Что такое ачх усилителя

Что такое ачх усилителя

АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Усилитель – это электронное устройство, управляющее потоком энергии, идущей от источника питания к нагрузке. Причем, мощность, требующаяся для управления, намного меньше мощности, отдаваемой в нагрузку, а форма входного (усиливаемого) и выходного (на нагрузке) сигналов совпадают (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Функциональная схема усилителя

Классификация. Все усилители можно классифицировать по следующим признакам:

· по частоте усиливаемого сигнала: усилители низкой частоты (УНЧ) для усиления сигналов с частотой от 10 Гц до 100 кГц; широкополосные усилители, усиливающие сигналы от 1 до 100 МГц; избирательные усилители, усиливающие сигналы узкой полосы частот;

· по роду усиливаемого сигнала: усилители постоянного тока (УПТ), усиливающие электрические сигналы с частотой от 0 Гц и выше; усилители переменного тока, усиливающие электрические сигналы с частотой, отличной от нуля;

· по функциональному назначению: усилители напряжения, усилители тока и усилители мощности (в зависимости от того, какой из параметров усиливается усилителем).

Основным качественным параметром усилителя является коэффициент усиления. В зависимости от функционального назначения усилителя различают коэффициенты усиления по напряжению KU, току KI или мощности KP:

, , ,

где Uвх, Iвх – амплитудные значения переменных составляющих соответственно

напряжения и тока на входе;

Uвых, Iвых – амплитудные значения переменных составляющих

соответственно напряжения и тока на выходе;

Pвх, Pвых – мощности сигналов соответственно на входе и выходе.

Коэффициенты усиления часто выражаются в логарифмических единицах – децибелах:

Усилитель может состоять из одного или нескольких каскадов. Для многокаскадных усилителей его коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления его каскадов: К=К1·К2·…·Кn. Если коэффициенты усиления каскадов выражены в децибелах, то общий коэффициент усиления равен сумме коэффициентов усиления отдельных каскадов:

Обычно в усилителе содержатся реактивные элементы, в том числе и «паразитные», а используемые усилительные элементы обладают инерционностью. В силу этого коэффициент усиления является комплексной величиной:

,

где — модуль коэффициента усиления;

– сдвиг фаз между входным и выходным напряжениями с амплитудами

Помимо коэффициента усиления важным количественным показателем является коэффициент полезного действия

,

где Pист – мощность, потребляемая от источника питания.

Роль этого показателя особенно возрастает для мощных, как правило, выходных каскадов усилителя.

К количественным показателям усилителя относятся также входное Rвх и выходное Rвых сопротивления усилителя:

; ,

где Uвх и Iвх – амплитудные значения напряжения и тока на входе усилителя;

и – приращения амплитудных значений напряжения и тока на

выходе усилителя, вызванные изменением сопротивления нагрузки.

Рассмотрим основные характеристики усилителей.

Амплитудная характеристика – это зависимость амплитуды выходного напряжения (тока) от амплитуды входного напряжения (тока) (рис. 9.2). Точка 1 соответствует напряжению шумов, измеряемому при Uвх=0, точка 2 – минимальному входному напряжению, при котором на выходе усилителя можно различать сигнал на фоне шумов. Участок 2–3 – это рабочий участок, на котором сохраняется пропорциональность между входным и выходным напряжением усилителя. После точки 3 наблюдаются нелинейные искажения входного сигнала. Степень нелинейных искажений оценивается коэффициентом нелинейных искажений (или коэффициентом гармоник):

,

Величина характеризует динамический диапазон усилителя.

Рис. 9.2. Амплитудная характеристика усилителя

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) усилителя – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты (рис. 9.3). Частоты fн и fв называются нижней и верхней граничными частотами, а их разность

Рис. 9.3. Амплитудно-частотная характеристика усилителя

При усилении гармонического сигнала достаточно малой амплитуды искажения формы усиленного сигнала не возникает. При усилении сложного входного сигнала, содержащего ряд гармоник, эти гармоники усиливаются усилителем неодинаково, так как реактивные сопротивления схемы по-разному зависят от частоты, и в результате это приводит к искажению формы усиленного сигнала.

Читайте также:  Разница между 30 и 60 фпс

Такие искажения называются частотными и характеризуются коэффициентом частотных искажений:

,

где Кf – модуль коэффициента усиления на заданной частоте.

Коэффициенты частотных искажений

и

называются соответственно коэффициентами искажений на нижней и верхней граничных частотах.

АЧХ может быть построена и в логарифмическом масштабе. В этом случае она называется ЛАЧХ (рис. 9.4), коэффициент усиления усилителя выражается в децибелах, а по оси абсцисс откладываются частоты через декаду (интервал частот между 10f и f ).

Рис. 9.4. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика

Обычно в качестве точек отсчета выбирают частоты, соответствующие f=10 n . Кривые ЛАЧХ имеют в каждой частотной области определенный наклон. Его измеряют в децибелах на декаду.

Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) усилителя – это зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями от частоты. Типовая ФЧХ приведена на рис. 9.5. Она также может быть построена в логарифмическом масштабе.

В области средних частот дополнительные фазовые искажения минимальны. ФЧХ позволяет оценить фазовые искажения, возникающие в усилителях по тем же причинам, что и частотные.

Рис. 9.5. Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) усилителя

Пример возникновения фазовых искажений приведен на рис. 9.6, где показано усиление входного сигнала, состоящего из двух гармоник (пунктир), которые при усилении претерпевают фазовые сдвиги.

Рис. 9.6. Фазовые искажения в усилителе

Переходная характеристика усилителя – это зависимость выходного сигнала (тока, напряжения) от времени при скачкообразном входном воздействии (рис. 9.7). Частотная, фазовая и переходная характеристики усилителя однозначно связаны друг с другом.

Рис. 9.7. Переходная характеристика усилителя

Области верхних частот соответствует переходная характеристика в области малых времен, области нижних частот – переходная характеристика в области больших времен.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10421 — | 8030 — или читать все.

Что такое амплитудно-частотная характеристика усилителя

График Амплитудно-частотной характеристики показывает баланс громкости частот. Если мы будем производить синус конкретной частоты и фиксировать уровень сигнала на выходе, то перебрав частоты с 20 Гц по 20 кГц — получим исходный график АЧХ.

Как правило, АЧХ усилителей представляет собой прямую, в редких случаях можно наблюдать подъем или спад в конкретной области частот (но такое бывает, например у Dr.Dac nano с повышением уровня низких частот).

При подключении наушников к усилителю, итоговая АЧХ меняется в соответствии с импедансом наушников и полного выходного сопротивления усилителя.

В целом, когда идет речь о изменении АЧХ усилителя или наушников, подразумевается суммарное общее изменение АЧХ, но в контексте изменение приписывается тому устройству, о котором изначально идет речь. Если говорим о усилителе, то подразумеваем изменение АЧХ усилителя, а если говорим о наушниках, то подразумеваем изменение АЧХ наушников.

Чем выше и ровнее импеданс наушников и чем ниже и ровнее сопротивление усилителя, тем меньше изменений происходит в АЧХ усилителя.

Характеристики АЧХ усилителя

Обычно приводится частотный диапазон с допуском на отклонение. Некоторые производители не указывают допустимое отклонение и это вводит в заблуждение некоторых пользователей, считающих, что если верхняя частота равна 100 кГц, то на 101 кГц усилитель уже ничего не производит. На самом деле резкий обрыв АЧХ существует только для ЦАП-ов, а у усилителей начинается плавный спад. Делать выбор в сторону усилителя без спада до 100 кГц и выше не всегда разумно, т.к. если источник звука ЦАП – то выше определенных частот есть только ультразвук с искажениями от альясинга и усиливать их нет никакого смысла.

Читайте также:  Почему слетает яндекс браузер

Частотный диапазон до 100 кГц с допуском в 1-3 дБ является хорошим показателем. Если в характеристиках на усилитель не указан допуск, то в лучшем случае подразумевается значение в 3 дБ, в остальных случаях эта цифра может быть любой.

Неравномерность АЧХ усилителя

Неравномерность АЧХ усилителя во многом перекликается с частотным диапазоном усилителя, но измеряется в ограниченном частотном диапазоне, например неравномерность в диапазоне 20 Гц – 20 кГц ± 0,7 дБ. А если измеряется рабочая полоса частот для определенного отклонения, то определяется частота, на которой это отклонение происходит и для отклонения 3 дБ частотный диапазон составит 15 Гц-56 кГц.
В отчетах измерений усилителей для наушников приводится неравномерность АЧХ.

Как измеряется АЧХ

Существует много способов для измерения АЧХ, одним из самых быстрых является мультитоновый сигнал, используемый в Audio Presition и RMAA. Помимо него можно измерять с помощью импульсного сигнала, скользящего синуса или шумового сигнала. Выбор сигнала зависит допусков на погрешность и скорости измерения.

Почему мы до сих пор спорим о качестве звука? Казалось бы все очень просто! Все свойства звука, как звуковой волны, давно изучены. Звуковоспроизводящая аппаратура все совершеннее. Но одни меломаны упорно не верят в прогресс и предпочитают проверенные временем форматы и технику. Другие уповая на технические характеристики — убеждены что нашли формулу идеального звука.

Причины, как мне кажется лежат не совсем в плоскости науки и техники. Хотя многое можно описать цифрами и формулами, кроме одной важной составляющей аудиосистемы — человека. И несмотря на то, что наука дает ответ на взаимодействие органов чувств на ощущения звука, мы все равно слышим одно и тоже по разному. В силу субъективных причин (то есть присущих определенному субъекту и не обязательно — другому) обрабатываем звуковую информацию по разному. А уж интерпретируем, вообще, "кто во что горазд"!

Глава первая: Что же такое АЧХ?

Попытаюсь внести ясность в вопрос влияния одной из самых известных и важный характеристик аудиоаппартуры — Ампилитудно частотной характеристики (далее АЧХ) на воприятие звука.

Неофиты аудиофилы или меломаны, не желающие развивать свои знания в области звука уверены, что именно АЧХ способна описать звук! И мало того, ее ширина и равномерность залог правильного звука.

Что же представляет из себя эта почитаемая аудиофилами характеристика?

Если коротко, то она описывает зависимость уровня звукового давления (то есть амплитуды) от частоты. А если совсем просто, то громкость звука определенной частоты при подачи сигнала одного уровня.

И все бы ничего если бы в реальной технике встречалась плоская и неискаженная АЧХ. Но в жизни мы видим не это:

А наподобие этого:

Но это АЧХ, акустических систем, воскликнет "продвинутый" читатель и будет прав! АЧХ же усилителя обычно выглядит так:

Но тем не менее даже твердолобые знают, что разные и имеющие близкие к идеальной АЧХ усилители, звучат по-разному!

Об этом в другой раз. Сейчас же о том, почему АЧХ не в состоянии до конца описать звучание.

Читайте также:  Csdz rt ru ростелеком

Конечно, взаимосвязь АЧХ — звук существует, но не совсем прямая. Точнее, даже не так. Взаимосвязь "АЧХ — тональный баланс" почти линейная. Но все равно с некоторыми оговорками.

Для понимание, что ровная АЧХ и достоверное воспроизведение тембра не одно и тоже мои рассказ.

Многие ошибаясь, предполагают, что тембр это звучание сигнала определенной частоты. Нет, дорогие мои, высота звука — вот звучание сигнала определенной частоты, иначе говоря тон! А тембр это набор определенных частот (тонов и обертонов) характерных для определенного инструмента, звука.

Казалось бы, логично предположить достоверно воспроизведем весь спектр звука — достоверно воспроизведем любой тембр.

Но даже в этом есть свои сложности!

Глава вторая: Музыка не синусоида!

Основная проблема — тембр любого музыкального инструмента (мы ведь музыку будем слушать?) ни нечто статическое, а он имеет характерные только ему изменения во времени. То есть нарастания (атака) и затухания сигнала.

А это уже АЧХ не описывает! А вот аппаратура, ой как по-разному способна передавать атаку и затухание звука.

Второй важный момент — Тембр это не только основной тон, в его состав входят обертоны. То есть незначительные по уровню (по сравнению с основным тоном) тоны, характерные только для этого инструмента или голоса.

Опять же вроде ничего сложного нет, если ровно воспроизвести все частоты, то тоны и обертоны не пострадают. Но! Дело в том, что обертоны имеют отличный (более низкий) уровень по сравнению с основным. И аппаратура уже не так линейно воспроизводит сигнал меньших уровней. И чем уровень ниже, тем кривее АЧХ мы имеем.

Обычной АЧХ это тоже не описать.

Глава третья: Психоакустика — лженаука? Или обмануть меня не сложно, я сам обманываться рад!

"Технари от звука" не верят во влияние восприятия звука нашим мозгом от определенных условий. Они априори считают, что мозг это спектроанализатор и мы слышим звуки, так же как их фиксирует измерительная техника.

Но слух можно, а иногда и нужно обмануть! Например плавный и равномерный спад на краях АЧХ, то есть на высоких и низких частотах слух переносит легче и воспринимает АЧХ, как более широкую. А при резких скачках и спадах "обрезает" воспринимаемую АЧХ.

Тихие звуки маскируются более громкими. Если громкость звука резко падает, то человек на мгновение "глохнет".

Искажения на средних частотах более заметны ухом.

Так что зная эти законы (а поверьте производители их знают) можно сделать звучание компонента с более узким АЧХ не только благозвучней, но и субъективно шире, чем при прослушивании аппарата имеющего более широкую, но резко обрезанную АЧХ.

Заключение: АЧХ от Лукавого.

Получается, что АЧХ вообще не нужна? И она ничего не описывает? Если пытаться заменить "чтением" АЧХ прослушивание — несомненно! Если использовать, как инструмент дополняющий прослушивание, то почему бы и нет. Но полностью строить выводы на ее основе, как мы видим, не точнее чем предсказывать погоду. Вроде и взаимосвязь есть и опыт подсказывает, что май — не месяц снегопадов, однако реальная жизнь преподносит сюрпризы, а слух говорит о том, что криво на графиках, не всегда плохо на слух.

Ссылка на основную публикацию
Что такое asus vibe
Файл asusvibe2.0.exe из ASUSTeK Computer Inc является частью AsusVibe2 0. asusvibe2.0.exe, расположенный в c:program files (x86)asusasusvibeasusvibe2.0.exe с размером файла 924336...
Что делать если виснет браузер
Автор Юрий Белоусов · 18.03.2019 Пользователи могут столкнуться с неприятной ситуацией, когда браузер Опера зависает, виснет, подвисает, тормозит, лагает, глючит....
Что делать если винда 10 не запускается
В нашей сегодняшней статье будет рассмотрен ряд случаев, связанных с отказом запуска операционной системы Windows 10 на компьютере или ноутбуке....
Что такое elm agent на андроид
Практически каждый пользователь мобильных устройств, рано или поздно, пытается разобраться в настройках, просматривать установленные приложения и сервисы. При просмотре списка...
Adblock detector