Радиотехника - Давыдов С.Л.
Скачать (прямая ссылка):
художественных передач имеют более широ-л кий диапазон, например 50—10 000 гц.
Частотные искажения. Чем шире диапа-юооо ягц) зон частот, нормально пропускаемых усилителем, тем меньше искажения в воспроизведении. Идеальный усилитель в пределах своего диапазона частот уси-оооо V(гц) ливает колебания любых частот одинаково. Практически каждый усилитель усиливает различные по частоте колебания неодинаково, вследствие чего на-
50 100
1000
юооо /ггц) ручается. правильное
_ ,„ „ , соотношение между
Рис. 7.10. Различные формы частотных харак- 1
теристик . звуками различных ча-
стот. Неодинаковые воспроизведения колебаний различных частот называются ч а -стотными (или линейными) искажениями.
Показателем этих искажений служит частотная характеристика, изображающая зависимость коэффициента усиления К усилителя от частоты усиливаемых колебаний /. Для таких характеристик (рис. 7.10) принято по горизонтальной оси откладывать частоту не в обычном масштабе, а в логарифмическом. В обычном масштабе, когда деления одинаковы, трудно поместить широкий диапазон звуковых частот.
На рис. 7.10, а показана частотная характеристика идеального усилителя на диапазон частот 50—10 000 гц. Она показывает, что для всех частот коэффициент усиления один и тот же, т. е. частотных искажений нет. Но построить подобный усилитель трудно, да в этом и нет необходимости.
Оказывается, что небольшие изменения силы звука (менее 25%) человеческое ухо не замечает. Значит, небольшое отклонение коэффициента усиления от средней величины вполне допустимо.
158
На рис. 7.10,6 дан пример частотной характеристики усилителя, который на низшей частоте 50 гц дает усиление, на 20% меньшее, чем на средних частотах, т. е. «заваливает» низшие частоты.
На рис. 7.10, в изображена частотная характеристика с «подъемом» низших частот: коэффициент усиления при /=50 гц на 40%' выше, чем на средней частоте. В этом случае усилитель чрезмерно подчёркивает низкие басоЁые звуки.
-200 300 500 Частота [гц]
2000 3000 5000 10000
Рис. 7.11. Частотная характеристика усилителя, построенная в децибелах
«Заваливание» и «подъем» могут быть также на высших частотах. Если они превышают 20—30%', то становятся заметными: в воспроизведении чувствуется недостаток высоких звуков или, наоборот, они слышны ненормально громко по сравнению с другими звуками. Конечно, частотные искажения могут проявляться и на высших и на низших частотах.
Частотные искажения в усилителях зависят от наличия емкостей и индуктивностей, сопротивление которых зависит от частоты. Именно поэтому усилители на- разных частотах работают различно.
На частотных характеристиках по оси ординат вместо коэффициента усиления К иногда откладывают число децибел, показывающее, на сколько усиление при данной частоте отличается от усиления на частоте 1000 гц, принятого за нулевой уровень отсчета (0 децибел). При этом усиление может отличаться как в большую сторону (числа с плюсом), так и в меньшую (числа с минусом). На рис. 7.11 дан пример характеристики, для которой изменение усиления (частотные искажения) в диапазоне частот 30—8000 гц не превышает ±5 децибел, т. е. коэффициент усиления К в этом диапазоне не отличается больше чем в 1,78 раза (см. таблицу пересчета децибел) от усиления на частоте 1000 гц.
159
2-я гармоники
\ 1
—4 -і-
Частотные искажения создаются также в громкоговорителе, телефоне, микрофоне, звукоснимателе, причем они бывают значительно больше, чем в усилителе. Поэтому иногда в усилителе полезны такие частотные искажения, которые могли бы скорректировать частотные искажения, например, в громкоговорителе. Если последний «заваливает» высшие частоты, то желательно иметь частотную характеристику усилителя с «подъемом» на высших частотах. Тогда частотная характеристика всего усилительного устройства станет лучше и воспроизведение звука будет с меньшими искажениями. В некоторых усилителях применяют тонкорректо-р ы и специальные регуляторы тона, позволяющие изменять частотную характеристику усилителя так, чтобы компенсировать частотные искажения остальных частей усилительного устройства.
Нелинейные искажения. Если на вход усилителя подать си< нусоидальное напряжение, то усиленное напряжение на выходе не будет синусоидальным, а изменит свою форму, станет более сложным. Всякое сложное колебание состоит из простых синусоидальных колебаний — основного и высших гармоник. Усилитель, искажая форму усиливаемых колебаний, добавляет лишние гармоники, которых не было на входе.
На рис. 7.12 показаны синусоидальное напряжение ивх на входе усилителя и искаженное несинусоидальное напряжение ивых на выходе. Взят случай, когда усилитель вносит вторую гармонику. На графике напряжения ивых пунктиром показаны полезная первая гармоника (основное колебание), имеющая одинаковую частоту со входным напряжением, и вторая гармоника с удвоенной частотой. Выходное напряжение является суммой этих двух гармоник.
Искажения формы колебаний, т. е. добавление лишних гармоник к основному колебанию, называют нелинейными искажениями. Они проявляются в том, что звук становится хриплым, дребезжащим. Для оценки нелинейных иска-
