Гармонические искажения в усилителях

October 15, 2013 by admin Комментировать »

Независимо от того, какой тип интегрального усилителя используется или насколько хорошо он разработан, возможно появление как четных, так и нечетных гармоник в дополнение к основному сигналу. Эти гармоники, взаимодействуя с основным сигналом, вызывают искажения (как и в случае взаимодействия любых двух или более сигналов). Пример искажений, возникающих из-за влияния на сигнал третьей гармоники, приведен на рис. 6.15.

Рис.6.15

Нелинейные искажения

Измерение нелинейных искажений основано на принципе подавления основного сигнала (рис. 6.15). На вход усилителя подается сигнал синусоидальной формы, а выходной сигнал измеряется с помощью измерителя уровня или осциллографа. Затем между выходом усилителя и входом измерительного прибора включается фильтр, не пропускающий сигнал основной частоты. Напряжение на выходе такого фильтра определяется наличием гармоник. На рис. 6.16 приведены схема и методика измерений нелинейных (гармонических) искажений. Здесь для измерения полных нелинейных искажений интегрального усилителя CA3020/CA3020A (фирмы Harris) используется анализатор типа 302A (фирмы Hewlett Packard) либо аналогичный прибор (для измерения среднеквадратических значений выходного напряжения – вольтметр модели 320 фирмы Ballantine или его аналог). Эта схема применяется также для измерения отношения сигнал/шум.

При проверке некоторых типов усилителей, особенно низкочастотных, осциллограф используется совместно с измерителем нелинейных искажений для определения частоты гармоник. Например, если на вход подается сигнал с частотой 1 МГц, а на выходе (после фильтрации) наблюдается сигнал с частотой 3 МГц, можно сделать заключение об искажениях из-за влияния третьей гармоники. Следует установить такой масштаб горизонтальной развертки осциллографа, чтобы на экране

укладывался один период входного сигнала. Если при том же масштабе горизонтальной развертки на экране наблюдаются три периода выходного сигнала, то это означает присутствие третьей гармоники, вносящей нелинейные искажения.

Наличие нелинейных искажений можно определить еще одним методом. Например, если без фильтра выходное напряжение составляет 100 мВ, а с фильтром –

3          мВ, это указывает на уровень нелинейных искажений 3%. Следует отметить, что величина полных нелинейных искажений зависит от уровня выходной мощности усилителя. Поэтому нужно подобрать такую амплитуду входного сигнала, которая обеспечивала бы требуемую выходную мощность (рис. 6.16). Помимо этих факторов величина полных нелинейных искажений зависит также от величины нагрузки.

Рис 6.16. Схема измерения нелинейных искажений и атношения сигнал/шум (Harris Semfconductor. Linear & Telecom IS’s, 1994, р. 2-51)

Примечание к рис. T – выходной двухтактный трансформатор. Сопротивление нагрузки (Rj) должно обеспечивать необходимую величину полного (коллектор-коллектор) сопротивления нагрузки Rcc. Методика измерений:

О отношения сигнал/шум:

–            замкнуть S1 и Sj, разомкнуть S^

–            подать питающие напряжения VCC1 и VCC2;

–            установить такое значение евх, при котором выходная мощность усилителя составит 150 мВт; это значение евых (e дБ) считать величиной еВЫХ1;

–            разомкнуть S1 и измерить полученное значение евь[Х (e дБ); это значение считать величиной еВЫХ2;

–            отношение сигнал/шум рассчитать по формуле:

О полных нелинейных искажений:

–            замкнуть S1 и S2, разомкнуть 5y

–            подать питающие напряжения VCC1 и VCC2;

–            регулируя значение евх, установить требуемый уровень выходной мощности усилителя;

–            измерить с помощью анализатора значение коэффициента нелинейных искажений (в процентах).

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты