რა იწვევს არაწრფივ დამახინჯებას გამაძლიერებელში? ხაზოვანი დამახინჯება გამაძლიერებლებში. ფონი გარე წყაროებიდან
რეალური აუდიო სიხშირის სიგნალი რთულია და შეიცავს ჰარმონიულ კომპონენტებს, ე.ი. სხვადასხვა სიხშირის, ამპლიტუდის, ფაზის სინუსოიდური რხევები. თუ გამაძლიერებლის გამომავალი ტალღის ფორმა განსხვავდება მის შეყვანის ტალღისგან, ეს გავლენას მოახდენს ხმის ხარისხზე.
დამახინჯების მიზეზები განსხვავებულია და მათი გავლენა ხმის ხარისხზეც განსხვავებულია. არსებობს დამახინჯებები:
სიხშირე;
ფაზა;
არაწრფივი.
სიხშირე -ეს არის სიგნალის მრუდის ფორმის ცვლილება სხვადასხვა სიხშირის რხევების არათანაბარი გაძლიერების შედეგად.
ამ დამახინჯების გამოჩენის მიზეზი არის რეაქტიული ელემენტები - კოჭების ინდუქციურობა და კონდენსატორების ტევადობა, რომელთა წინააღმდეგობა დამოკიდებულია სიხშირეზე (გაიხსენეთ ფორმულები X c და X L).
სიხშირის დამახინჯების შედეგად ირღვევა კავშირი სხვადასხვა სიხშირის კომპონენტის სიგნალების ამპლიტუდებს შორის. ეს ყურით აღიქმება, როგორც ტემბრის ცვლილება: თუ ზედა სიხშირეების არასაკმარისი გაძლიერებაა, ხმა დუნდება, ხოლო ქვედა სიხშირეები მეტალისდება.
რიცხობრივად, სიხშირის დამახინჯება განისაზღვრება სიხშირის პასუხით, ე.ი. მომატების დამოკიდებულება სიგნალის სიხშირეზე, ე.ი. K dB = f(f).
ბრინჯი. 5
ამ მახასიათებლის მიხედვით, სიხშირე უნდა იყოს გამოსახული ლოგარითმული მასშტაბით, ხოლო მომატება უნდა იყოს გამოსახული როგორც ლოგარითმული მასშტაბით, ასევე ფარდობითი მნიშვნელობებით ან dB-ში.
სიხშირის დიაპაზონი იყოფა ცალკეულ სფეროებად:
ა) საშუალო სიხშირის რეგიონი - 300-3000 ჰც, ამ რეგიონში რეაქტიული ელემენტების გავლენას მცირე ეფექტი აქვს;
ბ) მაღალი სიხშირის რეგიონი - 3000 ჰც-ზე მეტი;
გ) დაბალი სიხშირის რეგიონი - 300 ჰც-ზე ქვემოთ.
400 ჰც (ზოგჯერ 1000 ჰც) სიხშირეს საშუალო (f o) უწოდებენ.
f n - ქვედა ლიმიტის სიხშირე, f in - ზედა ლიმიტის სიხშირე.
სიხშირის დამახინჯების არარსებობის შემთხვევაში, მახასიათებელი ჰგავს ჰორიზონტალურ სწორ ხაზს. თუ სასაზღვრო სიხშირეებზე მომატება მცირდება ან იზრდება, მაშინ მახასიათებელს ექნება მწვერვალებში გარკვეული შემცირება ან მატება (ნახ. 5ბ). სიხშირის დამახინჯება ფასდება სიხშირის დამახინჯების კოეფიციენტით (M), რომელიც განისაზღვრება: M = K 0 / K,
სადაც K o არის მომატება საშუალო სიხშირეზე,
K არის მომატება მოცემულ სიხშირეზე.
ის ჩვეულებრივ განისაზღვრება სასაზღვრო სიხშირეებზე, სადაც მას აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა
M n = K 0 /K n M in = K 0 /K in
ან ის გამოიხატება dB-ში ფორმულების გამოყენებით:
M ndB = 20 lg M n = K o dB - K ndB
M in dB = 20 lg M in = K o dB - K vdB
ამ ფორმულებს აქვთ ერთი უხერხულობა: მახასიათებლის მატება შეესაბამება მინუს ნიშანს, ხოლო შემცირება - პლუსს, რაც არღვევს ჩვეულებრივ აზრს, რომ დადებითი მნიშვნელობები დეპონირებულია ნულოვანი დონის ზემოთ, ხოლო უარყოფითი მნიშვნელობები - ქვემოთ.
ამიტომ სიხშირის პასუხის აგებისას გამოიყენება სტანდარტული ფორმა, რომელზედაც გამოსახულია ფარდობითი მომატება (Y) dB-ში ორდინატთა ღერძის გასწვრივ და ეს არის სიხშირის დამახინჯების კოეფიციენტის ორმხრივი, ე.ი.
Y = K/K 0 = 1/M ან Y dB = - M dB
მრავალსაფეხურიანი გამაძლიერებლისთვის, სიხშირის დამახინჯების ფაქტორი (M) და ფარდობითი მომატება (Y) განისაზღვრება, როგორც კოეფიციენტების ნამრავლი ფარდობით მნიშვნელობებში ან მათი ჯამი dB-ში.
მაშასადამე, თუ ერთ სიხშირეზე არის კლება ერთ ეტაპზე და იგივე მატება მეორეში, მაშინ საერთო სიხშირის პასუხი იქნება დამახინჯების გარეშე, რაც გამოიყენება სიხშირის პასუხის გასასწორებლად.
სიხშირის დამახინჯება, რომელიც ძლივს შესამჩნევია ყურისთვის არის -+ 2 dB და ეს მნიშვნელობა მისაღებია UAS-ისთვის.
ფაზაარის სიგნალის ტალღის ფორმის დამახინჯება, რომელიც გამოწვეულია გამომავალ და შემავალ სიგნალს შორის ფაზური ცვლა სიხშირის პროპორციული არ არის. მიზეზი არის რეაქტიული ელემენტების არსებობა. სიხშირის მსგავსად, ფაზის დამახინჯება გავლენას ახდენს რთული სიგნალის გაძლიერებისას, რომელშიც ირღვევა ურთიერთობა ცალკეული კომპონენტების ფაზებს შორის. ეს დამახინჯებები შეიძლება შეფასდეს ფაზის მახასიათებლით, ანუ ფაზის კუთხის დამოკიდებულებით სიხშირეზე: φ = f(f).
ნახ.6 რთული სიგნალისა და ფაზის მახასიათებლის დაშლა
ფაზის დამახინჯება არ აღიქმება ყურით, მაგრამ თუ გამაძლიერებელს აქვს უკუკავშირის წრე, მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ წარმოქმნა მაღალ სიხშირეებზე.
არაწრფივი -ეს არის სიგნალის მრუდის ფორმის ცვლილება, რომელიც გამოწვეულია ტრანზისტორი მახასიათებლების არაწრფივობით.
ნახ.7 ტრანზისტორის შეყვანის მახასიათებლები
გრაფიკი აჩვენებს, რომ ბაზაზე სიგნალის არარსებობის შემთხვევაში მოქმედებს მდუმარე საბაზისო ძაბვა U bs და მიედინება წყნარი ბაზის დენი - ისინი შეესაბამება წყნარ წერტილს P. დამახინჯება წარმოიქმნება P-A მახასიათებლის მრუდი მონაკვეთის გამოყენების გამო.
არაწრფივი დამახინჯების გამოჩენის მიზეზები შეიძლება იყოს როგორც გამომავალი მახასიათებლების არაწრფივობა, ასევე მათი ცვლის არათანაბარი ბაზის დენის თანაბარი ცვლილებებით.
ნებისმიერი არასინუსოიდული მრუდი იშლება კომპონენტებად: მთავარი - სიგნალის სიხშირით და უმაღლესი რიგის ჰარმონიკით - სიხშირეებით, რომლებიც ძირითადი სიგნალის სიხშირის ჯერადია. შემდეგ კი, 400 ჰც სიხშირით სიგნალის გამოყენებისას, შეგიძლიათ მიიღოთ სიგნალები გამოსავალზე 400, 800, 1200, 1600 და ა.შ. ჰც
გარდა ამისა, შეიძლება იყოს კომბინირებული ტონები -ეს არის რხევები სიხშირეებით, რომლებიც წარმოადგენს რთული სიგნალის ნებისმიერი წყვილი კომპონენტის ჯამს ან განსხვავებას. ისინი ბგერას უხეში, ღრიალსა და მეტყველებას გაუგებარს ხდიან.
არაწრფივი დამახინჯებების გასათვალისწინებლად შემოღებულია ჰარმონიული კოეფიციენტის K g ცნება
K g = √ P 2 + P 3 +…../ P 1 100% ან K g = √ I 2 + I 3 +…../ I 1 100% ან
K g = √ U 2 + U 3 +…../ U 1 100%
ჰარმონიული დამახინჯება გამოხატავს უმაღლესი ჰარმონიების ეფექტური მნიშვნელობების პროპორციას ძირითადი სიგნალის პროცენტულად.
თუ რომელიმე ჰარმონია ჭარბობს, მაშინ ფორმულა შეიძლება გამარტივდეს:
K g = I 2 / I 1 100% - მეორე ჰარმონიის მიხედვით;
K g = I 3 / I 1 100% მესამე ჰარმონიაში.
უნდა იცოდეთ, რომ სიმეტრიულ სიგნალში მესამე ჰარმონია ჭარბობს, ხოლო ასიმეტრიულ სიგნალში მეორე ჰარმონია. რიცხობრივად, ჰარმონიული კოეფიციენტი არ უნდა აღემატებოდეს 1%-ს საშუალო სიხშირეებზე.
ლექცია 9.
გამაძლიერებლის ძირითადი პარამეტრები და მახასიათებლები:
1. Rin =U 1 /I 1. – შეყვანის წინააღმდეგობა.
დაბალ სიხშირეებზე - აქტიური. სიხშირეზეა დამოკიდებული.
მაღალ სიხშირეებზე ეს რთულია.
2. R out =U 2 xx/I 2 მოკლე. (xx-უმოქმედო, მოკლე ჩართვა).
3. K – მომატება, რამდენჯერ მეტია გამომავალი სიგნალი შეყვანის სიგნალზე.
ა) K u =U 2 m /U 1 m – ძაბვით.
ბ) K I =I 2 მ /I 1 მ – დენით.
გ) K p =P 2 /P 1 – სიმძლავრის მიხედვით.
მოგება არის განზომილებიანი სიდიდე და ზოგჯერ გამოიხატება ფარდობითი ლოგარითმული ერთეულებით, რომელსაც დეციბელს უწოდებენ.
როდესაც გამაძლიერებელი ექვემდებარება ჰარმონიულ სიგნალს, მისი მომატება აღმოჩნდება სიხშირეზე დამოკიდებული და ანალიტიკურად გამოიხატება გადაცემის კოეფიციენტის რთული ფუნქციით, რომელსაც სიხშირის პასუხი ეწოდება.
კომპლექსური გადაცემის კოეფიციენტი.
4. გადაცემის კოეფიციენტის დამოკიდებულება სიხშირეზე – სიხშირის პასუხი.
სიხშირის პასუხი: K (j w) = (0 ფაზის პასუხი: j (j w) =j 2 -j 1 (0 იდეალურ გამაძლიერებელს უნდა ჰქონდეს K 0 მომატება სიხშირის მთელ დიაპაზონში, მაგრამ რეალურ გამაძლიერებელში მომატება იცვლება. ფაზის პასუხი მიუთითებს, რომ დაბალ სიხშირეებზე ფაზის ცვლა დადებითია, ხოლო მაღალ სიხშირეებზე არის შეფერხება (ანუ უარყოფითი). გამაძლიერებლის დამახასიათებელი ამპლიტუდა. U out =f(U in.m); ამპლიტუდის მახასიათებელი. 1. შეყვანის სიგნალის მცირე ამპლიტუდების რეგიონში განსხვავებები არის ის, რომ შეყვანის სიგნალის არარსებობის შემთხვევაში, გამომავალზე არის გარკვეული სიგნალი. ის წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ჩარევის და შინაგანი ხმაურის არსებობის გამო გამაძლიერებლის შეყვანაში 2. დიდი ამპლიტუდების რეგიონში განსხვავებები დაკავშირებულია აქტიური ელემენტების მიმდინარე-ძაბვის მახასიათებლების არაწრფივობასთან. ამპლიტუდის მახასიათებლიდან განსაზღვრული ძირითადი პარამეტრები გამომდინარეობს დენის ძაბვის მახასიათებლიდან: ა. - გამაძლიერებლის დინამიური დიაპაზონი. რაც უფრო მაღალია D, მით უკეთესია მისი ხარისხი. B. მგრძნობელობა. არსებობს ორი მგრძნობელობა: 1.) რეიტინგული – შემავალი სიგნალის მნიშვნელობა, რომლითაც ნომინალური სიმძლავრე მოწოდებულია გამომავალზე. 2) ბარიერი - მინიმალური შეყვანის სიგნალი, რომლის დროსაც გამომავალი სიგნალი ცალსახად განისაზღვრება გამაძლიერებლის ხმაურის დონის ზემოთ. ბარიერის მგრძნობელობა განისაზღვრება, როდესაც: სიგნალის დამახინჯება გამაძლიერებლებში. იდეალური ხაზოვანი გამაძლიერებლისთვის, შემავალი და გამომავალი ტალღების ფორმები უნდა ემთხვეოდეს. ეს არ ხდება რეალურ გამაძლიერებლებში. გამომავალი სიგნალის ფორმის ნებისმიერი გადახრა მისი შეყვანის ფორმისგან არის დამახინჯება, რომელიც შექმნილია გამაძლიერებლის მიერ. არსებობს დამახინჯებები: 1.ხაზოვანი; არაწრფივი დამახინჯება არის გამომავალი სიგნალის ფორმის ცვლილებები, რომლებიც წარმოიქმნება აქტიური ლითონების მიმდინარე-ძაბვის მახასიათებლების არაწრფივობის გამო. არაწრფივი დამახინჯებები რაოდენობრივად განისაზღვრება არაწრფივი დამახინჯების ფაქტორით (THD). ხაზოვანი დამახინჯების ორი ტიპი არსებობს: ა. სიხშირე; ბ. ფაზა; სიხშირის დამახინჯება დაკავშირებულია გამაძლიერებლის წრეში რეაქტიული ელემენტების და სხვადასხვა ჰარმონიული კომპონენტების არსებობასთან, რომლებიც წარმოიქმნება არათანაბარი გაძლიერების გამო. ფაზის დამახინჯება ხდება სხვადასხვა ჰარმონიული კომპონენტის არათანაბარი ფაზის ცვლის გამო. ამის მიზეზი არის რეაქტიული ელემენტების არსებობა გამაძლიერებლის წრეში. გამაძლიერებლის ეფექტურობა. ეფექტურობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს დენის გამაძლიერებლებში. გამაძლიერებლების კლასიფიკაცია. გამაძლიერებლები შეიძლება დაიყოს სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით: 1. გაძლიერებული სიხშირეების გამტარუნარიანობისა და აბსოლუტური მნიშვნელობის მიხედვით გამაძლიერებლები იყოფა პირდაპირი დენის გამაძლიერებლებად და ალტერნატიული დენის გამაძლიერებლებად. AC გამაძლიერებლები თავის მხრივ იყოფა დაბალი სიხშირის გამაძლიერებლებად, ფართოზოლოვანი გამაძლიერებლებად და შერჩევითი გამაძლიერებლებად. ა. DC გამაძლიერებლებს შეუძლიათ გააძლიერონ სიგნალის როგორც ალტერნატიული, ასევე პირდაპირი დენის კომპონენტები. მათ აქვთ f n =0; ბ. AC გამაძლიერებლები - შეუძლიათ სიგნალის მხოლოდ ალტერნატიული კომპონენტების გაძლიერება. F n >0. ვ. დაბალი სიხშირის გამაძლიერებლები - აუდიო სიხშირის გამაძლიერებლები - f n »50 Hz, f v »20 kHz; დ. შერჩევითი გამაძლიერებლები შექმნილია ელექტრული სიგნალების გამაძლიერებლად შედარებით ვიწრო სიხშირის დიაპაზონში. Მათთვის 2. შეყვანის სიგნალის ბუნებით: ა. უწყვეტი სიგნალის გამაძლიერებლები; ბ. პულსის სიგნალის გამაძლიერებლები. 3. გამოყენებული აქტიური ელემენტების ტიპის მიხედვით: ა. ნათურა; ბ. ბიპოლარულ ტრანზისტორებზე; ვ. საველე ეფექტის ტრანზისტორებზე; გ. გვირაბის დიოდებზე; დ. პარამეტრული ელემენტები. მათში აქტიური ელემენტია ინდუქციურობა და ტევადობა, მათ შეუძლიათ გააძლიერონ ელექტრული სიგნალი. 4. გამაძლიერებლის საფეხურების რაოდენობის მიხედვით: გამაძლიერებელი ეტაპი გაგებულია, როგორც ელემენტების ნაკრები, რომელსაც შეუძლია გააძლიეროს ელექტრული სიგნალები. ა. ერთჯერადი ეტაპი; ბ. მრავალსაფეხურიანი. 5. კასკადებს შორის კავშირის ტიპის მიხედვით: ა. გამაძლიერებლები ეტაპებს შორის პირდაპირი გალვანური შეერთებით: B. კომუნიკაცია გამაძლიერებლებს შორის RC ელემენტის საშუალებით: ბ. ტრანსფორმატორთან დაწყვილებული გამაძლიერებლები: ტრანსფორმატორის შეერთება უზრუნველყოფს გალვანურ იზოლაციას ეტაპებს შორის. D. გამაძლიერებლები ოპტოელექტრონული შეერთებით: მრავალსაფეხურიანი გამაძლიერებლები. იდეალურმა ხაზოვანმა გამაძლიერებელმა უნდა უზრუნველყოს შეყვანის სიგნალის გაძლიერება შეყვანის ტალღის ფორმის გაძლიერების გარეშე. რეალურ გამაძლიერებლებში ყოველთვის არის განსხვავებები გამომავალ და შეყვანის სიგნალის ფორმებს შორის. გამომავალი ტალღის ნებისმიერ გადახრას შეყვანის ტალღის ფორმისგან ეწოდება დამახინჯება. მათი კლასიფიკაცია ნაჩვენებია ნახ. 8. . არაწრფივი დამახინჯება დაკავშირებულია აქტიური ელემენტების არაწრფივი მიმდინარე-ძაბვის მახასიათებლებთან. არაწრფივი დამახინჯებები რაოდენობრივად განისაზღვრება არაწრფივი დამახინჯების ფაქტორით (THD). ხაზოვანი დამახინჯება ხდება სიხშირეზე მომატების სიხშირის პასუხის დამოკიდებულების გამო. სიხშირის დამახინჯება ხდება მომატების ცვალებადობის გამო. იდეალურ დამახინჯებელ გამაძლიერებელს უნდა ჰქონდეს მუდმივი მომატება. ამ გამაძლიერებელში არ არის დამახინჯება. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ შეყვანაზე გავლენას ახდენს სიგნალი, რომელიც შედგება ორი კომპონენტისგან ω 0 და 2ω 0. ცვლადი მომატების გამო, შეყვანის სიგნალს აქვს 2ω 0 სიხშირე. გაძლიერდება უფრო მცირე რაოდენობით, ვიდრე კომპონენტი ω 0. და, შესაბამისად, ამ სიგნალების ჯამი ფორმის მიხედვით განსხვავდება შეყვანის სიგნალების ჯამის ფორმისგან. სიხშირის დამახინჯება რაოდენობრივად ფასდება სიხშირის კოეფიციენტით გამაძლიერებელიარის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია შეყვანის სიგნალის სიმძლავრის გასაზრდელად. გაძლიერების პროცესი ეფუძნება აქტიური ელემენტის (ბიპოლარული ველის ეფექტის ტრანზისტორი) მუდმივი ძაბვის წყაროს ენერგიის გადაქცევას დატვირთვაზე ალტერნატიული ძაბვის ენერგიად, როდესაც აქტიური ელემენტის წინააღმდეგობა იცვლება ზემოქმედების ქვეშ. შეყვანის სიგნალი. სიგნალის გამაძლიერებლები არის ძირითადი მოწყობილობები რთული ანალოგური ელექტრონული მოწყობილობების შესაქმნელად. იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ტრანზისტორის ელექტროდია საერთო შეყვანისა და გამომავალი სქემებისთვის, არსებობს სამი კავშირის სქემა. ბიპოლარული(BT) და ველი
ტრანზისტორები (FET), შესაბამისად: საერთო ბაზით ან საერთო ჩამკეტი(OB ან OZ); საერთო ემიტერით ან საერთო წყარო(OE ან OI); საერთო კოლექციონერი ან მთლიანი ნაკადი(OK ან OS). ძაბვის მომატება K u = U out / U in; მიმდინარე მოგება K i = I out / I in; ძალაუფლების მომატება K p = P out / P in. მრავალსაფეხურიანი გამაძლიერებლებისთვის, მომატებაგანისაზღვრება ცალკეული ეტაპების მოგების ნამრავლით, გამოხატული აბსოლუტური ერთეულებით: (ჯერ) ან მომატების ფაქტორების ჯამი გამოხატული დეციბელებით: შეყვანის წინაღობაგამაძლიერებელი არის წინააღმდეგობა გამაძლიერებლის შეყვანის ტერმინალებს შორის და განისაზღვრება შეყვანის ძაბვის შეფარდებით შეყვანის დენთან Zin = Uin / Iin. შეყვანის წინაღობის ბუნება დამოკიდებულია გაძლიერებული სიხშირეების დიაპაზონზე. გამომავალი წინაღობაგანსაზღვრულია გამომავალ ტერმინალებს შორის დატვირთვის წინააღმდეგობის გამორთვით Z out = U out / I out. ამორტიზაციის კოეფიციენტი– დატვირთვის წინააღმდეგობის თანაფარდობა გამაძლიერებლის გამომავალი წინააღმდეგობის მიმართ K d = R n / R out. ამ პარამეტრის მნიშვნელობა მერყეობს 10-დან 100-მდე. ეფექტურობა- გამაძლიერებლის მიერ მიწოდებული გამომავალი სიმძლავრის თანაფარდობა დატვირთვასთან ენერგიის წყაროდან მოხმარებულ მთლიან ენერგიასთან დინამიური დიაპაზონი- შეყვანის ძაბვის უმაღლესი დასაშვები მნიშვნელობის თანაფარდობა მის ყველაზე დაბალ დასაშვებ მნიშვნელობასთან D = Uin max /Uin min. გაძლიერებული სიხშირის დიაპაზონი(გამშვები ზოლი) – განსხვავება ზედა და ქვედა ზღვრულ სიხშირეებს შორის Δf = f in – f n, რომელშიც მომატება იცვლება გარკვეული კანონის მიხედვით მოცემული სიზუსტით. ხაზოვანი დამახინჯებაგანისაზღვრება ტრანზისტორის პარამეტრების დამოკიდებულებით სიხშირეზე და გამაძლიერებელი მოწყობილობების რეაქტიულ ელემენტებზე. ხაზოვანი დამახინჯებები მოდის სამი სახის: სიხშირე, ფაზა და გარდამავალი. 57. გამაძლიერებლების წრფივი და არაწრფივი დამახინჯება. საჭირო სიგნალის გამაძლიერებელი კოეფიციენტის მიღების გარდა, აუცილებელია, რომ გამაძლიერებელმა არ შეცვალოს ფორმა. გამომავალი სიგნალის ფორმის გადახრას შეყვანის სიგნალის ფორმისგან ჩვეულებრივ უწოდებენ დამახინჯებას. არსებობს ორი სახის დამახინჯება : არაწრფივი და წრფივი. წყარო არაწრფივი დამახინჯება
არის გამაძლიერებელი ელემენტების დენის ძაბვის მახასიათებლების არაწრფივიობა. როდესაც სინუსოიდური ძაბვა გამოიყენება გამაძლიერებლის შეყვანაზე, ტრანზისტორის შეყვანისა და გამომავალი მახასიათებლების არაწრფივობის გამო, შემავალი და გამომავალი დენების ფორმა შეიძლება განსხვავდებოდეს სინუსოიდურისგან უფრო მაღალი ჰარმონიული კომპონენტების გამოჩენის გამო. ეს ეხება როგორც სინუსოიდულ შეყვანის ძაბვას, ასევე სხვა შეყვანის სიგნალის ფორმას. არაწრფივი დამახინჯების დონე ხასიათდება არაწრფივი დამახინჯების ფაქტორი(მკაფიო ფაქტორი) გამაძლიერებელი, გამოხატული პროცენტულად K r =((P 2 +P 4 +…+P n)^1/2)/((P 1)^1/2)*100%=((U 2 2 +U 3 2 +…U n 2 )^1/2)/(U 1 ^1/2)*100% სადაც P2, P3, Pn – ძაბვის მე-2, მე-3, მე-ნ ჰარმონიული კომპონენტების (U2, U3, Un) გავლენით დატვირთვაში გამოთავისუფლებული სიმძლავრეები; P1 - ძალა დატვირთვაში U1 ძაბვის ფუნდამენტური ჰარმონიული კომპონენტის გამო. არაწრფივი დამახინჯების შეფასებისას, უმეტეს შემთხვევაში მხედველობაში მიიღება მხოლოდ მეორე და მესამე ჰარმონია, რადგან უფრო მაღალ ჰარმონიებს აქვთ დაბალი სიმძლავრე. მრავალსაფეხურიანი გამაძლიერებლისთვის, მთლიანი ჰარმონიული დამახინჯების ფაქტორი არისმიღებულია ცალკეული საფეხურების არაწრფივი დამახინჯების კოეფიციენტების ჯამის ტოლი ხაზოვანი დამახინჯებაგანისაზღვრება ტრანზისტორის პარამეტრების დამოკიდებულებით სიხშირეზე და გამაძლიერებელი მოწყობილობების რეაქტიულ ელემენტებზე. ხაზოვანი დამახინჯების სამი ტიპი არსებობს: სიხშირე, ფაზა და გარდამავალი. სიხშირის დამახინჯება
დაკავშირებულია შეუსაბამობასთან რეალურ და იდეალურ მახასიათებლებს შორის მუშაობის სიხშირის დიაპაზონში. ეს დამახინჯებები დამოკიდებულია მხოლოდ გაძლიერებული სიგნალის სიხშირეზე. მომატების დამოკიდებულებას შემავალი სიგნალის სიხშირეზე K=F(f) ჩვეულებრივ უწოდებენ ამპლიტუდა-სიხშირის (სიხშირის) მახასიათებელს (AFC) ნახ. 10.5, ა. იდეალური სიხშირის პასუხი სიხშირის ღერძის პარალელურია. სინამდვილეში, შეყვანის სიგნალის ჰარმონიული კომპონენტები განსხვავებულად ძლიერდება გამაძლიერებლის მიერ, რადგან მიკროსქემის ელემენტების რეაქტიულობა განსხვავებულად არის დამოკიდებული სიხშირეზე. სიხშირის პასუხისთვის დამახასიათებელია ეგრეთ წოდებული შუა სიხშირის რეგიონის არსებობა, რომელშიც K თითქმის დამოუკიდებელია სიხშირისგან და დანიშნულია K 0. დაბალი და მაღალი სიხშირეების დიაპაზონში, ამპლიტუდა-სიხშირის მახასიათებელი მცირდება და აქვს არათანაბარი. მოგება. გაძლიერების სიხშირეებს, რომლებშიც მომატება მცირდება 2^1/2-ჯერ ან 3 დბ-ით საშუალო სიხშირესთან შედარებით, ეწოდება სასაზღვრო სიხშირეები: ქვედა f H და ზედა f B სიხშირის სხვაობა f B - f H =∆f ეწოდება. გამშვები ზოლი. გამაძლიერებელში სიხშირის დამახინჯება ყოველთვის თან ახლავს ფაზურ ცვლას შემავალ და გამომავალ სიგნალებს შორის, რაც იწვევს ფაზის დამახინჯება.
ფაზის დამახინჯებაში ვგულისხმობთ 250 ფაზურ ცვლას, რომელიც გამოწვეულია გამაძლიერებლის რეაქტიული ელემენტებით და გამაძლიერებლის საფეხურით ფაზის როტაცია არ არის გათვალისწინებული. გამაძლიერებლის ფაზის დამახინჯება ფასდება მისი ფაზა-სიხშირის მახასიათებლით ϕ=F(f). ფაზა-სიხშირის დამახასიათებელი გრაფიკი წარმოადგენს ფაზის ცვლის კუთხის დამოკიდებულებას გამაძლიერებლის შემავალ და გამომავალ ძაბვებს შორის სიხშირეზე (ნახ. 10.5ბ). გამაძლიერებელში არ არის ფაზის დამახინჯება, როდესაც ფაზის ცვლა ხაზობრივად დამოკიდებულია სიხშირეზე. იდეალური ფაზა-სიხშირის მახასიათებელი არის სწორი ხაზი, რომელიც იწყება საწყისიდან (ნახ. 10.5, b წერტილოვანი ხაზი). პრაქტიკაში უფრო მოსახერხებელია ამპლიტუდა-სიხშირის და ფაზა-სიხშირის მახასიათებლების გამოსახვა სიხშირის ღერძის გასწვრივ ლოგარითმული მასშტაბით. ეს მოსახერხებელია, რადგან დაბალი სიხშირის რეგიონი დაჭიმულია და მაღალი სიხშირის რეგიონი შეკუმშულია. ეს მახასიათებელი განსაზღვრავს გამაძლიერებლის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლის პროცესს. შეყვანის ძაბვის მკვეთრი ცვლილება შესაძლებელს ხდის ამ ეფექტზე გამაძლიერებლის პასუხის დადგენა ერთდროულად ორ რეჟიმში: გარდამავალი და სტაციონარული. გამაძლიერებელში გარდამავალი პროცესის ბუნება დიდწილად დამოკიდებულია L, C რეაქტიული ელემენტების არსებობაზე, რომლებიც ხელს უშლიან დენის მყისიერ ცვლილებას ინდუქციურობაში და ძაბვაში კონდენსატორში. გამომავალი ძაბვა არ შეიძლება მკვეთრად შეიცვალოს, როდესაც პულსი გამოიყენება შესასვლელში. დროს, რომლის დროსაც ნორმალიზებული გარდამავალი პასუხის წინა ნაწილი იზრდება 0.1 დონიდან 0.9 დონემდე, ეწოდება აწევის დრო. მყისიერი ძაბვის მნიშვნელობის გადაჭარბებას მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობაზე ეწოდება δ გადაჭარბება და გამოიხატება პროცენტულად. არსებობს ეგრეთ წოდებული კრიტიკული გადაჭარბების მნიშვნელობა, რომელზეც δ არ არის დამოკიდებული გამაძლიერებლის საფეხურების რაოდენობაზე. ნორმალიზებული გარდამავალი რეაქციის პიკის უთანასწორობა აღინიშნება Δ-ით, იზომება როგორც გადაჭარბება სტაციონარული მნიშვნელობის პროცენტულად და არ უნდა აღემატებოდეს 10%-ს მაღალი ხარისხის რეპროდუქციის გამაძლიერებლებისთვის. ხმაური ელექტრონულ სქემებში ელექტრონული მიკროსქემის კომპონენტების შინაგანი ხმაური ელექტრონული მიკროსქემის კომპონენტების შინაგანი ხმაური მათი განუყოფელი და ფუნდამენტური ფიზიკური მახასიათებელია: ისინი ადგენენ ელექტრონული მოწყობილობის ხმაურის ძაბვის ქვედა ზღვარს. შინაგანი ხმაური მოიცავს: თერმული, გასროლით და კონტაქტურ ხმაურს, რომლებიც დამახასიათებელი თვისებების მქონე უწყვეტი სიგნალებია. თერმული ხმაური წარმოიქმნება ნივთიერებაში ელექტრონების თერმული მოძრაობის შედეგად. ისინი წარმოიქმნება ყველა ელემენტში, რომელსაც აქვს წინააღმდეგობა. ამიტომ თერმულ ხმაურს ტექნიკურ ლიტერატურაში ასევე უწოდებენ წინააღმდეგობის ხმაურს ან ჯონსონის ხმაურს. თერმული ხმაური შეიძლება წარმოიშვას ელექტრული წრედის კომპონენტებისგან, რომლებიც ანაწილებენ ენერგიას. ამიტომ, რეაქტიულობა არ არის თერმული ხმაურის წყარო. კვლევისთვის თერმული ხმაური შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც სტანდარტული „თეთრი“ ხმაური: თერმული ხმაურის ძაბვის ამპლიტუდა არის ნორმალური განაწილება m = 0 და σ = UT პარამეტრებით, ხოლო თერმული ხმაურის PSD მუდმივია მთელი სიხშირის დიაპაზონში. გასროლის ხმაური წარმოიქმნება იმის გამო, რომ ელექტრული დენი არის დისკრეტული მუხტების მოძრაობა. მუხტის სასრულობა იწვევს დენის სტატისტიკურ რყევებს საშუალო მნიშვნელობასთან მიმართებაში, რაც გამოწვეულია ელექტრონების (ან ხვრელების) გამოსხივების შემთხვევითი ბუნებით, ე.ი. გასროლის ხმაური. ამ ტიპის ხმაური გვხვდება როგორც ვაკუუმურ მილებში, ასევე ტრანზისტორებში. ამ უკანასკნელში გასროლის ხმაური გამოწვეულია მატარებლების ქაოტური დიფუზიით ფუძის მეშვეობით და ელექტრონ-ხვრელების წყვილების წარმოქმნისა და რეკომბინაციის შემთხვევითი ბუნებით. ზოგადად, გასროლის ხმაური უკავშირდება დენის გავლას პოტენციურ ბარიერში. გასროლის ხმაურისთვის, ასევე გამოიყენება ზემოთ აღწერილი ნორმალურად განაწილებული „თეთრი“ ხმაურის სახით. გასროლის ხმაურის მათემატიკური მოლოდინი არის ნული, ხოლო სტანდარტული გადახრა განისაზღვრება დენის ეფექტური მნიშვნელობით. კონტაქტის ხმაური გამოწვეულია გამტარობის რყევებით (კონტაქტური წინააღმდეგობა) ორ მასალას შორის არასრულყოფილი კონტაქტის გამო. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ორი დირიჟორი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, როგორიცაა კონცენტრატორები და საკონტაქტო რელეები. კონტაქტური ხმაური წარმოიქმნება წინააღმდეგობებში, ტრანზისტორებსა და დიოდებში არასრულყოფილი კონტაქტების გამო, მიკროსქემებში, რომლებიც შეიცავს ბევრ მცირე ნაწილაკს, რომლებიც შედგენილია ერთად. ეს ხმაური დამოკიდებულია კონკრეტული რეზისტენტული მასალის დიზაინის ბევრ ფაქტორზე და განსაკუთრებით ბოლო კავშირებზე. ტექნიკურ ლიტერატურაში კონტაქტურ ხმებს ხშირად სხვადასხვა სახელები აქვთ. კერძოდ, წინააღმდეგობებში წარმოქმნილ ხმაურს ეწოდება "ჭარბი" ხმაური, საკონტაქტო ხმაურს ელექტრონულ მილებში და ტრანზისტორებში ჩვეულებრივ უწოდებენ "მოციმციმე ხმაურს". სიმძლავრის სპექტრული სიმკვრივე იცვლება სიხშირის ორმხრივად, რის გამოც ამ ხმაურს უწოდებენ დაბალი სიხშირის ან 1/f ხმაურს და ზოგჯერ ამ ხმაურს უწოდებენ "ვარდისფერ" ხმაურს. კონტაქტური ხმაური ხმაურის ყველაზე მნიშვნელოვანი წყაროა დაბალი სიხშირის სქემებში და ელექტრულ სქემებში. შინაგანი ხმაური ასევე მოიცავს ნახევარგამტარული ელემენტების - დიოდების, ტრანზისტორების და ინტეგრირებული სქემებისთვის დამახასიათებელ იმპულსურ ხმაურს. სხვა ტიპის ხმაურისგან განსხვავებით, იმპულსური ხმაური პრაქტიკულად გარდაუვალია, რადგან ის გამოწვეულია წარმოების დეფექტებით და შეიძლება აღმოიფხვრას მხოლოდ წარმოების პროცესების გაუმჯობესებით. ეს ხმები გამოწვეულია ლითონის მინარევებისაგან ნახევარგამტარული მოწყობილობის შეერთებაზე. იმპულსური ხმაური არის დისკრეტული, არაპერიოდული სიგნალი, რომელიც გამომავალი ძაბვის დონეების უეცარი მწვერვალების სახით გამოჩნდება. პულსის გამეორების საშუალო სიხშირე შეიძლება განსხვავდებოდეს რამდენიმე ასეული პულსიდან წამში ერთ პულსამდე წუთში, მაგრამ ნებისმიერი მოცემული მოწყობილობისთვის პულსის ხმაურის ამპლიტუდა ფიქსირდება, რადგან ეს არის გარდამავალი დეფექტის პარამეტრების ფუნქცია. ხმაურის იმპულსების ხანგრძლივობა მერყეობს მიკროწამებიდან წამამდე. როგორც წესი, ეს ამპლიტუდა 2-დან 100-ჯერ აღემატება თერმული ხმაურის ამპლიტუდას. იმპულსური ხმაურის სიმძლავრის სპექტრული სიმკვრივე არის 1/f2 ფორმის დამოკიდებულება. ვინაიდან ეს ხმაური არის მიმდინარეობასთან დაკავშირებული ფენომენი, იმპულსური ხმაურის ძაბვა ყველაზე დიდი იქნება მაღალი წინაღობის წრეში, როგორიცაა op-amp-ის შეყვანის წრე. ხმაურის მხოლოდ ამ ძირითადი ტიპების გათვალისწინების გარეშე, ზოგადად, ელექტრონული წრედის მთლიანი ხმაურის ძაბვა შეიძლება დაიწეროს როგორც U shƩ =(U sh1 2 +U sh2 2 +…U shn 2)^1/2 Დაკავშირებული ინფორმაცია. აუდიოფილურ საიტებზე ჩვეულია ვიზიტორების შეშინება ინტერმოდულაციის დამახინჯებით, თუმცა, რადგან ამ თემაზე პუბლიკაციების უმეტესობა ფართოდ იყენებს კოპირ-პასტის ტექნოლოგიას, ძნელია იმის გაგება, თუ რატომ ხდება ეს დამახინჯებები და რატომ არის ისინი ასეთი საშინელი. დღეს ვეცდები, ჩემი შესაძლებლობებისა და სტატიის სიგრძის ფარგლებში, ზუსტად ასახავდეს ამ საშინელი IMI-ების ბუნებას. UMZCH-ში სიგნალის დამახინჯების თემა წამოიჭრა ჩემში, მაგრამ ბოლო დროს ჩვენ მხოლოდ მსუბუქად შევეხეთ წრფივ და არაწრფივ დამახინჯებებს. დღეს ჩვენ შევეცდებით გავიგოთ ყველაზე უსიამოვნო მოსასმენი, ძნელად გასაანალიზებელი და ძნელად აღმოფხვრილი ინტერმოდულაციის დამახინჯება ULF დიზაინერებისთვის. მათი წარმოშობის მიზეზები და კავშირი უკუკავშირთან, ბოდიში სიტყვისთვის. მოდით განვიხილოთ გამაძლიერებელი შავი ყუთის, უფრო სწორად, თეთრი სამკუთხედის სახით, როგორც ისინი ჩვეულებრივ აღნიშნავენ მიკროსქემის დიზაინში, ჯერჯერობით მისი დიზაინის დეტალების გარეშე. არაინვერსიული შეყვანა: შეყვანის ინვერსია: ელექტრომომარაგება პლუს: ელექტრომომარაგების ნაკლოვანებები: თუ თქვენ გაზრდით შეყვანის ძაბვას არაინვერსიულ შეყვანაზე, გამომავალი ძაბვა გაიზრდება, თუ ინვერსიულ შეყვანაზე, მაშინ, პირიქით, ის შემცირდება. როგორც წესი, გასაძლიერებელი შეყვანის ძაბვა გამოიყენება ორ შეყვანს შორის და შემდეგ გამომავალი ძაბვა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად: სად არის ღია მარყუჟის მომატება ვინაიდან ჩვენი მიზანია არა DC ძაბვების, არამედ ხმის ვიბრაციების გაძლიერება, ავიღოთ, მაგალითად, იაფი op-amp LM324-ის დამოკიდებულება შეყვანის სინუსოიდური რხევების სიხშირეზე. რა ვქნათ, გამოსავალი უნდა იყოს! Დიახ ის არის. აიღეთ გამომავალი სიგნალის ნაწილი და გამოიყენეთ იგი ინვერსიულ შეყვანაზე - შემოიტანეთ უკუკავშირი. ამ წრეში უკუკავშირი მიეწოდება op-amp-ის ინვერსიულ შეყვანას რეზისტორი R2-ის მეშვეობით, უფრო სწორად R2-დან და R1-დან ძაბვის გამყოფით. ადვილია იმის დამტკიცება, რომ ამ წრეს ექნება ძაბვის მომატება ტოლი ორი, და ის უცვლელი დარჩება ჰარმონიული სიგნალების გაძლიერებისას ძალიან ფართო სიხშირის დიაპაზონში. სიგნალის სიხშირის მატებასთან ერთად, op-amp-ის მომატება უკუკავშირის გარეშე იკლებს, მაგრამ რჩება ორზე მეტი ჯერ, და ეს ვარდნა კომპენსირდება უკუკავშირის სიგნალის დონის ავტომატური შემცირებით. შედეგად, მთლიანი წრედის მომატება უცვლელი რჩება. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. ამ წრეს აქვს ძალიან მაღალი შეყვანის წინაღობა, რაც ნიშნავს, რომ მას პრაქტიკულად არ აქვს გავლენა სიგნალის წყაროზე. მას ასევე აქვს ძალიან დაბალი გამომავალი წინაღობა, რაც ნიშნავს, რომ თეორიულად მან უნდა შეინარჩუნოს სიგნალის ფორმა საკმაოდ დაბალი წინააღმდეგობის დატვირთვაზე მუშაობის დროსაც და რთული წინაღობით - ინდუქციური და ტევადი. მართლა მივიღეთ იდეალური გამაძლიერებელი? სამწუხაროდ, არა, ისევე როგორც ნებისმიერ მონეტას აქვს თავები და კუდები, უკუკავშირს აქვს თავისი ბნელი მხარე. ჰარმონიკას ექნება უდიდესი ამპლიტუდა, ე.წ მეორე რიგის ჰარმონიები
სიხშირეებით: ამ ტიპის დამახინჯება ბევრად უფრო უსიამოვნოა ყურისთვის, ვიდრე სიგნალის ბანალური ამპლიტუდის შეზღუდვა ყოველ კონკრეტულ შემთხვევაში მისი გამოჩენის წყაროს აღმოჩენა და, რაც მთავარია, აღმოფხვრა გაცილებით რთულია. ახლა მოდით გამოვიყენოთ დაბალი ამპლიტუდის მართკუთხა პულსი, დაახლოებით 100 მილივოლტი, მის შეყვანაზე. შედეგად, ოპ-გამაძლიერებელი, მისი უზარმაზარი მოგების წყალობით, უნდა დაეხმაროს სხვადასხვა ტიპის არაწრფივობისა და ჩარევის ტრანზისტორი გამაძლიერებლის ეტაპებზე გაუმკლავდეს. ქვემოთ ჩამოვთვლით მთავარებს: ტრანზისტორი გამაძლიერებლებს აქვთ დაბალი გადატვირთვის სიმძლავრე, განსაკუთრებით ფინალურ და წინასწარ დასკვნით ეტაპზე. ნომინალური სიმძლავრე ხშირად განსხვავდება მაქსიმუმისგან მხოლოდ 40 პროცენტით, რაც 3 დბ-ზე ნაკლებია. წარმოვიდგინოთ, რომ ჩვენი გამაძლიერებელი შედგება იდეალური კორექტორის პრეგამაძლიერებლისგან და UMZCH-ისგან, რომელიც დაფარულია უკუკავშირით B კოეფიციენტით. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ V 1 სიგნალი შეიძლება შეიცავდეს ძალიან მაღალი სიხშირის კომპონენტებს. წინასწარ გამაძლიერებელი C მოქმედებს როგორც დაბალი გამტარი ფილტრი, რომელიც უზრუნველყოფს შეყვანის სიგნალს V 2 გამაძლიერებელ A-ს, რომელიც შეიცავს მხოლოდ აუდიო სიხშირის დიაპაზონში მოხვედრილ კომპონენტებს. დენის გამაძლიერებლის V 2-ის შესასვლელში ძაბვას აქვს წინასწარი გამაძლიერებლის მიერ განსაზღვრული აწევის დრო. ამასთან, V 3 ძაბვაში, რომელიც მოქმედებს დამამატებლის გამომავალზე, არის ტალღა, რომელიც გამოწვეულია უკუკავშირის სურვილით, რომ კომპენსირება მოახდინოს დენის გამაძლიერებლის დაბალი სიჩქარის კომპენსირებას V max ამპლიტუდით. ყველაზე გავრცელებულია 400 და 4000 ჰც სიხშირის გამოყენება, დამტკიცებული DIN 45403 სტანდარტით, GOST 16122-88 და IEC 60268-5. სიგნალის ამპლიტუდა f 1 სიხშირით 12 dB 4-ჯერ მეტია f 2 სიხშირით სიგნალის ამპლიტუდაზე. მახასიათებლის არაწრფივობიდან გამომდინარე, სხვაობა და მთლიანი კომბინაციის რხევები f 2 ± f 1 და f 2 ± 2f 1 უფრო მაღალი რიგის ფორმირება ხდება მოქმედ წერტილში სიმეტრიულად f 2 სიხშირის მიმართ. შედეგად მიღებული რამანის მეორე რიგის რხევები f 2 ± f 1 სიხშირეებით ახასიათებს კვადრატულს, ხოლო მესამე რიგის სიხშირეებით f 2 ± 2f 1 - საზომი ობიექტის კუბურ დამახინჯებებს. ასევე ფართოდ გამოიყენება 19 და 20 კჰც სიხშირის წყვილი სიგნალის თანაბარი დონით, რაც მოსახერხებელია, პირველ რიგში, იმიტომ, რომ მთავარი ჰარმონია, რომელიც მოდის აუდიო დიაპაზონში, ამ შემთხვევაში, არის სიგნალი 1 კჰც სიხშირით, დონე რომელიც ადვილი გასაზომია. საზომი სიგნალების მიწოდებისთვის გამოიყენება არა მხოლოდ გენერატორები, არამედ საზომი CD და სტუდიაში სპეციალურად ჩაწერილი ვინილის ჩანაწერებიც კი. აღწერილი სტანდარტები ძალიან მოსახერხებელია ხმის რეპროდუცირების აღჭურვილობის მწარმოებლებისთვის, თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ლამაზი მცირე რიცხვები პასპორტის მონაცემებში, მაგრამ ისინი კარგად არ ასახავს გამაძლიერებელი გზის რეალურ ხარისხს. შედეგი, რა თქმა უნდა, არის სუბიექტივიზმის განვითარება - როდესაც ორი გამაძლიერებელი ან თუნდაც ძვირადღირებული აუდიო ბარათი, რომელსაც ფორმალურად აქვს თითქმის იგივე პარამეტრები, სრულიად განსხვავებულად "ჟღერს" რთულ მუსიკალურ სიგნალზე - შეუძლებელია ყიდვის წინ მოსმენის გარეშე. მაღალი ხარისხის ხმის მოყვარული ენთუზიასტები და მაღალი დონის აღჭურვილობის ინდივიდუალური მწარმოებლები ცდილობენ გაავრცელონ თავიანთი გაზომვის ტექნიკა რეალობიდან ნაკლებად მოშორებულ მიახლოებაზე დაყრდნობით. არსებობს მრავალსიხშირული ტექნიკა, ტექნიკა, რომელიც სწავლობს ჰარმონიული სიხშირისა და ერთი პულსის ურთიერთქმედებას, ხმაურის სიგნალებზე დაყრდნობით და სხვა. თუმცა ამჯერად მათი დეტალურად განხილვის დრო არ გვექნება.
გამაძლიერებლის გრაფიკები:
2. არაწრფივი.
უზრუნველყოფს გალვანურ იზოლაციას საფეხურებს შორის და ამავე დროს უზრუნველყოფს სიგნალის სრულ გადაცემას ერთი ეტაპიდან მეორეზე ცვლადი და მუდმივი კომპონენტების გასწვრივ. დამახინჯება გამაძლიერებლებში
,
სადაც U 2m1 არის გამომავალი ძაბვის პირველი ჰარმონიის ამპლიტუდა, U 2m2 ... გამომავალი ძაბვის მეორე და სხვა უმაღლესი ჰარმონიკის ამპლიტუდა
დამახინჯება, რაც მიუთითებს მოგების არათანაბარობაზე
.მგრძნობელობა- ძაბვა, რომელიც უნდა იყოს გამოყენებული გამაძლიერებლის შესასვლელში, რათა მივიღოთ მითითებული სიმძლავრე გამოსავალზე.
არაწრფივი დამახინჯებები დამოკიდებულიაშემავალი სიგნალის ამპლიტუდები და არ არის დაკავშირებული მის სიხშირესთან. გამომავალი ტალღის ფორმის დამახინჯების შესამცირებლად, შეყვანის სიგნალს უნდა ჰქონდეს მცირე ამპლიტუდა. ამასთან დაკავშირებით, მრავალსაფეხურიან გამაძლიერებლებში არაწრფივი დამახინჯებები ძირითადად წარმოიქმნება წინასაფინალო და გამომავალ ეტაპებზე, რომელთა შეყვანისას მოქმედებს დიდი ამპლიტუდის სიგნალები.
ნაბიჯი პასუხი
გამოხატავს გამაძლიერებლის გამომავალი ძაბვის დროით დამოკიდებულებას, რომლის შეყვანა მიეწოდება მყისიერი ძაბვის ტალღას (სურ. 10.7).
ოპერაციული გამაძლიერებელი თეთრი სამკუთხედის სახით
სანამ გამოხმაურებაზე ვისაუბრებთ, მოდით მოკლე ექსკურსია ოპერაციული გამაძლიერებლები
, რადგან დღეს ტრანზისტორის გამაძლიერებელი ბილიკები მათ გარეშე პრაქტიკულად არ შეუძლიათ. ისინი შეიძლება იყოს წარმოდგენილი ან ცალკეული მიკროსქემების სახით, ან იყოს უფრო რთული ჩიპების ნაწილი - მაგალითად, ინტეგრირებული დაბალი სიხშირის გამაძლიერებლები - ULF
.
Op-amp pin დავალებები
ამ გრაფაში მომატება გამოსახულია ვერტიკალურად, სიხშირე კი ჰორიზონტალურად ლოგარითმული მასშტაბით. ინჟინრების მუშაობის შედეგები არ არის ძალიან შთამბეჭდავი და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ასეთი გამაძლიერებელი გამოიყენებოდეს რეალურად. ჯერ ერთი, ის აჩვენებს კარგ წრფივობას მხოლოდ ყურის მიერ აღქმული სიხშირის დიაპაზონის მიღმა - 10 ჰც-ზე ქვემოთ და მეორეც, მისი მომატება ძალიან მაღალია - 10000-ჯერ პირდაპირი დენით! გამოხმაურება - მარტივი და გაბრაზებული! პანაცეა ყველა ავადმყოფობისთვის?
ამ სტატიაში ჩვენ არ შევეხებით ოპერაციული გამაძლიერებლების თეორიის საფუძვლებს, თუ გსურთ, შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი ინფორმაცია ამ თემაზე ინტერნეტში, იგორ პეტროვი
გამაძლიერებლის წრეში უკუკავშირის დანერგვა ადვილი არ არის, მაგრამ ძალიან მარტივია. შორს წასვლის გარეშე, მოდით შევხედოთ როგორ შეიძლება ამის გაკეთება ჩემი მაგალითის გამოყენებით. 
რუსისთვის კარგია სიკვდილი ან ცოტა რადიო ტექნოლოგია გერმანელისთვის
რადიოინჟინერიაში, ორი განსხვავებული სიხშირის სიგნალების ურთიერთქმედების ეფექტი, რომელიც გამოიყენება არაწრფივ ელემენტზე ე.წ. ინტერმოდულაცია
. შედეგი არის რთული სიგნალი სიხშირეების (ჰარმონიკის) კომბინაციით, რაც დამოკიდებულია ორიგინალური სიგნალების f1 და f2 სიხშირეზე შემდეგი ფორმულის მიხედვით:
შედეგად მიღებული სიხშირეები ამპლიტუდით უფრო მცირეა, ვიდრე მშობელი ჰარმონიები და, როგორც წესი, მათი დონე სწრაფად მცირდება მ და n კოეფიციენტების გაზრდით.
და სიხშირეები მესამე რიგის ჰარმონიები
:
რადიოინჟინერიაში ეს ეფექტი ფართოდ გამოიყენება სიხშირის კონვერტაციისთვის. მისი წყალობით მუშაობს თანამედროვე მიმღებები. სიხშირის კონვერტაცია ხდება არაწრფივი ელემენტების საფუძველზე აგებულ მიქსერებში, რომლებიც ხშირად გამოიყენება დიოდის, ან ტრანზისტორის p-n შეერთების სახით. მიქსერი ერთდროულად იღებს მიღებულ სასარგებლო სიგნალს და სიგნალს გენერატორიდან - ლოკალური ოსცილატორიდან. 
გამოსავალზე ვიღებთ სიგნალების ფართო სპექტრს: 
მაგრამ ვიწროზოლიანი PPF ფილტრის წყალობით, ჩვენ ვირჩევთ ჩვენთვის საჭირო სიგნალს შუალედური სიხშირით f pr =f g -f s და ვაძლიერებთ მას IF გამაძლიერებელში. შემდეგ გამოვლენა ხდება შემდეგი არაწრფივი ელემენტის, როგორც წესი, დიოდის გამოყენებით, და დაბალი გამტარი ფილტრის შემდეგ გამოსავალზე (სურათზე არ არის ნაჩვენები), ვიღებთ აუდიო სიხშირის სიგნალს. IMD- ინტერმოდულაციის დამახინჯება
თუმცა, თუ ინტერმოდულაციის ეფექტი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მიმღებებისთვის, დაბალი სიხშირის გამაძლიერებლებში ის იწვევს არაწრფივ დამახინჯებებს, რომლებსაც ინტერმოდულაციას უწოდებენ. ყოველივე ამის შემდეგ, აუდიო სიგნალი ერთდროულად შეიცავს დიდი რაოდენობით სიხშირეების ჰარმონიას, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება ამპლიტუდით, ხოლო ტრანზისტორები, რომლებიც ქმნიან გამაძლიერებელს, დიოდების მსგავსად, არაწრფივი ელემენტებია. დამახინჯებებს, რომლებიც ჩნდება ზემოთ აღწერილი მექანიზმის გამო, ინგლისურენოვან წყაროებში ეწოდება ინტერმოდულაციის დამახინჯება
შემოკლებული IMDსხვათა შორის, მათთვის რუსული აბრევიატურა IMI
. დროა, საბოლოოდ დავიწყოთ გამოხმაურების ბნელი მხარის შესწავლა.
გამოხმაურების ბნელი მხარე
მის აღმოსაჩენად, ჩვენ შევკრებთ გამაძლიერებელს LM324 ოპ-გამაძლიერებლის საფუძველზე, მაგრამ უკუკავშირის რეზისტორების ოდნავ განსხვავებული მნიშვნელობებით, რათა მივიღოთ ერთიანობის მომატება. 
რაც მივიღეთ გამომავალზე არაფრით ჰგავს შეყვანის სიგნალს. რა მოხდა და რატომ არ დაგვეხმარა გამოხმაურება? როგორც ყოველთვის, ფიზიკა არის დამნაშავე მისი სამყარო ბევრად უფრო რთული, ვიდრე ჩვენი მათემატიკური მოდელები, რომლებიც დაფუძნებულია უხეშ მიახლოებაზე. ფაქტია, რომ ჩვენი გამაძლიერებელი ძალიან რთული მოწყობილობაა. 
ექსკურსია რეალურ სამყაროში. ზოგადი უარყოფითი გამოხმაურება აუდიო დენის გამაძლიერებელში
ტრანზისტორი ეტაპების თანდაყოლილი არაწრფივიობა აიძულებს დიზაინერებს გამოიყენონ ძლიერი უარყოფითი გამოხმაურება, როგორც გამაძლიერებლის პარამეტრების რეგულირების უმარტივესი გადაწყვეტა ჰარმონიული და ინტერმოდულაციის დამახინჯების დაბალი დონის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, რა თქმა უნდა გაზომილი სტანდარტული ტექნიკის გამოყენებით. შედეგად, სამრეწველო სიმძლავრის გამაძლიერებლები 60 და თუნდაც 100 დბ უკუკავშირის სიღრმით დღეს არ არის იშვიათი.
მოდით გამოვსახოთ მარტივი ტრანზისტორი დენის გამაძლიერებლის რეალური წრე. შეიძლება ითქვას, რომ ის სამეტაპიანია. გამაძლიერებლის პირველი ეტაპი არის op-amp A1-ზე, მეორე არის ტრანზისტორზე T1-T2 და მესამე არის ასევე ტრანზისტორი T3-T4. ამ შემთხვევაში, გამაძლიერებელი დაფარულია ზოგადი უკუკავშირის სქემით, რომელიც მონიშნულია წითლად, რომელიც მიეწოდება R6 რეზისტორის მეშვეობით op-amp-ის არაინვერსიულ შეყვანას. საკვანძო სიტყვა აქ გენერალი- აქ უკუკავშირი მიეწოდება არა op-amp-ის გამომავალს მის შეყვანაზე, არამედ მთელი გამაძლიერებლის გამომავალიდან. 
და OU ეხმარება, მაგრამ როგორც სულელი ლოცულობს ღმერთს ცნობილი აფორიზმიდან, ზოგჯერ ძალიან მძიმე. პრობლემები წარმოიქმნება ცალკეული კასკადების გადატვირთვის სიმძლავრესთან დაკავშირებით, რომელთა ტრანზისტორები ხვდებიან სიგნალის შეზღუდვის რეჟიმში. ისინი გამოდიან ხაზოვანი, რა თქმა უნდა შედარებით წრფივი რეჟიმიდან წყვეტის ან გაჯერების რეჟიმებში. ისინი ძალიან სწრაფად გამოდიან, მაგრამ უბრუნდებიან მას ბევრად უფრო ნელა, რაც განპირობებულია ნახევარგამტარების შეერთებებში დამუხტვის მცირე წყაროების რეზორბციის დროებითი პროცესით. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ამ პროცესს და მის შედეგებს. დინამიური ინტერმოდულაციის დამახინჯება TIM. გადატვირთვის სიმძლავრე და გამაძლიერებლის დაჭერის ეფექტი
გადატვირთვის მოცულობაგამაძლიერებელი არის პარამეტრი, რომელიც აღწერს რამდენი დეციბელი განსხვავდება ნომინალური გამომავალი ძაბვა ან სიმძლავრე მაქსიმუმისგან, როდესაც იწყება გამომავალი სიგნალის სიმძლავრის შეზღუდვები - ამოკვეთა
V 3 სიგნალის მატება შეიძლება იყოს ასობით ან თუნდაც ათასობით ჯერ მეტი ამპლიტუდაში, ვიდრე ნომინალური შეყვანის სიგნალის დონე. მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გადააჭარბოს გამაძლიერებლის დინამიურ დიაპაზონს. ასეთი გადატვირთვის დროს, შეყვანისას არსებული სხვა სიგნალების მომატება მცირდება, რაც იწვევს ინტერმოდულაციის დამახინჯების მყისიერ მატებას. ამ შხეფს ე.წ დინამიური ინტერმოდულაციის დამახინჯება TID
, რადგან ინტერმოდულაცია იწვევს ერთი სიგნალის გავლენას მეორის ამპლიტუდაზე და დამოკიდებულია შეყვანის სიგნალის დროსა და ამპლიტუდის მახასიათებლებზე, ვიდრე უბრალოდ ამპლიტუდის მახასიათებლებზე, როგორც მარტივი ინტერმოდულაციის დამახინჯების შემთხვევაში. 
ზემოთ მოცემულია უკიდურესად უსიამოვნო ეფექტის გრაფიკი, რომელსაც ეწოდება გამაძლიერებლის "კლიპინგი" და ეს არის უკუკავშირის პროდუქტი. A1 გამომავალზე ვიღებთ ამპლიტუდის შეზღუდვის ეფექტს, ხოლო გამაძლიერებლის გამოსავალზე დამახინჯებულ სიგნალს. ინტერმოდულაციის დამახინჯების გაზომვის მეთოდები და მასთან ბრძოლის მეთოდები
ინტერმოდულაციის დამახინჯების გაზომვის სტანდარტული ტექნიკის მიხედვით, გაზომილი ობიექტის შეყვანაზე ერთდროულად გამოიყენება ორი სიგნალი: დაბალი f 1 და მაღალი f 2 სიხშირეები. სამწუხაროდ, სხვადასხვა ქვეყანა იყენებს სხვადასხვა საზომი სიხშირეებს. სხვადასხვა სტანდარტები ითვალისწინებს სხვადასხვა სიხშირეს - 100 და 5000 ჰც, 50 და 1000 ჰც... 
დაახლოებით 30 წლის წინ, ინტერმოდულაციის დამახინჯების კოეფიციენტის გაზომვისთვის საჭირო იყო რთული და ძვირადღირებული ინსტრუმენტები, რომლებიც ხელმისაწვდომია მხოლოდ ლაბორატორიებსა და სტუდიებში, მაგალითად, პიკაპის გამაძლიერებლის საზომი სადგამის შემადგენლობა:
დღეს, თუნდაც უბრალო 16-ბიტიან კომპიუტერულ მუსიკალურ ბარათს, რომლის ფასიც 30 დოლარამდეა, სპეციალური საზომი პროგრამით და მარტივი შესატყვისი სქემებით, შეუძლია უზრუნველყოს ბევრად უკეთესი ხარისხის გაზომვები.
OOC