Частотні характеристики електричних ланцюгів АЧХ, ФЧХ, смуга пропускання

АЧХ - амплітудно ЧАСТОТНА характеристика (частотна характеристика) - залежність амплітуди коливання на виході пристрою від частоти вхідного гармонійного сигналу. Вимірюється по зміні частоти постійного по амплітуді вхідного сигналу. Амплітудно-частотнаяхарактерістіка показує, як передаються його окремі гармонійні складові, і дозволяє оцінити спотворення його спектра.

Фазово-частотна характеристика (ФЧХ) - частотна залежність різниці фаз між вихідним і вхідним сигналами.
Для лінійного електричного кола, залежність зсуву по фазі між гармонійними коливаннями на виході і вході цього ланцюга від частоти гармонійних коливань на вході.
Часто ФЧХ використовують для оцінки фазових спотворень форми складного сигналу, що викликаються неоднаковою затримкою в часі його окремих гармонійних складових при їх проходженні по ланцюгу

Найважливішою характеристикою лінійного електричного кола є комплексна передавальна функція H (j). При цьому електричний ланцюг зручно зображувати у вигляді чотириполюсника (рис. 4.1), на вхідні затиски (1 - 1 ') якого подається сигнал у вигляді напруги з комплексною амплітудою Um 1, або струму з комплексною амплітудою Im 1, а реакція знімається з вихідних затискачів (2 - 2 ') також у вигляді напруги або струму з комплексними амплітудами Um2. Im2>. Комплексна передавальна функція (КПФ) визначається як відношення комплексної амплітуди реакції ланцюга до комплексної амплітуді вхідного впливу.

Залежно від типів вхідного впливу і реакції ланцюга розрізняють наступні види КПФ:

1. Комплексна передавальна функція по напрузі

,

де Um 1, Um2. U1. U2 - комплексні амплітуди і комплексні діючі значення напруги впливуна вході і напруги реакції на виході.

2. Комплексна передавальна функція по току

,

3. Комплексне передавальне опір

.

4. Комплексна передавальна провідність

З даних визначень випливає, що Hu (j) і Hi (j) є безрозмірними величинами, a HZ (j) і HY (j) - мають відповідно розмірності опору і провідності.

Комплексні передавальні функції визначаються на частоті

сигналу впливу і залежать тільки від параметрів ланцюга.

Як будь-яку комплексну величину H (j) можна уявити в показовою, тригонометричної і алгебраїчній формі:

;

;

,

де - модуль комплексної передавальної функції називається амплітудно-частотної характеристикою ланцюга (АЧХ), а - аргумент комплексної передавальної функції називають фазо-частотної характеристикою ланцюга (ФЧХ).

Смуга пропускання (прозорості) - діапазон частот, в межах якого амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) акустичного, радіотехнічного, оптичного або механічного пристрою досить рівномірне для того, щоб забезпечити передачу сигналу без суттєвого викривлення його форми. Іноді, замість терміна "смуга пропускання", використовують термін "ефективно передана смуга частот (ЕППЧ)". У ЕППЧ зосереджена основна енергія сигналу (не менше 90%). Цей діапазон частот встановлюється для кожного сигналу експериментально відповідно до вимог якості.

Основні параметри смуги пропускання

Основні параметри, які характеризують смугу пропускання частот - це ширина смуги пропускання і нерівномірність АЧХ в межах смуги.

Ширина смуги пропускання - смуга частот, в межах якої нерівномірність частотної характеристики не перевищує заданої.

Ширина смуги зазвичай визначається як різниця верхньої і нижньої граничних частот ділянки АЧХ, на якому амплітуда коливань дорівнює (або для потужності) від максимальної. Цей рівень приблизно відповідає -3 дБ.

Іноді смугу пропускання визначають також по фазо-частотної характеристики пристрою [1].

Ширина смуги пропускання виражається в одиницях частоти (наприклад, в Гц).

Розширення смуги пропускання дозволяє передати більшу кількість інформації.

Нерівномірність АЧХ характеризує ступінь її відхилення від прямої, паралельної осі частот.

Нерівномірність АЧХ виражається в децибелах.

Ослаблення нерівномірності АЧХ в смузі покращує відтворення форми сигналу, що передається.

Абсолютну смугу пропускання: 2 # 916; # 969; = Sa

Відносну смугу пропускання: 2 # 916; # 969; / # 969; o = So

15. Властивості р-п - ​​переходу. Напівпровідниковий діод. ВАХ, параметри, еквівалентна схема.

pn -Перехід (n - negative - негативний, електронний, p - positive - позитивний, дірковий), або електронно-дірковий перехід - область простору на стику двох напівпровідників p- і n-типу, в якій відбувається перехід від одного типу провідності до іншого . p-n-Перехід є основою для напівпровідникових діодів, тріодів і інших електронних елементів з нелінійної вольт-амперної характеристикою.

Донорная домішка: основні носії заряду - вільні електрони. Залишається позитивний іон домішки. Акцепторна домішка: основні носії заряду-дірки. Залишається негативний іон домішки. У місці контактадонорного і акцепторного напівпровідників виникає електронно-дірковий перехід (p-n-перехід).

1. Утворюється що замикає шар, утворений зарядами іонів домішки: d = 10 -7 м, # 61508; # 61546; = 0.4-0,8 В.

2. Напрямок зовнішнього поля (джерела) збігається з напрямком контактного поля. Струму основних носіїв заряду немає. Існує слабкий токнеосновних носіїв заряду. Таке включення називається зворотним.

3. Пряме включення. Існує ток основних носіїв заряду.

p-n-перехід пропускає електричний струм тільки в одному напрямку

(Властивість односторонньої провідності).