Связано это с неидеальностью усилителя, и конкретно — с наличием в нем искажений. Все существующие в усилителях искажения
усиливаемого сигнала можно разделить на две большие группы — линейные и нелинейные искажения. Линейные искажения не нарушают
амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале. На рис. 4.1а. показаны амплитудные характеристики (то есть зависимости выходного
напряжения от входного) идеальных усилителей с различными коэффициентами усиления. При наличии в усилителе линейных искажений
сигнала, амплитудная характеристика не претерпевает никаких искажений. Тем не менее, линейные искажения, разумеется, искажают
усиливаемый сигнал. Эти искажения связаны с
неравномерность-
ю
амплитудно-част-
отной характеристики усилителя
и нелинейности его фазо-частотной характеристики. В связи с этим, линейные искажения часто называют частотными. Главным признаком
линейных искажений является то, что они не вызывают появления в спектре выходного сигнала новых составляющих. В результате
влияния линейных искажений, могут лишь изменяться уровни его отдельных спектральных (частотных) составляющих. Рис. 4.1 Передаточные
характеристики и производимые ими искажения Поскольку линейные искажения обычно вызывают нарушения
амплитудно-част-
отной характеристики — как правило, их величина определяется именно способом исследования этой характеристики усилителя.
Тем не менее, как уже было сказано выше, линейные искажения могут вызываться и нарушением линейности фазо-частотной характеристики
усилителя, что проявляется в неодинаковости времени распространения различных частотных составляющих усиливаемого сигнала.
Громкоговорител-
ь с системой разделения спектра звукового сигнала и аналоговые магнитофоны хорошо демонстрируют
это явление. Неплохим способом выявления заметных линейных искажений в усилителе, является подача на его вход импульсов прямоугольной
формы и наблюдение формы выходного сигнала при помощи осциллографа. Передний фронт сигнала прямоугольной формы очень чувствителен
как к нарушениям равномерности
амплитудно-част-
отной характеристики, так и к нарушениям линейности фазо-частотной
характеристики. В случае заметных линейных искажений, форма прямоугольных импульсов на выходе усилителя будет существенно
нарушена, что легко видно на экране осциллографа. Такой простой тест в какой-то степени является альтернативой необходимости
исследования
амплитудно-част-
отной и фазо-частотной характеристик усилителя. В отличие от линейных, нелинейные искажения
вызывают нарушение линейности амплитудной характеристики усилителя. Примеры нелинейных амплитудных характеристик усилителей
показаны на рис. 4.1 б, в, г. Искажения амплитудной