Рис.1. Типовая АЧХ ШПУ

Экспериментальное исследование усилительного устройства

В области средних частот

Общие сведения

1. 1Любое усилительное устройство (УУ) предназначено для усиления электрических сигналов в ограниченной области частот называемой полосой пропускания. Эти частотно-усилительные свойства наиболее полно отражаются комплексным коэффициентом передачи или зависимостями от частоты его модуля и аргумента, которые представляются графически в виде АЧХ и ФЧХ. В первую очередь интерес обычно представляет АЧХ, во вторую ФЧХ. Типичный вид АЧХ широкополосного усилителя (ШПУ) переменного тока при линейном масштабе по оси ординат изображен на рис.1.

Рис.1. Типовая АЧХ ШПУ

Из рисунка видно, что АЧХ имеет явно выраженный горизонтальный участок, на котором коэффициент усиления от частоты не зависит. Этот диапазон частот называется областью средних частот (СЧ), в этой области коэффициент усиления равен К₀. Две области частот, примыкающие к области СЧ слева и справа, называются соответственно областями нижних частот (НЧ) и верхних частот (ВЧ). На этих спадающих участках коэффициент усиления плавно уменьшается от значения равного К₀ до нуля. Поскольку АЧХ на спадающих участках имеет асимптотический характер, явных безусловных границ перехода от одной области АЧХ к другой не может существовать. В то же время приводить каждый раз для краткого описания частотно-усилительных свойств УУ график АЧХ явно неудобно. Поэтому в качестве условных границ между смежными областями приняты те частоты, на которых коэффициент усиления уменьшается в раз по сравнению с К₀, или, что то же самое, на которых коэффициент усиления равен 0.707 К₀. Эти частоты называются соответственно нижней (Fн) и верхней (Fв) граничными частотами по уровню 0.707 К₀ (Обычно условие по уровню 0.707 К₀  по умолчанию не добавляется.) В отдельных частных случаях уровень определения граничных частот может отличаться от значения 0.707, тогда ссылка на нестандартный уровень обязательна.

Таким образом, в краткой форме усилительные свойства могут быть заданы значением коэффициента усиления в области средних частот К₀, а частотные свойства граничными частотами (Fн и Fв), а также полосой пропускания F=Fв-Fн.

2. Любое УУ со стороны входа подключается к источнику сигнала с реальным (не равным нулю) внутренним сопротивлением источника Rи, а со стороны выхода усилительное устройство подключается к нагрузке с эквивалентным сопротивлением Rн. Эквивалентные схемы входной и выходной цепей любого УУ для области средних частот показаны на рис.2.

3. В качестве исследуемого УУ используется типовой усилительный каскад с общим эмиттером (ОЭ). Исследования проводятся для двух вариантов схемы каскада: без отрицательной обратной связи (без ООС) и при ООС последовательной по току для переменной составляющей тока.