Переходная характеристика и переходные искажения

Переходной характеристикой (ПХ) аналогового тракта называ­ют зависимость напряжения u_BbIX(t) на его выходе от времени в условиях, когда на вход подан мгновенный скачок напряжения u_BX(t) с уровнем, не вызывающим перегрузку тракта. Обычно гра­фик h(t) переходной характеристики

строят с исполь­зованием относительного масштаба, где h{t) = u_Bblx(t)/uвх(t). Вид переходной характеристики однозначно определяется ходом АЧХ. При этом из-за того, что в реальных аналоговых трактах коэффи­циент усиления в области верхних частот имеет пониженные зна­чения, реакция h{t) на скачок напря­жения имеет протяженный характер, что может рас­сматриваться как проявление инерционности. Степень указанной инерционности характеризуют с помощью параметра t_H, называ­емого временем нарастания, — времени, в течение которого фронт относительной (нормированной) переходной характеристики h(t) нарастает от 0,1 до 0,9.

В отношении практически любого линейного тракта справед­ливо следующее приближенное соотношение:

где f_в0,7 -верхняя граничная частота, определенная по уровню ε_дБ= -3 дБ (0,7).

В качестве параметра, с помощь которого определяют усреднен­ное время распространения сигнала по тракту, используется время запаздывания t₃, соответствующее моменту времени, когда пере­ходная характеристика h(t) нарастет до значения 0,5.

Тракты, не являющиеся усилителями постоянного тока, не способны передать медленные (низкочастотные) сигнальные из­менения. В результате переходная характеристика h(t) таких трак­тов имеет убывающий (спадающий) во времени характер.

Степень спада оценивают параметром Δ, называемым спа­дом вершины импульса данной длительности t_и.

На рис. изоб­ражен график переходной характеристики для тракта, АЧХ ко­торого соответствует ФВЧ нижней граничной частотой (по уров­ню -3 дБ) fв_0,7= 30 Гц. Значение спада переходной характеристи­ки по истечении времени t_и можно оценить с помощью следу­ющего приближенного соотношения:

Часто значение спада Δ выражают в процентах.

Частотные и переходные искажения взаимосвязаны, т.е. опре­деленному значению граничных частот f_н0,₇ и f_в0,7 соответствуют определенные значения переходных искажений t_H и Δ, поэтому рассмотренные искажения можно назвать частотно-переходными (ЧПХ).

Отличительной особенностью ЧПХ искажений является то, что их возникновение не сопровождается появлением новых состав­ляющих в спектре сигнала. Эти искажения лишь изменяют соот­ношения между амплитудами и фазами составляющих в спектре сигнала. Искажения этого типа относят к классу линейных иска­жений, при этом их рассматривают в условиях, когда сигналы имеют невысокий уровень — уровень, при котором не проявляет­ся влияние нелинейного характера вольт-амперных характеристик (ВАХ) элементов схемы. Таким образом, параметры, с помощью которых характеризуют уровень ЧПХ, являются малосигнальны­ми параметрами.

В широкополосных трактах выполняется условие f_в»f_н. Поэто­му в этих трактах спад вершины импульса Δ за время нарастания фронта t_H имеет пренебрежимо малое значение. В связи с этим переходные искажения, оцениваемые значением параметров t_H и Δ, рассматриваются как независимые.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: