Kwalifikacja: INF.06 - Montaż i eksploatacja szerokopasmowych sieci kablowych pozabudynkowych

Wzmacniacze to takie układy, gdzie trzeba cały czas mieć w głowie dwie rzeczy: liniowość i szumy. Łatwo się pomylić i założyć, że jeśli zmniejszamy poziom wyjściowy, to „wszystko złe” się zmniejsza: szumy, zniekształcenia skrośne, harmoniczne drugiego i trzeciego rzędu. Intuicyjnie brzmi to sensownie, ale w praktyce tak nie jest. W tym pytaniu chodzi o coś bardzo konkretnego: o odstęp sygnału od czegoś, czyli o relację, nie o bezwzględny poziom. Szumy we wzmacniaczu, zwłaszcza w typowych stopniach małosygnałowych, są w dużej mierze stałe dla danego pasma i temperatury. Jeżeli ściszasz sygnał wyjściowy, a szum się prawie nie zmienia, to odstęp sygnał–szum musi się pogorszyć. I to dzieje się zawsze, niezależnie czy to wzmacniacz audio, IF w radiu, czy przedwzmacniacz pomiarowy. Natomiast zniekształcenia skrośne oraz drugiego i trzeciego rzędu wynikają głównie z nieliniowości elementów aktywnych i ich pracy blisko granic zakresu. Im bliżej maksymalnego poziomu wyjściowego (clipping, nasycenie, obcinanie półokresów), tym bardziej rosną harmoniczne i intermodulacja. Kiedy zmniejszasz poziom sygnału, zwykle oddalasz się od obszaru silnej nieliniowości, więc te zniekształcenia właśnie maleją, a nie rosną. Dlatego stwierdzenie, że zmniejszenie poziomu wyjściowego zawsze zmniejsza odstęp sygnału od zniekształceń skrośnych lub harmonicznych, jest odwrotne do rzeczywistości: w normalnym zakresie pracy odstęp sygnału od zniekształceń raczej się poprawia. Typowy błąd myślowy polega na wrzuceniu „wszystkich zakłóceń” do jednego worka i traktowaniu ich jak szum. Tymczasem w inżynierii rozróżnia się szum (losowy, szerokopasmowy) i zniekształcenia nieliniowe (deterministyczne, związane z amplitudą i nieliniowością). Dobre praktyki projektowe, opisane chociażby w notach aplikacyjnych producentów wzmacniaczy operacyjnych czy układów RF, wyraźnie rozdzielają analizę SNR i analizę THD/IMD. W efekcie poprawna odpowiedź w tym zadaniu musi odnosić się do szumów, bo tylko w ich przypadku można mówić, że przy zmniejszeniu poziomu sygnału odstęp sygnał–zakłócenie zawsze maleje.