Качественное объяснение причин возникновения искажений:
А) Искажения переднего фронта образуются за счёт наличия ёмкостей, шунтирующих вход и выход усилителя. Это приводит к тому, что напряжение на выходе усилителя при скачке напряжения на входе не может нарастать мгновенно. Ёмкость на входе транзисторного усилителя есть диффузионная ёмкость эмиттерного перехода, учёт которой осуществляется введением частотной зависимости B или α. Ёмкость на выходе является суммой ёмкостей коллекторного перехода и нагрузки. Поэтому 
. 
характеризует скорость перезаряда указанных ёмкостей, а следовательно и скорость изменения выходного напряжения.
Б) Наличие разделительных конденсаторов приводит к тому, что их ёмкости медленно заряжаются при передаче вершины импульса. Чем длиннее импульс, тем больше заряжается Cр и тем меньшая часть напряжения сигнала приходится на нагрузку. Происходит спад вершины.
Выражение для частотной характеристики однокаскадного RC-усилителя (как лампового, так и транзисторного, было получено в предыдущем разделе).
В области высоких частот:
, где 
В области низких частот:
, где 
.
τв в ламповых усилителях есть постоянная времени перезаряда ёмкости 
через параллельно соединённые Rc, Rcн и Rн. В транзисторных каскадах в τв при аналогичной постоянной времени τнагр, входит ещё 
, характеризующая частотные свойства самого транзистора. 
есть постоянная времени перезаряда разделительного конденсатора (если пренебречь влиянием Cэ). Общая формула для 
:
(а)
Выражение для передаточной функции получившейся из (а) заменой 
на оператор p:
.
Осуществляя обратное преобразование Лапласа получим выражение переходной характеристики. Для этого определим??? H(p) (корни характеристического уравнения).
; 
; 
.
По формуле разложения: 
.
.
Так как всегда 
, то
.
Неравенство позволяет для 
, но соизмеримых с τв, записать:
.
В области больших времён 
, но соизмеримых с τн:
.
Объединяя эти два графика имеем:
Пусть на входе усилителя прямоугольный импульс длительностью τи. Из графиков отчётливо видны искажения импульса.
Выводы:
1. Для получения малых искажений фронтов нужно уменьшать τв. Установим связь между τв и τф переходной характеристики
τф есть отрезок времени между моментами t1 и t2. Когда h(t) равно 0,1 и 0,9 своего максимального значения, т.е. 
и 
:
Отсюда:
, то есть 
или 
, то есть 
или 
Откуда следует, что 
. 
.
Из формулы для τф можно также получить ещё одно важное соотношение:
,
где fв – высшая граничная частота усилителя, соответствующая 
.
Иначе: если усилитель искажает входной сигнал таким образом, что его фронт имеет длительность τф, то этот усилитель имеет высшую граничную частоту, равную 
.
Таким образом, для уменьшения фронта выходного сигнала необходимо увеличивать его частоту.
2. Для получения малых спадов вершины необходимо увеличивать постоянную времени τн. При :
.
После установления фронта: 
. В момент окончания импульса 
.
.
Обычно допустимые величины 
не превышают 10%, а это значит, что 
близко к 1, или иначе 
. В этих условиях можно считать, что
(так как 
)
Следовательно
Таким образом, для уменьшения спада вершины импульса необходимо уменьшать ωн (увеличивать τн), то есть увеличивать Cэ, Cр (сопротивления, через которые перезаряжаются эти ёмкости, как известно, выбираются из других соображений).
3. Задний фронт формируется также, как и передний – экспонента с постоянной времени τв. Но здесь нужно учитывать возможность выброса на заднем фронте. Конденсатор Cр за время действия импульса заряжается по экспоненте, чем и обусловлен спад вершины. После прекращения действия импульса конденсатор, зарядившийся до величины 
, начинает разряжаться. Ток разряда течёт в противоположном направлении, что эквивалентно тому, что на входе действует импульс с ампулитудой , но противоположной полярности. Отсюда выброс на заднем фронте у выходного импульса. Затем напряжение на выходе устремляется к установившемуся значению с постоянной времени τн.
При малой скважности импульсов Cр не успевает полностью разрядиться к моменту прихода очередного импульса.
Это очевидно, так как Cр не пропускает постоянную составляющую сигнала. Следовательно, в таких схемах необходимо учитывать смещение рабочей точки за счёт протекания через входную цепь усилителя разрядного тока Cр.
Для усиления положительных импульсов (ламповым усилителем или транзисторным каскадом на n-p-n транзисторах) рабочую точку при высокой скважности выбирают близко к отсечке. Для отрицательных – ближе к насыщению. При двухполярных импульсах – в середине линейного участка динамической характеристики Однако, при малой скважности входные импульсы после разделительного конденсатора фактически становятся двухполярными (обратите внимание на вид последовательности импульсов на экране осциллографа – там тоже из-за разряда конденсатора происходит динамическое смещение нулевой оинии, и импульсы кажутся двухполярными).
4. Импульсные усилители должны быть широкополосными и с тем более широкой полосой, чем меньше допустимые искажения.