Спектр вихідного струму при гармонійному сигналі на вході
Розглянемо вплив на нелінійний елемент, наприклад транзистор із загальним емітером, в режимі великого гармонійного сигналу на вході з заходом миттєвих значень в область відсічення струму (рис.3)
Напруга на базі транзистора одно
Для роботи з відсіченням напруга зсуву і амплітуда вхідного сигналу повинні бути такими, щоб миттєве значення вихідного напруги потрапляли б і на лівий горизонтальний ділянку ДПХ. Кут, при якому струм досягає нуля, називається кутом відсічення. При цьому напруга на базі дорівнює напрузі зсуву, тобто , Звідки кут відсічення визначається як
Таким чином, забезпечити заданий кут відсічення можна відповідним чином обраними напругою зміщення і амплітуди вхідного сигналу. Якщо гармонійний сигнал цілком потрапляє на лінійний ділянку (як на рис.2, а), то такий режим відповідає розі відсічення 180 0. при цьому амплітуда вхідного сигналу дорівнює сумі напруг відсічення і зміщення. Це режим класу "А". Якщо напруга зсуву дорівнює напрузі відсічення, то кут відсічення дорівнює 90 0. Такий режим називають режимом класу "В".
У загальному випадку миттєве значення імпульсів струму на періоді описується виразом:
Таку періодичну (з періодом) послідовність косинусоидальной імпульсів можна розкласти в ряд Фур'є:
де Ік, 0 - амплітуда n-ої гармоніки струму, що визначається виразами для тригонометричного ряду Фур'є як:
називаються коефіцієнтами гармонік або коефіцієнтами Берга. Часто використовують графіки залежностей коефіцієнтів Берга від кута відсічення, представленими на рис.4.
При все коефіцієнти гармонік дорівнюють нулю (струм в цьому випадку взагалі дорівнює нулю), при відсічення струму відсутня і режим роботи стає лінійним, все гармоніки, за винятком першої, дорівнюють нулю.
Спектр вхідного напруги і вихідного струму представлені на рис.5.
Зі зменшенням кута відсічення імпульси струму звужуються, кількість гармонік з помітними амплітудами зростає, максимуми амплітуд зміщуються в область малих значень кутів відсічення і відповідають кутах, приблизно рівним 120 0 / n. Нелінійний режим роботи з відсіченням струму використовується в підсилювачах потужності, множенні частоти, амплитудном детектировании і ін. Перетвореннях.