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非线性失真定义

非线性失真定义
非线性失真定义

[编辑本段]非线性失真定义

非线性失真亦称波形失真、非线性畸变,表现为音响系统输出信号与输入信号不成线性关系,由电子元器特性:曲线的非线性所引起,使输出信号中产生新的谐波成分,改变了原信号频谱,包括谐波失真、瞬态互调失真、互调失真等,非线性失真不仅会破坏音质,还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。

失真对音质的影响极大。当音响设备存在非线性失真时,会造成声音浑浊,发毛、发沙、发破、发炸或者发硬,真实感变差。音响系统的非线性失真包括削波失真、谐波失真、互调失真以及瞬态失真等,音箱过载时,也同样会声音产生非线性失真。非线性失真存在于音响系统的各个环节中,无论采取何种技术措施,想要完全消除它是不可能的。

[编辑本段]非线性失真解析

一个理想的放大器,其输出信号应当如实的反映输入信号,即他们尽管在幅度上不同,时间上也可能有延迟,但波形应当是相同的。但是,在实际放大器中,由于种种原因,输入信号不可能与输入信号的波形完全相同,这种现象叫做失真。放大器产生失真的原因主要有2个:

①放大器件的工作点进入了特性曲线的非线性区,使输入信号和输出信号不再保持线性关系,这样产生的失真称为非线性失真。

②放大器的频率特性不好,对输入信号中不同频率成分的增益不同或延时不同,这样产生的失真成为线性失真。

非线性失真产生的主要原因来自两个方面:

①晶体管等特性的非线性;

②静态工作等位置设置的不合适或输入信号过大. 由于放大器件工作在非线性区而产生的非线性失真有4 种:饱和失真、截止失真、交越失真和不对称失真。

在共发射极放大电路中,设输入信号V i 为正弦波,并且工作点选择在输入特性曲线的直线部分,这样它的输入电流ib 也将是正弦波。

如果由于电路元件参数选择不当,使静态工作点( Q 点) 电流ICQ比较高,则对输入电流的负半周,基极总电流iB 和集电极总电流iC 都减小,使集电极电压V C 升高,形成输出电压的正半周,这个输出电压仍然是正弦波,没有失真。但是在输入电流的正半周中,当iB 由iBQ = 30μA 增加到40μA 时,iCQ随之由ICQ 增大到iCmax ,这样形成的输出电压的负半周的底部被削,不再是正弦波,产生了失真。这种由于放大器件工作到特性曲线的饱和区产生的失真,成为饱和失真。

相反地,如果静态工作点电流ICQ 选择的比较低,在输入电流正半周时,输出电压无失真。但是,在输入电流的负半周,晶体管将工作到截止区,从而使输出电压的正半周的顶部被削,产生了失真。这种失真是由于放大器工作到特性曲线的截止区产

生的,称为截止失真。

如果所使用的放大器件是PNP 型的,则饱和失真时将出现削顶,而截止失真将出现削底。若输入信号幅度过大,有可能同时出现饱和失真和截止失真。不难看出,为避免产生这2种失真,静态工作点Q 应位于交流负载线的中点,并要求输入信号幅度不要过大。

交越失真是乙类推挽放大器所特有的失真。在推挽放大器中,由2 只晶体管分别在输入信号的正、负半周导通,对正、负半周信号进行放大。而乙类放大器的特点是不给晶体管建立静态偏置,使其导通的时间恰好为信号的半个周期。但是,由于晶体管的输入特性曲线在V B E较小时是弯曲的,晶体管基本上不导通,即存在死区电压V r。当输入信号电压小于死区电压时, 2 只晶体管基本上都不导通。这样,当输入信号为正弦波时,输出信号将不再是正弦波,即产生了失真. 这种失真是由于2 只晶体管在交替工作时“交接”不好而产生的,称为交越失真. 消除交越失真的办法是给晶

体管建立起始静态偏置,使它的基极电压始终不小于死区电压。为了不使电路的效率明显降低,起始静态偏置电流不应太大。这样就把乙类推挽放大器变成了经常使用的甲乙类推挽放大器。

不对称失真也是推挽放大器所特有的失真,它是由于推挽管特性不对称,而使输入信号的正、负半周不对称,这种失真称为不对称失真。消除办法是选用特性对称的推挽管。尤其是在O TL 与OCL 电路中,互补管应选用同一种材料的,就是说都选用锗管,或者都选用硅管,以保证其输入特性的对称。

当电路有非线性失真时,输入正弦信号,输出将变成非正弦信号。而该非正弦信号是由基波和一系列谐波组成的,这就是非线性失真的特点。一个电路非线性失真的大小,常用非线性失真系数r 来衡量. r 的定义为:输出信号中谐波电压幅度与基波电压幅度的百分比。显然r 的值越小,电路的性能也就越好。

[编辑本段]减小非线性失真

当放大器输入一个正弦信号时,由于放大器本身的非线性以及静态工作点选择不适当就会使输出变为一个非正弦信号,产生了非线性失真。使正负半周不对称。引入负反馈以后可减小放大器的非线性失真。

放大电路中,由于晶体管等器件的非线性,当输入信号幅度较大时,放大电路的输出波形将产生失真。输入信号Ui为正弦波,输出信号Uo变成了上大下小的失真波形。

引人负反馈后,输出波形有所改善,如图中Uof所示。以电压串联负反馈为例,由于反馈网络是线性网络,所以,反馈电压波形与输出电压波形一样,也是上大下小。该波形与原输入波形(正弦波)迭加,结果使净输入电压波形产生了"预失真"即Ube 变成了上小下大。“预失真”正好抵消了部分因晶体管特性引起的非线性失真,从而使输出波形比较接近正弦波并得到改善。

需要指出的是,由于负反馈的引入,在减小非线性失真的同时,降低了输出幅度,

而且对输入信号的固有失真,负反馈是无能为力的。

[编辑本段]输出电压的最大幅度与非线性失真分析

放大电路输出信号电压的幅度受到饱和区和截止区的限制。在给定电路参数的条件下,输出电压不产生明显失真时的幅值称为最大输出幅度,常用峰值或峰~峰值来表示。

受饱和区的限制,输出电压的最大幅度只能达到(UCEQ -UCES),受截止区的限制,最大输出电压幅度只能达到IC。因此,实际能达到的输出电压的最大幅度只能为(UCEQ - UCES)与IC 中较小值的二倍(峰-峰值)。

静态工作点的设置对最大输出幅度有很大的影响。,要想获得较大的输出幅度,应把Q点设置在交流负载线的中点附近。

二、放大电路中的非线性失真

晶体管工作在非线性区所引起的失真称为非线性失真。产生非线性失真的原因来自两个方面:一是晶体管特性的非线性;二是Q点设置不合适或输入信号过大。

表明因Q点选择的过高或过低而导致在输入信号部分时间内,晶体管进入饱和区或截止区而产生的失真,分别称为饱和失真和截止失真。

为了避免瞬时工作点进入截止区而引起截止失真,则应使:

IC≥ICm +ICEO GS0218

为了避免瞬时工作点进入饱和区而引起饱和失真,则应使:

UCE≥Uom+ UCES GS021

[编辑本段]OFDM系统非线性失真自适应补偿技术

摘要:提出了一种将部分传输序列与递归最小二乘法相结合的0FDM非线性失真自适应补偿技术。利用部分传输序列降低OFDM信号的峰均比;使用递归最小二乘法拟合高功率放大器的幅度/幅度和幅度,相位特性曲线,对0FDM信号进行预失真处理,以补偿系统的非线性失真。仿真结果袁明,所提出的方法收敛速度快,能对高功率放大器引入的非线性失真进行有效的补偿。

关键词:正交频分复用非线性失真部分传输序列递归最小二乘法

无线通信业务的多媒体化是其未来发展的方向之一,而多媒体业务要求有高速的数据传输来支撑,因此宽带传输是无线通信发展的必然趋势。正交频分复用

OFDM(0rthogonM Frequency Division Multiplexing)技术可以有效地对抗信号波形间干扰,具有优异的抗噪声性能和抗多径衰落的能力,频谱利用率高,适合于存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中高速传输数据。目前,OFDM技术凭借其固有的对抗时延扩展的能力和较高的频谱利用率迅速成为研究的焦点.成为下一代无线通信的核心技术。

众所周知,OFDM信号具有很高的峰均功率比,对高功率放大器HPA(High Power Amplifier)的线性度要求很高,否则就会产生非线性失真,造成频谱扩展以及带内信

号畸变,使系统的性能恶化,因此必须对系统的非线性失真进行抑制。

本文提出了一种将部分传输序列PTS(Partial Transmlt Sequences)与递归最小

二乘法RLS(Recursive Least Squares)相结合的失真补偿技术,可以有效地减小高功率放大器的非线性失真。

1 传输系统结构

OFDM的基本思想是将高速率的数据流变换成多路数据子流,然后用相互正交的子载波对数据子流分别进行调制。本文讨论的发射系统框图如图l所示。由于重点分析OFDM信号的基带自适应补偿技术,为简单起见,系统省略了加入保护间隔和上变频部分。

2 自适应补偿技术

2.1 部分传输序列

部分传输序列(PTS)先将每个OFDM符号分为V个子块,给每个子块乘上一个相位因子,再对X′(k)进行IFFT运算,得到x′(n)。相位因子bi的选取应使x′(n)的峰均功率比最低。

2.2 自适应补偿

因此,幅度预失真通过对HPA的AM/AM特性曲线求逆实现,相位预失真则通过从原始信号的相位中减去HPA的AM/PM响应实现。

3 仿真结果分析

考虑子载波数N=256的OFDM系统,子载波采用16QAM调制,PTS分块数V=4,相邻分割方式,采用4倍过采样产生OFDM时域信号,δ=0.004,λ=l,ωA(O)=0,ωP(0)=0。在通信系统中,预失真性能通常与多径衰落无关,因此假设信道为理想的加性高斯白噪声信道,不存在符号间干扰,收发端时钟精确同步。

其中,Pmax表示放大器的最大输出功率,Po表示放大器输出信号的平均功率。图2给出了不同的输出功率回退条件下,无预失真和有预失真时接收端的信号星座图。从中可以看出,预失真可以有效地补偿功率放大器引起的非线性失真(图2(a)、(b))。同时也可看到,随着输出功率回退的减小,高功率放大器进入了限幅区,这时,即使预失真也无法完全消除功率放大器引入的非线性失真(图2(c)、(d))。

在OBO=4.5dB时,有,无预失真系统的误比特率曲线如图3所示。要使高功率放大器最有效地工作,需要在放大器最大输出功率与OFDM信号最小非线性失真之间进行折中,为此,定义系统的总退化TD(TotalDegTadation)为:

其中,Eb/No(HPA)表示在特定的误码率条件下,使用非线性功率放大器时所需的摄低Eb/No;Eb/No(AWGN)表示在相同的误码率条件下,不使用菲线性功率放大器对所需的最低Eb/No。系统总退化随输出功率回退的改变而改变,存在一个最小值,对应的OBO值称为最优功率回退,其值通常用来评估失真补偿算法性能的好坏。

本文提出了一种将部分传输序列与预失真相结合来补偿OFDM系统非线性失真的方法。首先利用部分传输序列对OFDM信号的峰均功率比进行控制,降低大峰值功率出现的概率,然后利用RLS算法对HPA的AM/AM和AM/PM特性进行拟合。仿真结果表明,在误比特率为10-3时,无预失真系统的最优回退为10.3dB,总退化

为11.8dB,经过前置PTS自适应预失真后,最优回退为4.3dB,总退化为5.2dB。最优回退减小了6dB.总退化减小了6.6dB.验证了该方法能有效地补偿高功率放大器引入的非线性失真。

非线性失真定义

[编辑本段]非线性失真定义 非线性失真亦称波形失真、非线性畸变,表现为音响系统输出信号与输入信号不成线性关系,由电子元器特性:曲线的非线性所引起,使输出信号中产生新的谐波成分,改变了原信号频谱,包括谐波失真、瞬态互调失真、互调失真等,非线性失真不仅会破坏音质,还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。 失真对音质的影响极大。当音响设备存在非线性失真时,会造成声音浑浊,发毛、发沙、发破、发炸或者发硬,真实感变差。音响系统的非线性失真包括削波失真、谐波失真、互调失真以及瞬态失真等,音箱过载时,也同样会声音产生非线性失真。非线性失真存在于音响系统的各个环节中,无论采取何种技术措施,想要完全消除它是不可能的。 [编辑本段]非线性失真解析 一个理想的放大器,其输出信号应当如实的反映输入信号,即他们尽管在幅度上不同,时间上也可能有延迟,但波形应当是相同的。但是,在实际放大器中,由于种种原因,输入信号不可能与输入信号的波形完全相同,这种现象叫做失真。放大器产生失真的原因主要有2个: ①放大器件的工作点进入了特性曲线的非线性区,使输入信号和输出信号不再保持线性关系,这样产生的失真称为非线性失真。 ②放大器的频率特性不好,对输入信号中不同频率成分的增益不同或延时不同,这样产生的失真成为线性失真。 非线性失真产生的主要原因来自两个方面: ①晶体管等特性的非线性; ②静态工作等位置设置的不合适或输入信号过大. 由于放大器件工作在非线性区而产生的非线性失真有4 种:饱和失真、截止失真、交越失真和不对称失真。 在共发射极放大电路中,设输入信号V i 为正弦波,并且工作点选择在输入特性曲线的直线部分,这样它的输入电流ib 也将是正弦波。 如果由于电路元件参数选择不当,使静态工作点( Q 点) 电流ICQ比较高,则对输入电流的负半周,基极总电流iB 和集电极总电流iC 都减小,使集电极电压V C 升高,形成输出电压的正半周,这个输出电压仍然是正弦波,没有失真。但是在输入电流的正半周中,当iB 由iBQ = 30μA 增加到40μA 时,iCQ随之由ICQ 增大到iCmax ,这样形成的输出电压的负半周的底部被削,不再是正弦波,产生了失真。这种由于放大器件工作到特性曲线的饱和区产生的失真,成为饱和失真。 相反地,如果静态工作点电流ICQ 选择的比较低,在输入电流正半周时,输出电压无失真。但是,在输入电流的负半周,晶体管将工作到截止区,从而使输出电压的正半周的顶部被削,产生了失真。这种失真是由于放大器工作到特性曲线的截止区产

数字预失真基本原理

17 数字预失真基本原理 马 进 (西安电子科技大学 通信工程学院,陕西 西安 710071) 摘 要 对高功率放大器的失真特性进行了数学分析,介绍了数字预失真的基本原理,总结了常用的几种预失真线性化方法,着重详细介绍了查找表数学模型的建模方法。 关键词 功率放大器;线性化;预失真 中图分类号 TN722.7+ 5 The Principle of Digital Pre-distortion Ma Jin (School of Telecommunications Engineering, Xidian University, Xi ′ an 710071, China) Abstract This paper makes a mathematical analysis of the HPA's distortion characteristic and introduces the principle of digital pre-distortion. It also summarizes some common techniques for linearizing pre-distortion with emphasis on the LUT mathematical model's modeling method. Keywords PA; linearization; pre-distortion; LUT 1 数字预失真的实测图表 数字预失真的目的是改善功放的线性度,而对功放线性度评估是用ACPR 这个指标进行评估的,因此数字预失真目的就是改善功放的ACPR 指标。预失真效果见表1所示。 2 功放的非线性特性分析 功放的各种失真特性[1]如下: (1)AM-AM 失真特性:就是放大器的增益压缩现象,即AM-AM 失真,可以采用非线性的多项式来表征放大器的这种特性,其数值由输入信号的幅度(AM )决定。 在射频增益一定的条件下,在数字域中,可以根据输入基带信号的幅度(功率)通过一个多项式可计算出此种非线性失真分量。常用的多项式表达式如下: 表1 预失真效果 载波 1 2 3 4 备注频率/MHz 870.03 871.26 872.49 873.72 750kHz,Low 47.80 750kHz,Up 45.56 1.98MHz,Low 50.65 预失真前 ACPR/dB 1.98MHz,Up 48.38 9CH 750kHz,Low 60.55 750kHz,Up 63.23 1.98MHz,Low 66.70 预失真后 ACPR/dB 1.98MHz,Up 67.17 9CH 收稿日期:2005-12-21 作者简介:马 进(1979—),男,硕士研究生。研究方向:网络安全、对数字预失真。 ...554433221x a x a x a x a x a y ++++=. (2)AM-PM 失真特性:其数值与AM-AM 失真相似,也是由输入信号的幅度决定。 电子科技 2006年第9期(总第204期)

非线性失真研究-模电设计性实验-北交大

《模拟电路实验》课程实验设计 ——非线性失真分析报告 姓名:刘萍 学号:11211178 学院:电信学院 班级:通信1108班 指导教师:李维敏 北京交通大学 6月4日

目录 《模拟电路实验》课程实验设计 (1) 目录 (2) 1.实验设计背景 (4) 2.设计要求及实验目的 (4) 2.1实验目的 (4) 2.2实验要求 (5) 3.非线性失真原理介绍 (5) 3.1饱和失真与截止失真 (5) 3.1.1截止失真 (6) 3.1.2饱和失真 (7) 3.2 双向失真 (7) 3.3 交越失真 (8) 3.4 不对称失真 (8) 4.减小非线性失真方法探究 (9) 4.1减小截止失真.、饱和失真的方法 (9) 4.2避免双向失真的方法 (10) 4.3克服交越失真的方法 (10) 4.4 减弱不对称失真的方法 (11) 5. 设计失真电路并改进、仿真报告 (11) 5.1截止、饱和、双向失真电路及仿真 (11) 5.2交越失真电路及仿真结果 (12)

5.2不对称失真仿真结果 (13) 6调试过程中所遇故障的分析 (14) 6.1电路设计不合理,三极管电流过大,被烧毁 (15) 6.2输入电压没有控制好,检测不到输出结果。 (15) 6.3焊点的虚焊 (15) 7非线性失真实验总结 (16) 8实验体会 (16) 参考文献 (17) 附录 (18) 1.元件清单 (18)

1.实验设计背景 非线性失真亦称波形失真、非线性畸变,表现为音响系统输出信号与输入信号不成线性关系,由电子元器特性:曲线的非线性所引起,使输出信号中产生新的谐波成分,改变了原信号频谱,包括谐波失真、瞬态互调失真、互调失真等,非线性失真不仅会破坏音质,还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。非线性失真存在于音响系统的各个环节中,无论采取何种技术措施,想要完全消除它是不可能的。 但是通过对电路的改进我们可以通过负反馈,限幅二极管等常见器件进行电路的改进,从而减弱失真的强度,使输出波形尽可能的接近输入波形,满足实验要求。 本文重点论述针对不同类型的非线性失真的原理进行介绍,并对改进后的电路进行软件仿真验证,以及实物电路的实验结果的解释说明。 2.设计要求及实验目的 2.1实验目的 1)熟悉掌握非线性失真的类型和波形特点; 2)掌握改进电路的方法原理; 3)使用multisum软件进行仿真; 4)实物的焊接练习,实现设计指标并测试。

放大电路失真现象及改善失真地研究

模拟电子技术研讨论文放大电路失真现象及改善失真的研究

学院:电子信息工程学院专业:通信工程 组长:南海蛟 组员:达川宇涵 指导教师:颖

目录 一、引言 3 二、放大电路失真类型 3 2.1线性失真 3 2.1.1幅度失真 4 2.1.2相位失真 4 2.1.3改善线性失真的方法 4 2.2非线性失真 6 2.2.1饱和失真 6 2.2.2截止失真 6 2.2.3双向失真7 2.2.4交越失真7

2.2.5谐波失真8 2.2.6互调失真8 2.2.7不对称失真 8 2.2.8瞬态互调失真9 2.2.9改善非线性失真的方法9 2.3负反馈对失真现象的影响11 三、失真电路仿真13 总结15 参考文献15 放大电路失真现象及改善失真的研究 南海蛟 (交通大学电子信息工程学院100044)

摘要:本文介绍了不同种类的放大电路失真类型,并分别提出了改善失真的方法,另外还分析了负反馈对线性失真和非线性失真的改善原理。 关键词:三极管放大电路线性失真非线性失真负反馈 一、引言 运算放大器广泛应用在各种电路中.不仅可以实现加法和乘法等线性运算电路功能,而且还能构成限幅电路和函数发生电路等非线性电路,不同的连接方式就 能实现不同的电路功能。集成运放将运算放大器和一些外围电路集成在一块硅片 上,组合成了具有特定功能的电子电路。集成运放体积小.使用方便灵活,适合 应用在移动通信和数码产品等便携设备中。但在实际工程应用中,由于种种原因, 总是会出现输入波形不能正常放大,这就是放大电路的失真现象。失真现象主要 有两大种类型:线性失真和非线性失真。造成线性失真的主要原因是放大器的频 率特性不够好。而造成非线性失真的原因有晶体管等特性的非线性和静态工作点 位置设置的不合适或输入信号过大。而在集成电路中经常用来改善失真的方法就 是负反馈,下面将就每一种失真现象和如何改善失真以及加入负反馈之后对失真 电路的影响进行具体分析讨论。 二、放大电路失真类型 2.1线性失真 又称为频率失真,在放大电路的输入信号是多频信号时,如果放大电路对信号的不同频率分量具有不同的增益幅值,就会使输出波形发生失真,称为幅度失 真;如果相对相移发生变化,称为相位失真,两者统称为频率失真。频率失真是

放大器的非线性失真

放大器的非线性失真 非线性失真是模拟电路中影响电路性能的重要因素之一。本章先从非线性的定义入手,确定量化非线性的一个度量标准,然后研究放大器的非线性失真及其差动电路与反馈系统中的非线性,并介绍一些线性化的技术。 12.1 概述 非线性的定义 电路非线性是指输出信号与输入信号之比不为一个常量,体现在输出与输入之间的关系不是一条具有固定斜率的直线,或体现为小信号增益随输入信号电平的变化而变化。 放大器的非线性定义:当输入为正弦信号时,由于放大器(管子)的非线性,使输出波形不是一个理想的正弦信号,输出波形产生了失真,这种由于放大器(管子)参数的非线性所引起的失真称为非线性失真。由于非线性失真会使输出信号中产生高次谐波成分,所以又称为谐波失真。 非线性的度量方法 1 泰勒级数系数表示法: 用泰勒级数展开法对所关心的范围内输入输出特性用泰勒展开来近似: )()()()(33221 t x t x t x t y (12.1) 对于小的x ,y (t)≈α1x ,表明α1是x ≈0附近的小信号增益,而α2,α3等即为非线性的系数,所以确定式(12.1)中的α1,α2等系数就可确定。 2 总谐波失真(THD )度量法: 即输入信号为一个正弦信号,测量其输出端的谐波成分,对谐波成分求和,并以基频分量进行归一化来表示,称为“总谐波失真”(THD )。 把x(t)=Acosωt 代入式(12.1)中,则有: )]3cos(cos 3[4 )]2cos(1[2 cos cos cos cos )(3 32 213332221t t A t A t A t A t A t A t y (12.2) 由上式可看出,高阶项产生了高次谐波,分别称为偶次与奇次谐波,且n 次谐波幅度近似正比于输入振幅的n 次方。例如考虑一个三阶非线性系统,其总谐波失真为: 2 3312 33222) 43()4()2(THD A A A A (12.3) 3 采用输入/输出特性曲线与理想曲线(即直线)的最大偏差来度量非线性。 在所关心的电压范围[0 V i,max ]内,画一条通过实际特性曲线二个端点的直线,该直线就为理想的输入/输出特性曲线,求出它与实际的特性曲线间的最大偏差ΔV ,并对最大输出摆幅V o,max 归一化。即在如图12.1所示。

预失真技术综述

预失真技术综述 1.1 数据预失真技术 数据预失真技术[i][ii]是一种最为简单的预失真补偿技术,该技术是针对信号星座经过非线性卫星信道后发生扭曲变形这一现象,通过在成型滤波之前直接修改发送信号的映射星座图,使接收端尽可能接收到理想的星座,从而减小卫星信道非线性对整个系统的性能影响。根据预失真值与输入数据的前后码元是否有关,数据预失真分为无记忆数据预失真和有记忆数据预失真[iii]两种。目前这两种技术都是基于无记忆非线性卫星信道进行研究,还没有针对高速的有记忆非线性卫星信道的研究。无记忆数据预失真方法简单,易于实现,但对于有记忆的非线性信道,其补偿性能已经不能满足要求。有记忆的数据预失真可以有效降低码间串扰,提高补偿性能,但随着调制阶数和记忆长度的增加,其存储空间和计算复杂度将迅速增加,实现复杂度过大。 1.2 信号预失真技术 信号预失真是在发送滤波器之后,通过修改发送信号的波形来补偿非线性失真的一种技术,其实现方法分为查询表和工作函数法两种。 查询表预失真技术产生于上世纪80年代,其实现方式是把高功放的输入功率(或幅度)作为查询表的索引指针,把高功放的复增益预调整值作为指针对应内容存储在RAM表中,工作时根据输入信号的功率或幅度信息查找其对应预调整值,并将其输出给后继电路,达到线性化的目的。目前国内外已有许多学者对查询表预失真技术进行了研究。日本sony Ericsson移动通信公司提出了一种适用于手持终端的查询表自适应预失真技术,并在窄带CDMA系统中进行实验,使功放模块的功率效率增加了48%[iv]。浙江大学的毛文杰等提出了一种基于双查询表的自适应预失真结构,可使邻道干扰降低约25dB[v]。但由于常规的查询表不能有效的表示记忆特性,使得传统的查询表只能对无记忆的窄带信号进行补偿。文献[vi]采用多维表形式表示记忆非线性特性,但存在结构复杂,收敛慢的问题。 工作函数预失真技术是指在非线性信道之前采用数学模型描述其逆特性,从而使整个信道呈现出线性特性。 (1)基于W-H模型的自适应预失真技术 W-H模型的记忆预失真技术首先利用Wiener模型对记忆高功放进行辨识,得到LTI和无记忆非线性模型的参数,然后根据高功放的输出和系统期望输出的误差,实现对Hammerstein预失真器的自适应调整。但由于Hammerstein预失真器是

共集放大电路非线性失真分析及调试

共集放大电路非线性失真分析及调试 摘要:文章结合共集放大电路输出波形,确定其非线性失真类型,分析其产生原因,并针对具体电路提出相应的调试方法。 关键词:共集放大电路非线性失真固定偏置共射放大电路 共集放大电路具有输入电阻大、输出电阻小、电压跟随等特点,常被用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。共集放大电路作为基本放大电路的一种,其工作信号交直流成分共存,动态交流性能同样受直流静态工作点的影响和制约。目前,大部分电子电路的教材主要分析的是共射放大电路的波形失真问题及其产生失真的原因。笔者针对实验中所显示的共集放大电路输出波形,判断其非线性失真类型,分析其产生原因,并针对具体电路提出相应的调试方法。 1.非线性失真类型判断 对固定偏置共射放大电路(如图1),输出波形出现底部失真为饱和失真,出现顶部失真为截止失真。 对共集放大电路(如图2),结论刚好相反:输出波形出现底部失真为截止失真,出现顶部失真为饱和失真。

2.非线性失真原因分析 固定偏置共射放大电路产生饱和失真的原因可能是静态工作点太靠近饱和区,产生截止失真的原因可能是静态工作点太靠近截止区,如图3所示。 对共集放大电路输出波形产生非线性失真的分析采用同样的方法。不过,要注意的是固定偏置共射放大电路的输出电压,而共集放大电路的输出电压(见图4)。 因此,共集放大电路输出波形的底部失真相当于波形顶部出现失真(就是截止失真),失真的原因可能是静态工作点太靠近截止区;共集放大电路输出波形的顶部失真相当于波形底部出现失真(就是饱和失真),失真的原因可能是静态工作点太靠近饱和区。 3.调试方法 固定偏置共射放大电路(如图1)若出现饱和失真,则可通过增大基极偏置电阻使输出波形不失真;若出现截止失真,则可通过减小基极偏置电阻改善输出波形。 对于共集放大电路(如图2),实验中,显示的输出波形出现底部失真。共集放大电路的底部失真是截止失真,可能是因为基极偏置电阻太大,导致其静态工作点的位置偏低,太靠近截止区。因此,通过适当减小的阻值,就得到不失真的输出波形(见图5)。若实验中显示的输出波形出现顶部失真,可能是因为基极偏置电阻太小,可适当增大,以得到理

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