběh přechodové charakteristiky podobá vstupnímu skoku, tím je zesilovač jakostnější. Průběh přechodové charakteristiky je dán obvodovými prvky L,R,C daného zesilovače. Z průběhu kmitočtové charakteristiky lze metodami vyšší matematiky získat přechodovou charakteristiku a naopak. Tato možnost se využívá převážně při analýze a syntéze zesilovačů, určených pro impulsní signály.

Šumové vlastnosti