9.3 : Частотная характеристика

Коэффициент усиления и фазовый сдвиг — это свойства линейных цепей, которые описывают влияние схемы на синусоидальное входное напряжение или ток. Поведение схемы, содержащей реактивные элементы, будет зависеть от частоты входной синусоиды. В результате замечено, что усиление и фазовый сдвиг будут функциями частоты.

Усиление:

Предположим, V_in — это входной сигнал, а V_out — выходной сигнал схемы.

Входной и выходной сигналы имеют амплитуду A и B и фазовый угол 0° и θ° соответственно.

Коэффициент усиления схемы дает соотношение между размерами входной и выходной синусоиды. В частности, коэффициент усиления (K) представляет собой отношение амплитуды выходной синусоиды к амплитуде входной синусоиды.

Когда коэффициент усиления K больше единицы, это означает усиление, тогда как коэффициент усиления меньше единицы указывает на затухание. Усилние описывается с использованием логарифмической шкалы. Выраженное в децибелах (дБ), усиление обеспечивает удобный способ представления очень больших и очень маленьких чисел в одном масштабе. Прирост в децибелах рассчитывается по формуле:

Где:

дБ – усиление в децибелах,

К – коэффициент усиления,

log — логарифм по основанию 10.

Фазовый сдвиг:

Фазовый сдвиг относится к величине, на которую фаза выходного сигнала задерживается или опережает фазу входного сигнала. Это угловая разница между выходной и входной синусоидами. Входной и выходной сигнал имеют фазовый угол 0° и θ° соответственно, тогда фазовый сдвиг (θshift) определяется выражением:

Положительное значение θshift указывает на то, что выходной сигнал отстает от входного сигнала, а отрицательное означает, что выходной сигнал опережает входной сигнал.