Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики

Амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) усилителя называет­ся зависимость модуля его ПФ от частоты.

АЧХ строится в прямоугольной декартовой системе координат, где по горизонтальной оси откладывается частота, апо вертикальной – абсолютное или выраженное в децибелах значение модуля ПФ. Учиты­вая, что у апериодических усилителей отношение f _в/ f _н»1 (разд. 1.2), по оси частот лучше использовать логарифмический масш­таб (рис.2.2). Для сравнения усилителей по частотным свойствам часто применяют нормированные АЧХ (рис.2.3).

Широкое распространение (особенно для ОУ) получило представле­ние АЧХ в виде диаграммы Боде. Диаграмма Боде - это идеализирован­ная АЧХ (кусочно - линейная аппроксимация реальной АЧХ) при

логарифмическом масштабе по обеим осям (рис.2.4,а). Наибольшая погреш­ность аппроксимации 3 дБ имеет место на частоте среза f _c. Частота f _i, на которой G = 20 lg K = 0, называется частотой единичного усиления.

Отрезки прямых, аппроксимирующие АЧХ на частотах f > f _c. характери­зуются дискретными значениями скорости спадания АЧХ с ростом час­тоты (-20, -40 и т.д. децибел на декаду). То есть при увеличении частоты в 10 раз (декада) усиление уменьшается на 20, 40 и т.д. децибел, в зависимости от количества каскадов. Если в качестве градации частоты выбрана октава (изменение частоты в два раза), АЧХ спадает со скоростью n·6дБ/окт, где n – число каскадов. Использова­ние диаграммы Боде делает график АЧХ более компактным и значительно упрощает построение АЧХ для многокаскадных схем, так как в этом случае АЧХ отдельных каскадов складываются. На рис.2.5 показано построение диаграммы Боде для ОУ, состоящего из двух каскадов с разными частотами среза f _c1 и f _с2 и с коэффициентами передачи G₁ и G₂.

Под фазочастотной характеристикой (ФЧХ) понимается зависимость аргумента ПФ от частот.

Строится эта характеристика в той же системе координат, что и АЧХ. По оси ординат откладываются значения аргумента ПФ в градусах или радианах, а по оси абсцисс – частота, как правило, в логариф­мическом масштабе (рис.2.6).

При оценке устойчивости ОУ используется диаграмма Боде и для ФЧХ, один из вариантов которой приведен на рис.2.4,б.