Основные показатели усилительных устройств, страница 26

где  и  – соответственно квадраты действующих значений ЭДС сигнала и шума источника сигнала (или, что-то же самое, квадраты действующих значений напряжений сигнала и шума на зажимах ненагруженного источника сигнала), а  и  – квадраты действующих значений напряжений сигнала и шума в выходной цепи транзистора. Очевидно, что коэффициент шума всегда больше единицы.

1.3.6  Нелинейные искажения усилителей

Нелинейные искажения это отклонения формы сигнала на выходе усилителя от формы сигнала на его входе, вызванные влиянием нелинейности характеристик УЭ (БТ, ПТ, ЭЛ и т.д.), а также влиянием нелинейности характеристик намагничивания сердечников трансформаторов, если последние применяются в усилителях. Они возникают из-за того, что амплитуда сигнала выходит за пределы линейных участков этих характеристик.

        Нелинейные искажения зависят от уровня сигнала. Как отмечалось в разделе 1.3.4, посвященном рассмотрению АХ U_вых=f(U_вх), сквозной АХ U_вых=f(Е_ист) и сквозной динамической характеристики u_вых (или i_вых)=f(e_ист) усилителя при больших сигналах на входе и выходе усилителя, превышающих номинальные значения Е_{ист.ном.}, U_вх.ном.,U_{вых.ном}, наступает перегрузка усилителя, приводящая к резкому увеличению нелинейных искажений и, как следствие, к нарушению пропорциональности между U_вых и U_вх (или Е_ист) в АХ и между u_вых(или i_вых) и e_ист в сквозной динамической характеристике усилителя.

Отличительной особенностью нелинейных искажений является появление в спектре искаженного выходного сигнала новых гармонических составляющих, которых не было в спектре входного сигнала, и, прежде всего, высших гармоник входного сигнала, представляющих собой гармонические составляющие с частотами, кратными частоте входного сигнала. Так, при воздействии на вход усилителя гармонической ЭДС, изменяющейся по синусоидальному закону  e_ист= Е_m._ист. sinw₁t  (где w₁=2pf₁), выходной сигнал при нелинейных искажениях будет отличаться по форме от синусоидального и, следовательно, в нем кроме гармонической составляющей с частотой входного сигнала w₁=2pf₁ будут содержаться и гармонические составляющие с частотами, кратными частоте входного сигнала 2w₁, 3w₁, 4w₁ и т.д. (или 2f₁, 3f₁, 4f₁ и т.д.), то есть высшие гармоники, которые, как и составляющая основной частоты (первая гармоника), выявляются путем разложения в ряд Фурье искаженного выходного сигнала.