Амплитудно-частотная характеристика усилителя – не бывает ничего идеального

Амплитудно-частотная характеристика - это двухмерный график, показывающий, насколько неравномерно усиливается сигнал в зависимости от его частоты. Если говорить об усилителях низкой частоты, то есть акустической аппаратуре, то АЧХ определяет натуральность и естественность воспроизведения звука.

Искажения аудиосигнала бывают линейными и нелинейными. К нелинейным относят изменение формы выходного сигнала, а к линейным – неравномерность усиления при сохранении его формы.

Амплитудная характеристика усилителя обладает особенностью: деления на оси абсцисс, на которой нанесена шкала частот в слышимом диапазоне, имеет логарифмическую градуировку, - чем выше частота, тем интервалы между делениями меньше. Такой способ отображения оправдан особенностями человеческого слуха, который различает модуляции тем меньше, чем выше их тон.

Идеальная амплитудно-частотная характеристика выглядела бы прямой горизонтальной линией. Но, как известно, создать усилитель, абсолютно равномерно и одинаково воспроизводящий весь спектр даже на относительно узком диапазоне слышимых звуков, практически невозможно. Все дело в характеристиках электронных компонентов, составляющих схему (как усилительных, полупроводниковых или ламповых, так и вспомогательных, емкостей и индуктивностей). Любой транзистор, микросхема, или лампа имеют собственную АЧХ. Только тщательная настройка, предусмотренная конструкцией всего устройства, позволяет компенсировать неидеальность отдельных составляющих. Достигаться это может и подбором деталей, и глубокой отрицательной обратной связью, уменьшающей как линейные, так и нелинейные искажения.

Так как идеальной амплитудно-частотная характеристика быть не может, то можно говорить лишь о том, в какой степени она отклоняется от линии, параллельной оси абсциссы. Принято считать, что изменение коэффициента усиления в пределах трех децибел для слуха человека некритично, поэтому частотный диапазон определяется как интервал между пересечением линии, лежащей на 3 dB ниже пикового значения усиления (обычно в районе 1000 Гц) с линией характеристики в местах так называемых «концевых загибов». Не следует считать, что частоты ниже и выше границ частотного диапазона «не пропускаются», просто их ощутимо хуже слышно.

Снять АЧХ усилителя можно с помощью простых приборов (осциллографа и генератора звуковых частот), или используя точный вольтметр. Для этого нужно подавать на вход устройства сигнал одинаковой величины, например, 200 мВ, и разных частот, и измерять его интенсивность на выходе, нанося данные на график. На радиозаводах принято регулировать равномерность АЧХ с помощью специального всеволнового генератора, подающего на вход весь диапазон, и измерителя, наглядно демонстрирующего диаграмму на экране. В условиях производства так получается значительно быстрее достичь результата.

Акустические системы, служащие полезной нагрузкой для усилителя, в свою очередь, имеют собственные характеристики, и они тоже далеко не идеальны. С целью компенсации суммарной АЧХ в конструкции усилителя предусмотрены такие устройства, как регуляторы тембра или многополосные эквалайзеры. Аппаратура класса Hi-End таких настроек не имеет, их амплитудно-частотная характеристика настолько тщательно настроена и согласована с комплектными АС, что, кроме ручки громкости и тумблера включения, других приспособлений управления не требуется.