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 характеристики
усилителя приводят к существенным искажениям амплитудных соотношений в усиливаемом сигнале и могут вызывать значительные
изменения его формы. В отличие от линейных искажений, нелинейные искажения всегда приводят к появлению в выходном сигнале
дополнительных спектральных (частотн