功率放大器非线性失真特性研究
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功率器件中的MOS电容非线性研究的开题报告一、选题背景与意义随着功率半导体器件的不断发展,MOS场效应管被广泛应用于电力电子领域中的各种电路中。
MOS场效应管因其具有高的输入阻抗、低的驱动能力、快速开关速度等特点,被广泛应用于功率放大器、切割电源、电压调节器等电力电子设备中。
然而,MOS管在工作时存在着非线性效应,特别是MOS管固有的MOS电容,它的非线性效应不可忽略。
MOS电容具有内建电荷,深度充放电特性等特点,因此,MOS电容是MOS管失真的主要来源。
而为了更好地研究MOS电容的非线性特性,需要对MOS电容进行深刻的研究。
因此,本研究将对MOS电容在功率器件中的非线性特性进行研究,以及如何降低MOS电容的非线性失真,为电力电子设备的研究和开发提供更好地理论基础。
二、主要研究内容本研究将通过以下几个方面的研究来深入探讨MOS电容的非线性特性:1. MOS电容的基本性质和工作原理分析。
2. MOS电容在功率器件中的非线性特性分析。
3. MOS电容的失真模型建立和分析。
4. 降低MOS电容的非线性失真的方法探究。
三、研究方法1. 文献综述法:通过收集相关电力电子学科领域的文献,对MOS电容在功率器件中的非线性特性、失真模型和降低失真的方法进行综述和分析。
2. 理论分析法:基于MOS电容的基本性质和工作原理,建立MOS电容的失真模型,通过数学的理论分析方法,对MOS电容的失真特性进行研究和探究。
3. 实验分析法:通过实验研究,对MOS电容在功率器件中的非线性特性进行测量和分析,并验证理论模型的正确性。
四、预期成果及应用价值本研究通过对MOS电容在功率器件中的非线性特性的研究,将建立MOS电容的失真模型,并提出降低MOS电容失真的方法。
本研究的成果不仅能够提高电力电子设备的性能,降低功率器件的失真,而且在实际应用中也有很大的价值和意义,具有广泛的应用前景。
什么是线性失真?什么是非线性失真?浅析无线通信的失真(信号)经过射频收发通道的时候,由于有加性噪声和乘性噪声引入,或多或少会对所传信号有一定程度的歪曲,这种情况就是无线信号的失真。
一般分为线性失真和非线性失真,下面介绍下各自的特点。
什么是线性失真线性失真((Linear)Dist(or)(ti)on)是指在信号传输过程中,信号的幅度和相位发生了线性变化,导致信号的形状、幅度和相位发生改变的一种失真形式。
线性失真是(无线通信)系统中非常常见的一种失真形式,它会导致信号的质量下降,从而影响系统的性能。
线性失真通常是由信号在传输过程中受到不同的衰减和延迟引起的。
在信号传输的过程中,信号会经过一些介质,如空气、水或导线等,这些介质对信号的传播会产生不同的影响,例如折射、散射、反射等等。
这些影响会导致信号的幅度和相位发生变化,从而引起线性失真。
在无线通信中,(射频)器件输出的幅值变化特性和相位偏移特性对不同频率的输入有很大的不同。
很多射频信号,由很多不同的频率分量组成,输出端的合成信号在幅值和相位上与输入相比就会有一定程度的失真,类似下图:线性失真时,输出信号中不会有输入信号中所没有的新的频率分量,各个频率的输出波形也不会变化。
这种幅度的失真或者相位的失真是由该电路的线性电抗元件对不同频率的响应不同而引起的,所以叫线性失真。
由于是射频器件对不同频率的信号处理结果上的偏差,又叫频率失真。
线性失真主要是由(滤波器)等无源器件产生的。
在设计或选择无源射频器件的时候,要重点关注它的频率使用范围,在这个范围内对不同频率的信号输入和输出的线性关系应尽量一致,以减小线性失真的影响。
什么是非线性失真非线性失真(Nonlinear Distortion)是无线通信中一种常见的失真类型,它是指信号在传输过程中发生非线性变化而引起的失真。
这种失真与线性失真不同,线性失真是指信号传输过程中的线性衰减或衰减,这可以通过信号补偿来修复,而非线性失真则是无法通过简单的补偿来修复的。
干货|大学生电子竞赛题目分析——放大器非线性失真研究装置1任务设计并制作一个放大器非线性失真研究装置,其组成如图所示,图中的K1和K2为1×2切换开关,晶体管放大器只允许有一个输入端口和一个输出端口。
2要求K1和K2均投到各自的“1”端子,外接信号源输出频率1kHz、峰峰值20mV的正弦波作为晶体管放大器输入电压u i,要求输出无明显失真及四种失真波形u o,且u o的峰峰值不低于2V。
外接示波器测量晶体管放大器输出电压u o波形。
(1)放大器能够输出无明显失真的正弦电压u o(2)放大器能够输出有“顶部失真”的电压u o(3)放大器能够输出有“底部失真”的电压u o(4)放大器能够输出有“双向失真”的电压u o(5)放大器能够输出有“交越失真”的电压u o(6)分别测量并显示上述五种输出电压u o的“总谐波失真”近似值。
(7)其他3说明(1)限用晶体管、阻容元件、模拟开关等元器件设计并实现图中的受控晶体管放大器,其输出的各种失真或无明显失真的信号必须出自该晶体管放大电路,禁用预存失真波形数据进行D/A转换等方式输出各种失真信号。
(2)在设计报告中,应结合电路设计方案阐述出现各种失真的原因。
(3)无明显失真及四种具有非线性失真电压u o的示意波形如下图所示:(4)总谐波失真定义:线性放大器输入为正弦信号时,其非线性失真表现为输出信号中出现谐波分量,常用总谐波失真(THD:total harmonic distortion)衡量线性放大器的非线性失真程度。
THD定义:若线性放大器输入电压其含有非线性失真的输出交流电压为则有:在完成设计要求的第(6)项时,谐波取到五次即可,即(5)对THD自动测量期间,不得有任何人工干预。
(6)K1和K2的“2”端子用于作品测试。
题目分析与方案设计本题主要由两部分组成:一个晶体管放大器、一个谐波分析电路。
题目要求的晶体管放大器是一个具有特殊要求的放大器,要求通过切换某些元件后,不仅能够输出正常的无失真波形,还能输出4种失真波形,分别为顶部失真、底部失真、双向失真与交越失真。
RF放大器非线性测量技术--数字预失真效果随着无线通信技术的飞速发展,频谱利用率较高的调制方式得到了广泛应用,如PSK和QAM调制。
这些调制信号的一个共同特点是信号功率的平均值和包络峰值存在差异,峰均比(即峰值因子Crest Factor)较大,这要求放大器必须具有良好的线性特性,否则非线性影响,如互调失真,会导致频谱再生,进而产生邻道干扰。
在设计放大器,如WCDMA 多载波功率放大器时,要采用线性化技术来补偿放大器的非线性,从而提高放大器输出信号的频谱纯度,减少邻道干扰。
与此同时,我们还必须兼顾到放大器的工作效率。
线性化技术主要分为以下几类,如图1所示。
在放大器的设计中,一般都会将几种线性化技术结合在一起使用,以达到最佳的线性化效果。
图1 线性化技术分类数字预失真是预失真技术的一种,其基本原理如图2所示。
根据放大器的非线性特性(幅度和相位失真),对输入放大器的信号进行相反的失真处理,两个非线性失真功能相结合,就能够实现高度线性、无失真的系统。
在数字基带上进行预失真处理就是数字预失真;在模拟电路上进行预失真处理就是模拟预失真。
图2 数字预失真技术基本原理数字预失真技术的优势在于:工作在数字基带上,成本低,适应性强,还可以通过增加采样率和增大量化阶数来抵消高阶互调失真,可以使用简单高效的AB类放大器,避免前馈技术带来的复杂性、高成本和高功耗,显著提高放大器的线性和整体功效。
使用数字预失真技术的前提是必须准确测量得出放大器的非线性特性,进而才能根据放大器的非线性特性对输入的基带信号进行预失真处理。
但是,由于无线通信系统的信号带宽日益增加,如WCDMA四载波的带宽已达20MHz,用传统的窄带网络测量方法(如矢量网络分析仪),无法准确测量出宽带放大器在实际工。
功率放大电路实验报告功率放大电路实验报告引言:功率放大电路是电子工程中常见的一种电路,它的作用是将输入信号的功率放大到更高的水平,以便驱动负载。
本实验旨在通过搭建一个简单的功率放大电路,探索其工作原理和性能特点。
实验装置:1. 功率放大器芯片:我们选择了一款常用的功率放大器芯片,具有高增益和低失真的特点。
2. 电源:为了保证电路的正常工作,我们使用了一个稳定的直流电源。
3. 输入信号发生器:为了提供输入信号,我们使用了一个可调频率和幅度的信号发生器。
4. 负载:为了测试功率放大电路的输出能力,我们选择了一个合适的负载。
实验步骤:1. 搭建电路:根据电路原理图,我们将功率放大器芯片、电源、输入信号发生器和负载依次连接起来。
2. 设置参数:根据实验要求,我们将电源电压、输入信号频率和幅度进行调整,以便观察电路的工作情况。
3. 测试输出:通过连接示波器,我们可以实时监测功率放大电路的输出信号,并记录相关数据。
4. 分析结果:根据实验数据,我们可以计算功率放大电路的增益、频率响应和失真程度等指标,并进行分析和比较。
实验结果:根据实验数据和分析,我们得出以下结论:1. 增益特性:功率放大电路在一定范围内具有较高的增益,输入信号经过放大后,输出信号的幅度明显增加。
2. 频率响应:功率放大电路对不同频率的输入信号具有不同的放大效果,一般在特定频率范围内工作最佳。
3. 失真特性:由于电路本身的非线性特点,功率放大电路在放大过程中会引入一定的失真,主要表现为谐波失真和交叉失真。
4. 输出能力:功率放大电路可以驱动较大的负载,输出功率与负载阻抗之间存在一定的关系。
讨论与改进:在实验过程中,我们还发现了一些问题和改进的空间:1. 温度效应:功率放大电路在工作过程中会产生一定的热量,温度的变化可能会影响电路的性能稳定性,需要进一步研究和改进。
2. 失真抑制:为了减少失真的影响,可以采用一些补偿电路或反馈控制技术,提高功率放大电路的线性度和稳定性。
2018年全国研究生数学建模竞赛B题<华为公司合作命题)功率放大器非线性特性及预失真建模一、背景介绍1•问题引入信号的功率放大是电子通信系统的关键功能之一,其实现模块称为功率放大器<PA Power Amplifier ),简称功放。
功放的输出信号相对于输入信号可能产生非线性变形,这将带来无益的干扰信号,影响信信息的正确传递和接收,此现象称为非线性失真。
传统电路设计上,可通过降低输出功率的方式减轻非线性失真效应。
b5E2RGbCAP功放非线性属于有源电子器件的固有特性,研究其机理并采取措施改善,具有重要意义。
目前已提出了各种技术来克服改善功放的非线性失真,其中预失真技术是被研究和应用较多的一项新技术,其最新的研究成果已经被用于实际的产品<如无线通信系统等),但在新算法、实现复杂度、计算速度、效果精度等方面仍有相当的研究价值。
p1Ea nqFDPw本题从数学建模的角度进行探索。
若记输入信号x(t),输出信号为%),t 为时间变量,则功放非线性在数学上可表示为z(t) =G(x(t)),其中G为非线性函数。
预失真的基本原理是:在功放前设置一个预失真处理模块,这两个模块的合成总效果使整体输入-输出特性线性化,输出功率得到充分利用。
原理框图如图1所示。
DXDiTa9E3d图1预失真技术的原理框图示意其中x(t)和z(t)的含义如前所述,y(t)为预失真器的输出。
设功放输入-输出传输特性为G,预失真器特性为F,那么预失真处理原理可表示为RTCrpUDGiTz(t) =G(y(t))二G(F(x(t))) =G F(x(t))八(x(t)) <1) G F =L表示为G和F的复合函数等于L。
线性化则要求z(t)二L(x(t))二g x(t)<2)式中常数g是功放的理想“幅度放大倍数” <g>1)。
因此,若功放特性G 已知,则预失真技术的核心是寻找预失真器的特性F,使得它们复合后能满足5PCzVD7HxA(G F)(x(t))二L(x(t))二g x(t)<3)如果测得功放的输入和输出信号值,就能拟合功放的特性函数G,然后利用<3)式,可以求得F。
PA 中的AM-PM 效应分析陈高鹏在理想的线性PA 中,输入输出之间的相位差应该是零或者常数,即输出信号只是输入信号经过幅度放大和加入一定的延时。
在实际PA 中,由于其非线性的影响,会发生AM-AM 失真和AM-PM 失真。
AM-AM 失真是指输出信号和输入信号幅度上的失真,比如当输入信号摆幅进入阈值电压之下或者饱和电压之上时,输出电压信号就会发生截断或削顶,即为AM-AM 失真。
AM-PM 失真是指,非线性PA 输入信号幅度上的变化,导致了输出和输入信号之间的相位差的变化。
There is also a good deal of mystery about exactly what causes AM-PM distortion in the first place. Simple clipping on supply rails, does a reasonable job of explaining gain compression, but it is not clear where phase distortion comes from even when we are looking at well-clipped voltage and current waveforms.下图所示为一个1.9GHz 1W PA 的AM-PM 测试结果:图中可以看到,Class A 工作模式(“A ”)下,在1in dB P −输入功率(圆圈表示)以下,输出和输出的相位差为常数,因为此时PA 线性良好;当输入功率大于1in dB P −时,相位差开始增大,在更大的输入功率处,相位差曲线变得很陡峭。
Class AB 工作模式下(“1AB ”和“2AB ”),由于PA 的非线性,输入输出的相位差即使在很小的输入功率下,也不是常数。
尤其是在深Class AB 工作模式下(“2AB ”):shows an almost linear phase change versus dB drive level up to the compression point (circle indicated), where it starts a more rapid reversal. So here is final twist in the reduced conduction angle PA story, it seems that deep AB operation may cause substantial AM-PM problems in the precompression zone.PA 中AM-PM 失真的来源:In general, AM-PM effects can be traced to the signal-level dependence of several key transistor model elements. For FETs the input capacitance and both the depletion and junction resistance of the gate-source diode can be primary culprits. It should be noted that nonlinear resistance, in the presence of linear reactance, can cause AM-PM effects, just as much as nonlinear reactance. For BJTs, the nonlinear base-collector capacitance adds an important additional source of drive-dependent phase shift. All of these effects are detailed, interactive, and highly complex in themselves, and pose great challenges for physical modeling, such as that which is more successfully employed for compression and clipping effects. So the only way that AM-PM can be treated in a concise manner is to resort to empirical describing functions fitted to physical measurements.下图所示为PA 在变包络信号激励(上图)下的输入输出相位差(下图):Even with no attempt to model the precise shape of the phase characteristic a key feature emerges. The phaseshifts which occur at envelope amplitude maxima have twice the fundamental frequency of the double sideband modulation, as indicated by the dashed sinewave.AM-PM 效应的解析分析:设PA 输出信号(DSB AM )为:()cos()cos{[1cos(2)]}2s m m v t t t t φωωω=⋅++ (1.1) 其中:m ω为调制信号(即包络信号)角频率;ω为载波信号频率(m ωω∴>);[1cos(2)]2m t φωΔΦ=⋅+⋅为AM-PM 相位差(设1φ )。
功率放大电路的几种失真特点1.引言1.1 概述概述部分应当对功率放大电路的失真特点进行简要介绍。
可以参考以下内容进行编写:功率放大电路是现代电子技术领域中常见的一种电路拓扑结构,被广泛应用于音频放大、射频放大以及其他对输出功率要求较高的领域。
然而,虽然功率放大电路可以实现信号的放大,但在实际应用中会产生一些失真现象,对输出信号的品质造成一定的影响。
失真特点是指功率放大电路在信号放大过程中,产生了与输入信号不一致的变形现象。
这些失真包括非线性失真、相位失真、交叉失真等。
非线性失真是指输入输出特性在非线性区域存在失真,导致输出信号包含输入信号中不存在的频谱成分。
相位失真是指输入信号中不同频率的相位关系在输出信号中发生了改变,造成信号波形变形。
交叉失真是指两个或多个频率的信号在放大过程中相互干扰产生的失真。
了解功率放大电路的失真特点对于电子工程师和研究人员具有重要的意义。
首先,失真特点的研究可以帮助我们更好地理解功率放大电路的工作原理,为电路设计和优化提供指导和参考。
其次,了解失真特点可以帮助我们选择合适的补偿方法,减小失真对输出信号品质的影响。
最后,对功率放大电路失真特点的研究也为进一步提升电路性能和应用领域拓展提供了基础。
本文将重点介绍功率放大电路的几种常见失真特点,并探讨其产生的原因和可能的缓解方法。
通过对这些失真特点的深入分析,希望能够为功率放大电路的设计、优化和应用提供一定的参考价值。
1.2文章结构本文将探讨功率放大电路的几种失真特点。
为了更好地组织文章内容,本文将分为三个部分进行阐述。
首先,在引言部分我们将对本文的主题进行概述,介绍功率放大电路及其在电子领域中的重要性。
同时,我们还会简要介绍文章的结构,包括各章节的主题和内容,以方便读者把握全文的脉络。
其次,在正文部分,我们将详细讨论功率放大电路的两种主要失真特点。
第一种失真特点将会着重讨论...(这里可以简要描述第一种失真特点的内容)。
第二种失真特点则会聚焦于...(这里可以简要描述第二种失真特点的内容)。
如何设计和调试功率放大器的线性度在无线通信、雷达系统和音频放大等领域,功率放大器起着至关重要的作用。
然而,功率放大器的线性度问题常常成为限制其性能的关键因素。
本文将介绍如何设计和调试功率放大器的线性度,以提高其性能和可靠性。
1. 功率放大器的线性度问题在功率放大器中,线性度是指输出信号与输入信号之间的关系是否为线性关系。
如果功率放大器的线性度较差,输出信号可能会出现非线性失真,导致信号失真、频谱扩展及带宽限制等问题。
因此,设计高线性度的功率放大器是至关重要的。
2. 设计高线性度功率放大器的关键因素为了设计和调试高线性度的功率放大器,需要考虑以下关键因素:2.1. 选择合适的放大器类型不同类型的功率放大器具有不同的线性度性能。
根据应用需求和复杂度,可以选择适合的放大器类型,如A类放大器、AB类放大器、C类放大器和D类放大器等。
每种类型都有不同的优点和缺点,需要根据实际情况进行选择。
2.2. 优化偏置电路设计合理的偏置电路设计可以有效提高功率放大器的线性度。
通过选择合适的偏置电流和电压,可以减小非线性失真,提高放大器的线性度。
此外,考虑偏置电路的温度稳定性也是很重要的,以确保放大器在不同工作温度下都能保持良好的线性度性能。
2.3. 优化输出匹配电路输出匹配电路的设计也是提高功率放大器线性度的重要一环。
通过合理的输出匹配网络设计,可以实现输出电流和电压的匹配,减少反射损耗,提高功率传输效率和线性度。
3. 调试功率放大器的线性度一旦功率放大器的设计完成,还需要进行调试和优化,以提高其线性度。
以下是一些调试功率放大器线性度的常用方法:3.1. 估计功率放大器的线性度性能通过模拟和仿真工具,可以估计功率放大器的线性度性能。
根据输出功率和信号频率,可以预测功率放大器的非线性失真情况,并进行适当的优化。
3.2. 测试输入输出特性曲线使用信号发生器和示波器等测试设备,可以测试功率放大器的输入输出特性曲线。
根据测量结果,评估功率放大器的线性度性能,并进行相应调整。
浅谈功率放大器的非线性特性引言功率放大器非线性化是有源电子器件固有特性,研究功放非线性机理并采取改善措施,具有重要意义。
现存的改善功放的非线性失真的技术有很多,当前被广泛应用研究的一项为预失真处理技术,应用此项技术的研究成果虽已被用于实际的产品,但在新算法、实现复杂度、计算速度、效果精度等方面仍有相当的研究价值。
预失真的基本原理是:在功放前设置一个预失真处理模块,这两个模块合成效果使整体输入-输出特性线性化,输出功率得到充分利用。
记输入信号,输出信号为,预失真器的输出和功放输入为。
设功放输入-输出传输特性为,预失真器特性为,那么预失真处理原理可表示为表示为和的复合函数等于,预失真技术的核心是寻找预失真器的特性,使得它们复合后能满足,式中常数是功放的理想“幅度放大倍数”()。
如果测得功放的输入和输出信号值,就能拟合功放的特性函数,然后利用上式,可以求得。
在功放的特性已知条件下,求解方程是一类特殊的函数方程,常采取数值计算,用最小化目标误差函数的方法,求得近似的。
目标误差函数的选取和判断准则因建模方法而异,总体原则是使预失真和功放的联合模型呈线性后误差最小。
1 问题描述根据提供的某功放无记忆效应的复输入-输出测试数据,建立非线性特性的数学模型,然后用NMSE评价所建模型的准确度。
根据线性化原则以及“输出幅度限制”和“功率最大化”约束,建立预失真模型。
写出目标误差函数,计算线性化后最大可能的幅度放大倍数,运用评价指标参数NMSE/EVM评价预失真补偿的结果。
2.问题的分析与模型的建立2.1 功放非线性特性的数学模型的建立在实际的应用中,为了获得功率放大器比较理想的输出结果,必须多对其进行线性化。
由于功率放大器的输出不仅与输入信号有关,而且还受工作温度等因素的影响。
此外功率放大器都是具有记忆效应的,即其输出不但与现在的输入相关,而且也与过去时刻的信号有关。
再输入信号的宽带足够小的情况下,可以认为功率放大器无记忆效应,本问题所分析研究的功率放大器,都是基于无记忆效应情况下进行的【1】。
电子电路中的功率放大器失真问题如何解决在电子设备中,功率放大器被广泛应用于音频放大、射频通信、电力控制等领域。
然而,功率放大器在工作过程中常会出现失真问题,这对于电路的正常运行和信号质量产生不良影响。
因此,解决功率放大器失真问题成为电子工程师们的重要任务。
本文将探讨功率放大器失真问题的原因,并介绍几种解决方案。
一、原因分析功率放大器失真问题的主要原因包括非线性特性、温度效应和负载变化等。
1. 非线性特性:功率放大器的非线性特性导致输入信号与输出信号之间的失真。
当输入信号幅度较小时,功率放大器的增益线性;但当输入信号幅度增大时,放大器的增益将发生变化,出现非线性失真。
2. 温度效应:功率放大器在工作过程中会产生一定的热量,这会导致其内部元件的温度变化。
由于电子元件的性能与温度密切相关,温度的变化也会引起功率放大器的失真。
3. 负载变化:当功率放大器所驱动的负载发生变化时,输出信号与输入信号之间的匹配程度会发生变化。
这种负载变化也是功率放大器失真的一个主要原因。
二、解决方案为了解决功率放大器失真问题,我们可以采取以下几种解决方案:1. 线性化技术:线性化技术是一种常用的解决功率放大器失真问题的方法。
其基本原理是通过增加反馈回路,将输出信号与输入信号进行比较,并根据比较结果对输入信号进行调整。
这样可以有效地减小功率放大器的非线性失真。
2. 温度补偿:由于温度变化对功率放大器性能的影响,我们可以采取温度补偿措施来降低温度效应对失真的影响。
例如,使用温度传感器来感知功率放大器的温度,并通过反馈机制对功率放大器进行温度补偿,以保证其在不同温度下的工作稳定性。
3. 功率放大器设计:在功率放大器的设计过程中,我们可以采用一些策略来减小失真。
例如,选择合适的工作点,使功率放大器在线性区域内工作;优化电路布局,减小互ference和串扰等。
4. 使用高质量元件:选择高质量的电子元件可以提高功率放大器的性能和可靠性,减小失真。
实验七 非线性丙类功率放大器实验一、 实验目的1、 了解丙类功率放大器的基本工作原理,掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。
2、 了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
3、 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点4、 掌握丙类放大器的计算与设计方法。
二、实验内容1、 观察高频功率放大器丙类工作状态的现象,并分析其特点2、 测试丙类功放的调谐特性3、 测试丙类功放的负载特性4、 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响三、 实验仪器1、 信号源模块 1块2、 频率计模块 1块3、 8 号板 1块4、 双踪示波器 1台5、 频率特性测试仪(可选) 1台6、 万用表 1块四、实验基本原理放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。
功率放大器电流导通角θ越小,放大器的效率η越高。
甲类功率放大器的o180=θ,效率η最高只能达到50%,适用于小信号低功率放大,一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
非线性丙类功率放大器的电流导通角o90<θ,效率可达到80%,通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
特点:非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小),基极偏置为负值,电流导通角o 90<θ,为了不失真地放大信号,它的负载必须是LC 谐振回路。
电路原理图如图7-1(见P.48)所示,该实验电路由两级功率放大器组成。
其中N 4、T 5组成甲类功率放大器,工作在线性放大状态,其中R 14、R 15、R 16组成静态偏置电阻。
N 4、T 6组成丙类功率放大器。
R 18为射极反馈电阻,T 6为谐振回路,甲类功放的输出信号通过R 17送到N 4基极作为丙放的输入信号,此时只有当甲放输出信号大于丙放管N 4基极-射极间的负偏压值时,Q 4才导通工作。
与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻,改变S 1拨码开关的位置可改变并联电阻值,即改变回路Q 值。
放大器的非线性失真放大器是电子设备中非常重要的一个组件,其主要功能是将输入信号放大到更大的幅度。
然而,放大器并非完美,可能会引入一些非线性失真。
非线性失真是指输出信号的波形不同于输入信号的波形。
这是由于放大器的非线性特性导致的。
在放大器中,输入信号经过放大后,通过输出。
然而,由于电子元件本身的限制,例如晶体管和功率放大器,放大器输出信号可能会有所改变。
在放大器中,主要的非线性失真包括谐波失真和交叉失真。
谐波失真是指输出信号中存在放大倍数倍数的谐波。
例如,在音频放大器中,输入信号通常是一个正弦波。
然而,由于非线性特性,放大器的输出信号可能会包含原始信号的倍数倍数的谐波,如二次谐波(2倍频)、三次谐波(3倍频)等。
这些谐波信号可能会影响到音频的质量和听觉体验。
交叉失真是指输出信号中存在于不同频率信号之间的非线性交叉成分。
例如,在无线电通信中,多个信号可能同时进入放大器,如果放大器的非线性特性导致不同频率信号之间相互干扰,就会产生交叉失真。
这种失真会降低信号的清晰度和准确性。
为了减少非线性失真,可以采取一些措施。
其中一种方法是使用负反馈。
负反馈是在放大器的输出和输入之间引入一个反馈回路,将一部分输出信号作为输入信号的补偿。
这样可以减少放大器输出信号的非线性失真。
此外,还可以采用线性化技术,如预失真。
预失真在输入信号之前对其进行处理,以补偿放大器的非线性特性。
这样可以改善放大器的线性度,减少非线性失真。
总之,放大器在工作过程中可能会引入非线性失真,如谐波失真和交叉失真。
为了减少这些失真,可以采取一些方法,如负反馈和预失真技术。
通过这些措施,可以提高放大器的线性度,提供更清晰、准确的输出信号。
当今,放大器在电子设备中的应用范围非常广泛,涵盖了从音响系统到通信设备等多个领域。
然而,尽管现代放大器已经越来越先进,但非线性失真仍然是一个不可避免的问题。
首先,让我们深入了解谐波失真。
在放大器系统中,谐波失真是一种主要的非线性失真形式,它指的是输出信号中存在于输入信号频率的倍数倍频的谐波。
《模拟电子技术》研究性课题论文学院电子信息工程学院专业通信工程学号姓名指导教师2013年5月目录一、饱和失真 (1)产生饱和失真的原因 (1)消除失真的方法 (2)二、截止失真 (3)截止失真产生的原因 (3)消除截止失真的方法 (3)三、双向失真 (5)产生双向失真的原因 (5)消除双向失真的方法 (5)四、交越失真 (5)交越失真产生的原理 (5)克服交越失真的方法 (6)五、负反馈改善失真波形 (7)负反馈改善失真波形原理 (7)六、频率失真 (9)频率失真的原因 (9)幅度失真的原因 (9)相位失真的原因 (9)七、瞬态互调失真 (10)瞬态互调失真产生的原理 (11)消除瞬态失真的方法 (11)八、总结 (12)参考文献 (14)放大电路失真现象的研究摘要:运算放大器广泛应用在各种电路中,但是同时伴随着失真现象。
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。
本文通过研究基本放大电路出现的非线性失真的原因并且提出消除非线性失真的方法。
关键词:失真失真原因失真解决方法Abstract:Operational amplifiers are widely used in various circuits, but at the same time it accompanied by distortion. An ideal amplifier, the output signal should accurately reflect the input signal, even if they differ in amplitude, time may be delayed, but they should have the same wave form. However, due to various reasons, the output signal can not be identical to the waveform of the input signal in practical amplifier, this phenomenon is called distortion. This paper studies the basic amplifying circuit nonlinear distortion and proposed to eliminate the non-linear distortion.Key Words: Distortion Cause of the distortion Distortion solution一、饱和失真产生饱和失真的原因下图所示为工作点太高的情况,由下图可知,当工作点太高时,放大器能对输入的负半周信号实施正常的放大,而当输入信号为正半周时,因输入信号太大,使三极管进入饱和区,=β的关系将不成立,输出电流将不随输入电流而变化,输出电压也不随输入信号而变化,产生输出波形的失真。
功率放大器非线性失真特性研究
功率放大器是电子设备中一种重要的电路,可以将信号的电压或电流进行放大,并输出到外部电路中。
随着科学技术的不断发展,功率放大器的应用范围越来越广泛。
但是,功率放大器中存在着非线性失真的问题,这会对信号的传输产生负面影响。
本文将就功率放大器非线性失真特性进行深入探讨。
一、功率放大器的工作原理
功率放大器主要由直流供电、输入信号放大、输出阶段等组成。
在工作时,信
号被输入到输入端,并通过输入信号放大器进行放大,然后被输送到输出阶段,并从输出端输出。
在放大过程中,功率放大器需要保证输出信号与输入信号之间的线性关系,否
则就会出现失真现象。
但是,有些因素会导致功率放大器出现非线性失真,如功率放大器本身的非线性特性、电容和电感等元件的非线性特性、信号的过载等。
二、功率放大器的非线性失真特性
1.交叉失真
交叉失真是指两个频率不同的信号在功率放大器内交叉产生失真引起的失真。
这种失真主要由功率放大器的非线性特性引起。
当两个不同频率的信号同时存在于功率放大器中时,会产生交叉相位,这会导致交叉失真的发生。
2.截止失真
截止失真是指输出信号的幅度不能随着输入信号的幅度而无限制地增加。
当输
入功率达到一定程度时,输出功率开始波动,无法再继续增加。
这种失真主要由功率放大器的内部电压限制引起,当电压超过一定限制时,输出信号的幅度就无法再随着输入信号的幅度而增加。
3.交调失真
交调失真是指两个频率不同的信号在功率放大器内交互作用产生失真引起的失真。
当两个不同频率的信号同时作用于功率放大器时,会在放大器内产生交互作用,导致交调失真的发生。
三、功率放大器非线性失真控制方法
1.负反馈
负反馈是一种消除失真的方法,它可以通过将一部分输出信号输入到功率放大
器的输入端进行控制,从而减小输出信号与输入信号之间的误差。
负反馈可以降低失真程度并提高整个系统的线性度,但它不能彻底消除失真。
2.滤波
滤波是一种消除失真的方法,它可以将出现于功率放大器输出端的失真信号进
行筛选,只保留有效信号而滤去失真信号。
滤波可以减少失真信号的干扰,但它不能消除失真产生的根本原因。
3.消除交叉失真
消除交叉失真的方法主要是减小功率放大器的非线性特性,可以通过更换元件、优化功率放大器电路等方法来实现。
此外,还可以通过选择合适的交叉失真抵消电路来进行消除。
四、结语
功率放大器是现代电子设备中不可或缺的一部分,但是它们都存在着一定的非
线性失真特性。
为了改善失真的问题,可采取上述措施。
因此,功率放大器非线性失真特性的研究在电子工程中具有广泛的应用前景。