Амплитудная характеристика и динамический диапазон

Амплитудной характеристикой (АХ) усилителя называют зависи­мость амплитуды первой гармо­ники его выходного напряжения от амп­литуды гармонического входного напряжения, т.е. зависимость U_2m= f (U_1m) (рис.2.14). Отклонение реальной АЧХ от идеальной в об­ласти малых входных напряжений объясняется наличием внутренних по­мех усилителя с уровнем U_п. Отклонение же АХ от идеальной в верх­ней ее части обусловлено перегрузкой нелинейных элементов схемы (УЭ; трансформаторов, диодов и др.), что приводит к нарушению нелинейной зависимости между амплитудами входного и выходного напряже­ний. На участке АВ реальная и идеальная АХ совпадают и коэффициент усиления K=U_2m/U_1m на этом участке есть величина постоянная. Если U_1m > U_1m.max, то возникают значительные нелинейные искажения, а ко­эффициент усиления падает (зависимость параметра системы, в данном
случае коэффициента усиления, от уровня сигнала - признак нелиней­ности системы). При U_1m < U_1m.max полезный сигнал маскируется внут­ренними помехами усилителя. Поэтому вводят такое понятие, как динамический диапазон усилителя.

Верхний предел выходного напряжения U_2max ограничен допустимым уровнем нелинейных искажений, а нижний U_2min – требуемым от­ношением сигнал/помеха. Как правило, динамический диапазон выра­жается в децибелах.

Аналогично динамическому диапазону усилителя вводят понятие динамического диапазон сигнала

Для качественной работы усилителя не­обходимо выполнения неравенства D ≥ D_c. Если это условие не выполняется, то динамический диапазон сигнала сжимают путем ручной или автоматической регу­лировки усиления.