Кіріспе
Сызықтық емес әсерге байланысты күшейімнің төмендеуі. Күшейімнің қысылуы – үлкен сигналдық кірістер үшін күшейткіш құрылғының беру функциясының сызықтық еместігінен туындаған дифференциалдық немесе еңіс күшейімінің төмендеуі.
Gain compression is a reduction in differential or slope gain caused by nonlinearity of the transfer function of an amplifying device for large signal inputs.
Шолу
Күшейткішті оның сызықтық диапазонынан артық жүктеген кезде, сызықтық емес тізбек сипаттамаларына байланысты күшейтудің қысылуы (compression) пайда болады. Үлкен амплитудалы сигналдардың шығысы, күшейткіштің кішкентай сигналдардағы күшейтуін пайдаланғанда күтілгеннен кем болады, сондықтан кіріс сигналының өсуі шығыс сигналының пропорционалды өсуімен сәйкес келмейді. Күшейтудің қысылуы – бұл идеалды сызықтық қуат беру қисығы мен нақты тізбектің қуат беру қисығы арасындағы айырмашылық. Маңызды күшейтудің қысылу параметрі – OP1dB, ол шығыс қуатын (OP) 1 дБ-ға қысылуына себеп болатын кіріс қуаты, бұл 10 = 79,4% күшейту қатынасына сәйкес келеді. Гармоникалық бұрмалау сызықтық емес ауысу қисықтарынан туындайды. Ал күшейткіштің максималды амплитудасына жеткенде, сигналдар кесіледі, нәтижесінде одан да күшті гармоникалық бұрмалау пайда болады. Сызықтық емес болуға қуатты ыдыратудан туындайтын жылу себеп болуы мүмкін. Сонымен қатар, транзистордың жұмыс нүктесі температураға байланысты өзгеріп отыруы мүмкін.
Қатысуы
Күшейтудің сығылуы кең динамикалық диапазоны бар кез келген жүйеде маңызды, мысалы, аудио немесе радиожиілікті (RF) жүйелерде. Топологиялық айырмашылықтарға байланысты, бұл құбылыс транзисторлық схемаларға қарағанда лампалық схемаларда көбірек кездеседі, және бұл "лампалық дыбыс" деп аталатын аудио өнімділігінің айырмашылығына әкелуі мүмкін. Радио қабылдағыштардың алдыңғы RF күшейткіштері, әсіресе, күшті, қажетсіз сигналмен жүктелген кезде осы құбылысқа осал болады.
Дыбыс эффекттері
Түтік радио немесе түтік күшейткіш дауысы белгілі бір деңгейге дейін артады, бірақ кіріс сигналы құрылғының сызықтық диапазонынан асып кеткенде тиімді күшейту төмендеп, толқынның пішіні өзгереді. Бұл эффект транзисторлық тізбектерде де кездеседі. Эффектің дәрежесі күшейткіштің схемалық құрылысына байланысты.
Радиожиілікпен қысу
RF күшейткіштердегі пайданы қысу жұмсақ кесуге ұқсас. Дегенмен, тар жолақты жүйелерде бұл эффекті көбінесе пайданың қысылуы сияқты көрінеді, себебі күшейткіштен кейін гармоникалар сүзгіленеді. Көптеген RF күшейткіштердің техникалық сипаттамаларында бұрмалау көрсеткіштері емес, пайданың қысылу көрсеткіштері келтіріледі, өйткені оларды өлшеу оңай және сызықтық емес RF күшейткіштерде бұрмалау көрсеткіштерінен маңыздырақ. Кең жолақты және төмен жиілікті жүйелерде сызықтық емес эффектілер оңай байқалады, мысалы, шығыс сигнал кесіледі. 1 ГГц жиілігінде де осыны көру үшін кемінде 10 ГГц ені бар осциллоскоп қажет. Спектр анализаторы арқылы қарағанда, негізгі сигнал қысылған және гармоникалар көтерілгенін байқауға болады.
RF сығылу үлгілері
Төмен шулы радиожиілікті күшейткіш, егер оны бағыттаушы антенна арқылы 900 МГц тұтынушы қабылдағышына қосатын болсаңыз, тарату радиусын арттыруға мүмкіндік береді. Ол жұмыс істейді, бірақ қабылдағыш 700 МГц жиілігіндегі бірнеше UHF станцияларын да қабылдауы мүмкін. Мысалы, 54-ші арна 6 МВт қуатпен АМ, FM және ПМ сигналдарын таратып жатса, радиожиіліктік кірістік бөлімі -80 дБм деңгейін күтеді, бірақ оның артық жүктелуіне және араласу өнімдерінің пайда болуына себеп болады. Бұл күшейтудің шектелуінен туындайтын әсердің кәдімгі мысалы.
Жоғары қуатты дыбыс берушілер
Қуатты қысылу – динамиктердің дауыс орамдары қызып, кедергісі артқанда болатын күшейту қысылуының бір түрі. Бұл күшейткіштен тартылатын қуаттың азаюына және дыбыс қысымы деңгейінің төмендеуіне әкеледі.
Динамикалық диапазонды қасақана қысу арқылы ажырату
Динамикалық диапазонды сығыстыру – әдетте қасақана сығыстыруды білдіретін жалпы термин, оны цифрлық немесе аналогтық салаларда жүзеге асыруға болады. Автоматты күшейтуді басқару тізбектері кіріс деңгейіне жауап ретінде жалпы күшейтуді белсенді түрде өзгерту үшін арнайы жасалған, нәтижесінде уақыт өте өзгере алатын ауысу функциясы пайда болады. Ал күшейтуді шектеу, әдетте қаланбаған аналогтық күшейткіш тізбектерінің сызықтық емес қасиеттерінің салдары болып табылады.