из-за снижения коэффициента усиления при больших амплитудах подводимого к транзистору сигнала (рис. 5.7, б).

Электронные лампы, как и транзисторы, могут изменять форму верхнего положительного полупериода вследствие изгиба характеристики при малых анодных напряжениях и нижнего отрицательного полупериода сигнала вследствие влияния сеточных токов, а также из-за сближения характеристик при малых токах. Нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник kr, который равен

Рис. 5.7.

Нелинейные искажения сигналов

где /i, /2... - действующие (амплитудные) значения соответственно первой (основной), второй и т. д. гармоник выходного тока; U\, U2, Ui...- действующие (амплитудные) значения соответственно первой, второй, третьей и т. д. гармоник выходного напряжения.

Общий коэффициент гармоник равен

так как

/3 Ui

/, Ui TiVi

где k2 гз--- - коэффициенты второй, третьей и т. д. гармоник.

Допустимое значение коэффициента гармоник зависит от "азначения усилителя и составляет 0,1...7% для усилителей звуковых частот и 0,01...0,2% для усилителей многопроводной связи.

В усилителях импульсных сигналов может также происходить изменение формы выходного сигнала (импульса) за счет линейных искажений, которые обусловлены переходными процессами установления токов и напряжений в цепях, содержащих реактивные сопротивления (емкость, индуктивность) (рис. 5.8).

Линейные искажения, обусловленные переходными про-

цессами, называются переходными искажениями, для оценки которых используют переходную характеристику. Переходная характеристика представляет собой зависимость мгновенного значения выходного напряжения (тока) от времени при мгновенном скачкообразном изменении напряжения (тока) во входной цепи, описываемом единичной функцией h{t) = [{t). При построении переходной характеристики пользуются нормированными величинами (по одной или двум осям). Нормированная величина Y (вертикальная ось) представляет собой отношение

Рис 5.8. Переходные искажения сигналов

У ==-

где - мгновенное значение выходного напряжения; Uj у„ - установившееся значение выходного напряжения (стационарное значение выходного напряжения).

Нормированная величина X (горизонтальная ось) представляет собой отношение

где t - текущее время; т - постоянная времени каскада, узла, цепи.

Переходные искажения разделяют на искажения фронтов и искажения амплитуды импульсов.

Время установления фронтов обычно меньше длительности импульса. Поэтому для оценки искажения фронтов используют начальный участок переходной характеристики с растянутым масштабом горизонтального участка. Эту характеристику называют переходной характеристикой в области малых времен.

Искажения фронтов характеризуются временем установления tyj и выбросом S (рис. 5.9).

Время установления ст определяется временем нарастания сигнала от уровня 0,1 до уровня 0,9 своего установившегося значения

tycr = t

(0,9)~(0,1)-

Выброс б определяется наибольшим превышением ординаты Уп,ах над установившимся значением, которое принимается равным единице (последующие быстроубывающие по-

ложительные и отрицательные выбросы обычно в расчетах не учитываются)

6 = У.,з.-1 или б = 100(У„„-1), %.

Искажения вершины импульсов определяют при помощи переходной характеристики в области больших времен (переходная характеристика с сжатым масштабом по горизонтальной оси) (рис. 5.10) и оценивают относительной величиной Л изменения ординаты в течение длительности импульса

которая равна

для характеристики а-типа (спад):

6Л = 1-у, или Д = 100(1-У,), %; для характеристики б-типа (подъем):

5А = У,-1 или Д = 100(У,-1), %;

для характеристики в-типа (изменение ординаты):

6Д = У,„„-У, или Д = 100(У„„-У,), %

(0,9)

Рис. 5.9.

Переходная характеристика в области малых времен

Рис. 5.10.

Переходная характеристика в области больших времен

При импульсах малой амплитуды, когда усилитель можно считать линейным, время установления и выброс для переднего и заднего фронтов импульса одинаковы. При импульсах большой амплитуды, когда сказываются нелинейности усилителя, время установления и выброс переднего и заднего фронтов различны. Время установления заднего фронта называется временем среза /с и определяется аналогично времени установления переднего фронта ty.

Кроме указанных величин, для оценки свойств импульсных усилителей используют время задержки (запаздывания) ta, которое определяется обычно интервалом времени от момента приложения импульса, длительностью ко входу усилителя до момента, когда напряжение на его выходе достигнет половины установившегося значения (рис. 5.11).