Амплитудно-частотная характеристика усилителя. Амплитудно-частотная характеристика усилителя с прямыми связями

Одним из важнейших параметров является коэффициент усиления по напряжению КU-отношение выходного напряжения усилителя к входному напряжению: КU=Uвых/Uвх. Широта применения и разнообразие выполняемых задач привели к созданию усилителей самых различных типов и назначений (усилители тока, напряжения, мощности) .

Прежде всего, усилители разделяют по диапазону усиливаемых частот. Усилители низкой частоты предназначены для усиления электрических сигналов в полосе частот от 30 до 20 кГц. Усилители высокой частоты предназначены для усиления сигналов радиочастот от 100 кГц и выше. Усилители, работающие на сверхвысоких частотах (в диапазоне УКВ) , часто выделяют в особую группу. Усилители постоянного тока усиливают сигналы в полосе частот от 0 до некоторой заданной рабочей частоты. При этом они обеспечивают усиление как постоянных, так и переменных составляющих сигнала.

По характеру сопротивления нагрузки различают:

а) усилители на сопротивлениях (нагрузкой является активное сопротивление) ;

б) дроссельные усилители (нагрузкой является дроссель) ;

в) трансформаторные усилители (нагрузкой служит трансформатор) ;

г) резонансные усилители (нагрузкой служит колебательный контур или система связанных контуров) .

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) -зависимость коэффициента усиления К или усиления N=20lgK от частоты: при изображении усилителей частоту откладывают в логарифмическом масштабе. Для количественной оценки формы амплитудно- частотной характеристики служит понятие полосы пропускания контура. Полосу пропускания можно определять по любому уровню, но чаще всего она определяется по уровню 1/√2=0.707. Полосой пропускания контура по уровню 0.707 называют область частот, в которой ток в контуре изменяется от своего максимального (резонансного) значения до уровня 0.707 от максимального.
рафик 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.

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 альязинга и усиливать их нет никакого смысла.

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.