3. kapitola: Útlum, zesílení, zkreslení, korekce signálu (rozšířená osnova)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "3. kapitola: Útlum, zesílení, zkreslení, korekce signálu (rozšířená osnova)"

Marcela Šimková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 3. kapitola: Útlum, zesílení, zkreslení, korekce signálu (rozšířená osnova) Čas ke studiu: hodiny Cíl: Po prostudování této kapitoly budete umět používat správně uvedené pojmy rozlišit zkreslení (lineární, nelineární, funkční) aplikovat uvedené poznatky pro korekci signálu premfáze, deemfáze Výklad každého elektronického systému by bylo nejvhodnější definovat přenos P, jako poměr výstupní veličiny ku veličině vstupní (specielně v radiotechnice se pojem přenos používá v trochu jiném smyslu). Z tohoto hlediska je vlastně zavádění pojmů jako útlum či zesílení naprosto nadbytečné. Protože se však tyto termíny historicky vyvinuly, pojmenujme je: - je li přenos struktury větší než, hovoříme o zesílení. - je li přenos struktury menší než, hovoříme o útlumu. Vyjadřujeme li situaci v db, vycházíme z výkonové definice: P db ( ( P ) = 0 log P / Pro napěťové db na stejném odporu R potom obdržíme ( ) ( ) / R 0 log( ( P / P) = 0 log = 0 log / / R ( )

(lineární, nelineární, funkční) aplikovat uvedené poznatky pro korekci signálu premfáze, deemfáze Výklad každého elektronického systému by bylo nejvhodnější definovat přenos P, jako poměr výstupní

2 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola Pokud si přejeme vyjadřovat zesílení i útlum pomocí kladných čísel (db), vede to k naprosto jasné definici: zesílení (< / ) = A db = 0 log ( ) / útlum ( / < ) = α db = 0 log( / ) = 0 log( / ) = 0 log( / ) = AdB V reálném světě je jen velmi málo systémů, které jsou skutečně lineární. Řada reálných systémů se však - zejména v okolí pracovních bodů - od lineárních systémů odlišuje jen málo a proto je lze s určitou mírou nepřesnosti za lineární považovat. Vzhledem k tomu, že popis i řešení problémů s lineárními systémy je nesrovnatelně jednodušší než v případě systémů s nelinearitami, omezíme se tam, kde je to možné (malé, nefunkční, parazitní, nelinearity) na linearizované modely - nejprve linearizujeme systém. Skutečný systém nahradíme jeho modelem, který v okolí pracovního bodu s dostatečnou přesností nahradí původně nelineární vztahy lineárními rovnicemi (zesilování signálu, filtrace, korekce). Kromě těchto nelinearit se však v elektronických systémech vyskytují i tzv. podstatné (funkční) nelinearity, zaváděné úmyslně. Nelze je linearizovat obvykle nelze, protože nelinearita je funkčně využita (usměrňovače, směšování, modulace, demodulace). Význačným znakem nelineárního obvodu je to, že při zavedení jednoho harmonického signálu vznikají vyšší harmonické složky (důsledek nelineárního matematického modelu lze využít například pro násobení kmitočtů). Při zavedení více harmonických složek vznikají i složky součtové a rozdílové lze využít pro modulaci. Při průchodu harmonického signálu linearizovanou soustavou můžeme míru nežádoucí tvarové deformace popsat pomocí činitele nelineárního zkreslení (harmonického signálu): k = L nebo k je efektivní hodnota k té harmonické složky. k = L 4 + L Je zřejmé, že nelineární obvod je schopen spektrum vstupního signálu rozšířit o nové složky (násobky, součtové, rozdílové). Je ale také známo, že i lineární obvody mohou měnit spektrum vstupujícího signálu. Nikdy ovšem nevznikají nové spektrální složky, pouze se mění amplituda nebo fáze spektrálních složek vstupujícího signálu. Tato zkreslení se dost často označují jako lineární zkreslení Žalud, str. 356 kmitočtová zkreslení. Chtěné lineární zkreslení podle požadavků upravujeme spektrum signálu filtry, korektory. Nechtěné lineární zkreslení viz Žalud, str. 356 až 360. Heslo ze slovníku cizích slov: korekce oprava, náprava, zlepšení cela pro nápravu vězňů

) = 0 log( / ) = AdB V reálném světě je jen velmi málo systémů, které jsou skutečně lineární.

3 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 3 Je zřejmé, že se bude jednat o zlepšení signálu podle potřeby a fyzikálních možností. Příkladem korekčních obvodů pro zlepšení šumových poměrů (v přesně definované situaci) jsou obvody preemfáze a deemfáze zlepší se šumové poměry viz. Žalud, str. 0. Nejběžnější korekcí v oblasti nf techniky jsou korektory typu hloubky/výšky nebo pásmové korektory např. Punčochář: Operační zesilovače v elektronice, str

Příkladem korekčních obvodů pro zlepšení šumových poměrů (v přesně definované situaci) jsou obvody preemfáze a

4 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 4

5 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 5 tranzistorového zesilovače, který pracuje na kmitočtu f < 3fT/hE, je modul proudového činitele přenosu nepřímo úměrný tomuto kmitočtu. Má-li být v zachována neměnnost amplitudy kolektorového proudu v celém kmitočtovém rozsahu zesilovače, musíme zabezpečit lineární růst amplitudy bázového proudu při růstu pracovního kmitočtu. Při návrhu vstupního přizpůsobovacího obvodu proto musíme vzít v úvahu charakter vstupní impedance tranzistoru. Při f 3fT/hE a při reálné hodnotě zátěže v kolektoru tranzistoru má vstupní impedance Ẑ vst pro zapojení SE pro libovolný pracovní režim kmitočtově nezávislou reálnou

Má-li být v zachována neměnnost amplitudy kolektorového proudu v celém kmitočtovém rozsahu zesilovače, musíme zabezpečit lineární růst amplitudy bázového

6 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 6 složku rvst a imaginární složku induktivního charakteru Xvst = jωlvst. Pro tento případ může být jako přizpůsobovací obvod, korigující frekvenční závislost proudového přenosu, použit obvod, který vytvoří spolu se vstupní reaktancí tranzistoru sériový nebo paralelní kmitavý okruh znázorněný na obrázku Obr Prokeš, A.: Rádiové přijímače a vysílače - str. 5.

Pro tento případ může být jako přizpůsobovací obvod, korigující frekvenční závislost proudového

7 Punčochář, J: AEO; 3. kapitola 7 Text k prostudování [] Žalud, V.: Moderní radioelektronika, BEN - technická literatura Praha 000, ISBN ; str. 356 až 360,str. 0 Další studijní texty Punčochář, J.: Operační zesilovače v elektronice. BEN technická literatura, Praha 00 (5. vydání), str. 409 až 4 [3] Prokeš, A.: Rádiové přijímače a vysílače. VT v Brně, 005, ISBN , str. 5 Otázky Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretických otázek.. Definujte vztah mezi pojmy přenos, zesílení a útlum.. Funkční a nefunkční nelinearita, kdy lze linearizovat? 3. Funkční a nefunkční nelinearita, kdy nelze linearizovat? 4. Definujte činitel nelineárního zkreslení. 5. Změna spektra v nelineárním a lineárním obvodu. 6. Co je to lineární (frekvenční) zkreslení, chtěné, nežádoucí? 7. Korektor hloubky/výšky? 8. Pásmový korektor? 9. Preemfáze, deemfáze? 0. Korekce frekvenční závislosti proudového zesilovacího činitele tranzistoru? Odpovědi naleznete v uvedené literatuře. Úlohy k řešení Klíč k řešení Autokontrola Pokud vyřešíte správně více než /3 problémů a otázek, můžete přejít ke studiu dalšího tématu.

VT v Brně, 005, ISBN 80-4-63-7, str. 5 Otázky Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretických otázek.

Podobné dokumenty

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace Metodický pokyn CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_ INOVACE_C.3.17 Integrovaná střední škola technická Mělník,