放大器的非線性失真(已修改)
2025-05-28 05:13 本頁面
【正文】 放大器的非線性失真 非線性失真是模擬電路中影響電路性能的重要因素之一。本章先從非線性的定義入手，確定量化非線性的一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)，然后研究放大器的非線性失真及其差動(dòng)電路與反饋系統(tǒng)中的非線性，并介紹一些線性化的技術(shù)。 概述非線性的定義電路非線性是指輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之比不為一個(gè)常量，體現(xiàn)在輸出與輸入之間的關(guān)系不是一條具有固定斜率的直線，或體現(xiàn)為小信號(hào)增益隨輸入信號(hào)電平的變化而變化?！ 》糯笃鞯姆蔷€性定義：當(dāng)輸入為正弦信號(hào)時(shí)，由于放大器（管子）的非線性，使輸出波形不是一個(gè)理想的正弦信號(hào)，輸出波形產(chǎn)生了失真，這種由于放大器（管子）參數(shù)的非線性所引起的失真稱為非線性失真。由于非線性失真會(huì)使輸出信號(hào)中產(chǎn)生高次諧波成分，所以又稱為諧波失真。非線性的度量方法1 泰勒級(jí)數(shù)系數(shù)表示法：用泰勒級(jí)數(shù)展開法對(duì)所關(guān)心的范圍內(nèi)輸入輸出特性用泰勒展開來近似： （）對(duì)于小的x，y(t)≈α1x，表明α1是x≈0附近的小信號(hào)增益，而α2，α3等即為非線性的系數(shù)，所以確定式()中的α1，α2等系數(shù)就可確定。2 總諧波失真（THD）度量法：即輸入信號(hào)為一個(gè)正弦信號(hào)，測(cè)量其輸出端的諧波成分，對(duì)諧波成分求和，并以基頻分量進(jìn)行歸一化來表示，稱為“總諧波失真”(THD)。把x(t)=Acosωt代入式()中，則有： ?。ǎ? 由上式可看出，高階項(xiàng)產(chǎn)生了高次諧波，分別稱為偶次與奇次諧波，且n次諧波幅度近似正比于輸入振幅的n次方。例如考慮一個(gè)三階非線性系統(tǒng)，其總諧波失真為： ?。ǎ? 采用輸入/輸出特性曲線與理想曲線（即直線）的最大偏差來度量非線性。在所關(guān)心的電壓范圍[0 Vi,max]內(nèi)，畫一條通過實(shí)際特性曲線二個(gè)端點(diǎn)的直線，該直線就為理想的輸入/輸出特性曲線，求出它與實(shí)際的特性曲線間的最大偏差ΔV，并對(duì)最大輸出擺幅Vo,max歸一化?！》蔷€性的確定 單級(jí)放大器的非線性1 由于管子特性引起的非線性 以共源放大器為例來說明單級(jí)放大器的非線性。 共源放大器圖中VS為M1管的直流工作點(diǎn)，即柵源電壓，而vs則為輸入的交流小信號(hào)，假定輸入的交流小信號(hào)為： （） 則根據(jù)飽和薩氏方程可得其漏極電流為： ?。ǎ┥鲜街蠭D0為直流輸出，所以在輸出端的交流信號(hào)可表示為： ?。ǎ┹敵鲂盘?hào)的基波與二次諧波的幅度之比為： ?。ǎ┯缮鲜娇梢钥闯鯩OS放大器的非線性失真是由于輸出電流與輸入電壓的平方關(guān)系引起
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