Войти
Кривые передачи мощности для усилителя с коэффициентом усиления 3 (4,77 дБ ). Зеленая кривая представляет собой идеальный усилитель, у которого выходная мощность в 3 раза больше входной мощности. Красная кривая представляет собой типичный усилитель, который может обеспечить усиление только до определенного уровня мощности, прежде чем достигнет насыщения. Компрессия усиления - это разница между зеленой кривой и красной кривой.. Важным параметром сжатия усиления является OP1dB, который представляет собой входную мощность, которая приводит к компрессии на 1 дБ. В этом примере OP1dB составляет примерно 2 Вт, потому что при этом уровне входной мощности зеленая кривая соответствует 6 Вт, а красная кривая - примерно 5 Вт. Отношение 5/6 составляет 83,3%, а потеря 1 дБ - это отношение 
Сжатие усиления - это уменьшение «дифференциального» или «крутого» усиления, вызванного нелинейностью передаточной функции усилительного устройства. Эта нелинейность может быть вызвана нагревом из-за рассеивания мощности или перегрузкой активного устройства за пределы его линейной области. Это явление цепей большого сигнала.
Усиление сжатие актуально в любой системе с широким динамическим диапазоном, такой как аудио или РФ. Это чаще встречается в схемах ламп, чем в схемах транзисторов, из-за различий в топологии, что может вызывать различия в звуковых характеристиках, называемых «звук клапана ». Внешние ВЧ усилители радиоприемников особенно подвержены этому явлению при перегрузке сильным нежелательным сигналом.
Ламповый радиоприемник или ламповый усилитель будет увеличиваться в объеме до определенной точки, а затем, когда входной сигнал выходит за пределы линейного диапазона устройства, эффективное усиление уменьшается, изменяя форму сигнала. Эффект присутствует и в транзисторных схемах. Степень эффекта зависит от топологии усилителя.
Ограничение как форма сжатия сигнала отличается от работы типичного студийного компрессора уровня звука, в котором сжатие усиления не выполняется. мгновенно (с задержкой по времени настройками атаки и выпуска).
Обрезка уничтожает любую аудиоинформацию, превышающую определенный порог. Сжатие и ограничение изменяют форму всего сигнала, а не только форму сигнала выше порога. Вот почему можно ограничивать и сжимать с очень высокими коэффициентами без искажения.
Усиление - это линейная операция. «Сжатие усиления» не является линейным и, как таковое, его эффектом является искажение из-за нелинейности передаточной характеристики, которая также вызывает потерю «крутизны» или «дифференциального» усиления. Таким образом, выходной сигнал меньше ожидаемого при коэффициенте усиления слабого сигнала усилителя.
В ограничении сигнал резко ограничивается определенной амплитудой и тем самым искажается, удерживаясь ниже этого уровня. Это создает дополнительные гармоники, которых нет в исходном сигнале.
«Мягкое» отсечение или ограничение означает, что в передаточной характеристике нет резкой «точки перегиба». Мягко обрезанная синусоида станет больше похожа на прямоугольную волну с более закругленными краями, но все же будет иметь много дополнительных гармоник.
Сжатие усиления вызвано нелинейными характеристиками устройства при работе с большими амплитудами. С любым сигналом, когда входной уровень увеличивается за пределы линейного диапазона усилителя, происходит сжатие усиления.
Рабочая точка транзистора может изменяться при изменении температуры, поэтому более высокая выходная мощность может привести к сжатию из-за рассеивания коллектора. Но это не изменение прироста; это нелинейное искажение. Выходной уровень остается примерно таким же, как и входной уровень выше. Как только достигается нелинейная передаточная характеристика любого усилителя, любое увеличение входного сигнала не будет сопровождаться пропорциональным увеличением выхода. Таким образом происходит сжатие усиления. Кроме того, в это время, поскольку передаточная функция больше не является линейной, возникнут гармонические искажения .
При преднамеренном сжатии (иногда называемом автоматическая регулировка усиления или сжатие уровня звука ), которое используется в устройствах, называемых «компрессорами динамического диапазона», общий коэффициент усиления схемы активно изменяется в зависимости от уровня входного сигнала с течением времени, поэтому передаточная функция остается линейной в течение короткого периода времени. Синусоидальная волна в такой системе по-прежнему будет выглядеть на выходе как синусоидальная волна, но общее усиление варьируется в зависимости от уровня этой синусоидальной волны. Выше определенного входного уровня выходная синусоида всегда будет иметь одинаковую амплитуду. Выходной уровень преднамеренного сжатия меняется со временем, чтобы минимизировать нелинейное поведение. С компрессией усиления все наоборот, его выход постоянный. В этом отношении преднамеренное сжатие служит менее художественной цели.
«Сжатие усиления» в РЧ-усилителях аналогично мягкому ограничению. Однако в узкополосных системах эффект «выглядит» больше как сжатие усиления просто потому, что гармоники отфильтровываются после усиления. Во многих листах данных для РЧ-усилителей указывается сжатие усиления, а не показатели искажений, потому что их легче измерить и они более важны, чем показатели искажений в нелинейных РЧ-усилителях.
В широкополосных и низкочастотных системах нелинейные эффекты легко заметны, например вывод обрезан. Чтобы увидеть то же самое на частоте 1 ГГц, необходим осциллограф с полосой пропускания не менее 10 ГГц. Наблюдение с помощью анализатора спектра , сжатие основной гармоники и улавливание гармоник.
Малошумящий ВЧ усилитель, если он подается от направленной антенны к потребителю 900 МГц приемник, должен улучшить дальность передачи. Это работает, но приемник также может принимать несколько станций UHF около 700 МГц.
Например, если канал 54 передает 6 MW из AM, FM, и PM, внешний интерфейс RF ожидает -80 дБм, будет сильно перегружен и произведет смешивание продуктов. Это типичный эффект компрессии усиления.
Сжатие мощности - это форма сжатия усиления, которая имеет место в громкоговорителе звуковых катушках, когда они нагреваются и увеличивают свою сопротивление. Это снижает мощность, потребляемую усилителем, и снижает уровень звукового давления.
