2. Линейные и нелинейные искажения в усилителях.

Источником нелинейных искажений является нелинейность вольтамперных характеристик элементов усилителя. При подаче на вход усилителя напряжения синусоидальной формы из-за не­линейности входной и выходной характеристик транзистора фор­ма входного и выходного токов может отличаться от синусои­дальной из-за появления составляющих высших гармоник. Это относится как к синусоидальному входному напряжению, так и ко входному сигналу любой другой формы. Уровень нелин. искажений хар-ся коэф. нелин. искаж. ус-ля.(коэф. Гармоник)

Кг= , где Р1,P2, P3, Pn – мощности, выделяемые в нагрузке под воздействием 2-й, 3-й, n-й гармонических составляющих напряжения (U2, U3, Un) Нелин. искаж. зависят от амплитуды вх. с-ла и не связаны с ч-той. Источником нелинейных искажений является нелинейность вольтамперных характеристик элементов усилителя.

При оценке нелинейных искажений в большинстве случаев учитывают только вторую и третью гармоники, поскольку более высокие имеют малую мощность.

Нелинейные искажения зависят от амплитуды входного сигналa и не связаны с его частотой. Для уменьшения искажения формы выходного сигнала входной сигнал должен иметь малую амплитуду. В связи с этим многокаскадных усилителях нели­нейные искажения в основном возникают в предоконечных и вы­ходных каскадах, на входе которых действуют сигналы большой амплитуды.

Линейные искажения определяются зависимостью параметров транзисторов от частоты и реактивными элементами усилительных устройств. Существуют линейные искажения трех видов: частотные, фазовые и переходные.

Частотные искажения связаны с несовпадением реальных и идеальных характеристик в рабочем диапазоне частот. Эти искажения зависят лишь от частоты усиливаемого сигнала. Лин. искаж. опред-ся завис-ю пар-ров тр-ров от ч-ты и реакт-ми эл-ми ус-ых устройств. Бывают: част-е(АЧХ), фаз-е(ФЧХ) и перех-е.

Частотные искажения связаны с несовпадением реальных и идеальных характеристик в рабочем диапазоне частот. Эти искажения зависят лишь от частоты усиливаемого сигнала. Степень искажения на отдельных частотах выражается коэффициентом

ч астотных искажений М, равным отношению коэффициента усиления на средней частоте К0 к коэффициенту усиления на данной частоте. Наибольшие частотные искажения возникают на границах рабочего диапазона частот fн и fв.

Коэффициент частотных искажений многокаскадного усилителя определяется так :

3. Шумы в электронных схемах.

Собственные шумы компонентов электронных схем являются их неотъемлемой и основной физической характеристикой: они устанавливают нижнюю границу напряжения шумов электронного прибора. К собственным шумам относятся: тепловые, дробовые и контактные шумы, которые являются непрерывными сигналами с характерными свойствами.

Тепловые шумы возникают в результате теплового движения электронов в веществе. Они возникают во всех элементах, обладающих сопротивлением. Источником теплового шума могут быть компоненты электрической схемы, которые способны рассеивать энергию. Поэтому реактивное сопротивление не является источником теплового шума.  Дробовой шум возникает вследствие того, что электрический ток представляет собой движение дискретных зарядов. Конечность заряда приводит к статистическим флуктуациям тока относительно среднего значения, вызываемых случайным характером эмиссии электронов (или дырок), т.е. дробовому шуму. Этот вид шума присутствует как в электронных лампах, так и в транзисторах. В общем случае дробовой шум связан с прохождением тока через потенциальный барьер. Контактные шумы вызываются флуктуацией проводимости (переходного сопротивления) вследствие несовершенства контакта между двумя материалами. Они проявляются всякий раз, когда два проводника соединяются друг с другом, например, в переключателях и контактном реле. Контактные шумы встречаются в сопротивлениях, транзисторах и диодах из-за несовершенства контактов, микросхемах содержащих множество сплавных между собой мелких частиц.