下载文档原格式
互补对称功率放大电路克服交越失真随着现代通信技术的快速发展，射频功率放大器在通信系统中起着至关重要的作用。
然而，传统的单端功率放大器在处理高频信号时往往会出现交越失真的问题，这对通信系统的性能和稳定性带来了挑战。
为了克服这一问题，互补对称功率放大电路被广泛研究和应用。
互补对称功率放大电路采用了NPN晶体管和PNP晶体管相结合的方式，利用它们互补对称的特性可以有效地抑制交越失真，提高功率放大器的线性度和稳定性。
针对这一主题，本文将着重介绍互补对称功率放大电路克服交越失真的原理和优势，并结合具体的实验数据和案例进行探讨，旨在全面深入地了解互补对称功率放大电路的工作原理和实际应用。
1. 互补对称功率放大电路的原理互补对称功率放大电路是利用NPN晶体管和PNP晶体管的互补对称特性，将它们灵活地组合在一起，以实现正半周和负半周信号的放大。
在这种电路结构中，NPN晶体管和PNP晶体管分别承担正负信号的放大任务，可以实现信号的互补放大和恢复，从而有效地抑制了交越失真。
2. 互补对称功率放大电路的优势互补对称功率放大电路相比传统的单端功率放大器具有诸多优势：1) 有效抑制了交越失真。
由于互补对称功率放大电路采用了NPN和PNP晶体管的互补对称结构，可以在一定程度上抵消NPN和PNP晶体管的非线性特性，从而有效地抑制了交越失真的发生，提高了功率放大器的线性度和稳定性。
2) 提高了整体的效率。
由于互补对称功率放大电路能够实现信号的互补放大和恢复，可以提高功率放大器的整体效率，减少功率损耗，提高系统的能效比。
3) 扩展了功率放大器的应用范围。
互补对称功率放大电路不仅可以用于射频功率放大器，还可以应用于音频功率放大器以及其他需要高稳定性和线性度的放大器中，具有较广泛的应用前景。
3. 实验数据和案例分析为了验证互补对称功率放大电路的性能优势，我们进行了一系列的实验和案例分析。
通过对比传统的单端功率放大器和互补对称功率放大电路在不同频率和功率下的输出波形和失真程度，我们发现了以下几点：1) 在高频信号下，互补对称功率放大电路能够有效地抑制交越失真，输出波形更为清晰，失真程度更低。
目录一、引言 (2)二、晶体管放大电路的类型 (2)2.1共射极放大电路 (2)2.2共集极放大电路 (2)2.3共基极放大电路 (2)三、几种类型的失真 (3)3.1非线性失真 (3)3.1.1饱和失真 (3)3.1.2截止失真 (4)3.1.3交越失真 (4)3.1.4双向失真 (6)3.2晶体管放大电路非线性失真的因素概括 (6)3.2.1信号源内阻 (6)3.2.2放大器接法 (6)3.2.3负反馈 (7)3.2.4多级反相放大 (7)3.3线性失真 (7)四、总结 (8)参考文献 (9)放大电路失真现象的研究张翔翔（北京交通大学电子信息工程学院北京 100044）摘要：本文介绍了几类放大电路，然后介绍了几种晶体管放大电路几种类型的失真。
并分析了失真产生的原因，又通过具体电路的具体波形非线性失真，介绍了线性失真和非线性失真的区别，着重讲解了减少线性失真和非线性失真的方法和步骤。
一、引言失真的情况在现实生活中随处可见，指的是指一个物体、影像、声音、波形或其他资讯形式其原本形状（或其他特征）的改变现象，而且往往是不希望出现的。
在理想的放大器中，输出波形除放大外，应与输入波形完全相同，但实际上，不能做到输出与输入的波形完全一样，这种放大电路中的失真无疑会给工程增加一些麻烦，所以对其失真类型的判断和采取相应的改进措施就显得颇为必要了。
放大电路常见的失真分为线性失真和非线性失真，其中非线性失真又包括饱和失真、截止失真和交越失真。
二、晶体管放大电路的类型晶体管放大电路中的关键器件便是晶体管。
由NPN型晶体管和PNP型晶体管组成基本放大电路各有3种，即共射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。
2.1共射极放大电路图2-1左所示为共射极放大电路的基本结构，从图中可以看到该类电路是将输入信号加到晶体管基极和发射极之间，而输出信号又取自晶体管的集电极和发射极之间，由此可见发射极为输入信号和输出信号的公共接地端，具有这种特点的单元电路便称为共射极放大电路。
摘要：晶体三极管在现代电路中有着广泛的应用，其主要功能是放大功能和开关功能，本文主要针对三极管的放大功能进行分析，重点介绍了晶体管在放大电路中出现的非线形失真的原因进行了深入的分析，最后给出了非线形失真的原因极其解决办法。
关键词：晶体三极管放大电路非线形失真解决办法1 三极管的非线形失真当我们用三极管对信号进行放大的时候，目的是对信号有一定比例地放大，如果不能按比例放大，放大后的信号与原信号相比就改变了性质，这种现象我们称之为信号失真，而这种失真是由于对原信号进行非线形放大而产生的，我们称为非线形失真。
2 非线形失真产生的原因及分类图一2.1 截止失真现在以NPN型三极管为例说明晶体三极管的工作原理及失真原因的分析，三极管的结构和符号三极管的发射节相当于一个二极管，而二极管具有单向导电性，其所加电压与通过电流与二极管的伏安特性相同。
只有加到发射节上的电压高于U on(开启电压)时，发射节才有电流通过，而当发射节被加反向电压时（只要不超过其反向击穿电压），只有很小的反向电流通过，我们认为这种情况下三极管处于截止状态，而在实际应用中，我们会遇到各种各样的信号需要放大，有较强的信号，有较弱的信号，也有反向的信号，根据PN结的特性，当加到发射结上的信号为较弱的信号（小于开启电压），或者是反向信号时，发射结是截止的，三极管是不能起到放大的作用，输出的信号，也出现严重的失真，此时的失真，称为截止失真。
2.2 饱和失真在了解三极管的饱失真前，我们先了解一下三极管的饱和导通，我们知道，当三极管的的发射结被加正向电压且U BE>U on，三极管的发射结有电流通过，以NPN三极管为例，三极管的工作过程是这样的：当发射结加正向电压时，发射区通过扩散运动向基区发射电子，形成发射极电流I E；其中一小部分与基区的空穴复合，形成基极电流I B，又由于集电极加反向电压，所以从发射极出来的大部分电子在集电极电压作用下通过漂移运动到达集电极，形成集电极电流I C。
简述基本放大电路中,放大信号的波形出现失真的原因及其消
除方法
在基本放大电路中，放大信号的波形出现失真的原因主要有两个方面：非线性失真和频率响应失真。
1. 非线性失真：非线性失真是指放大器输出的波形不精确地复制了输入信号的形状。
这是因为放大器的非线性特性会导致输出信号中包含原始信号所没有的额外谐波成分。
该失真的消除方法包括：
- 使用线性放大器：选择具有较高线性特性的放大器，尽量减少非线性失真；
- 使用负反馈：将一部分放大器的输出信号送回输入端，对放大器进行修正，减少非线性失真；
- 使用补偿电路：通过加入适当的补偿电路，可以抵消放大器中的非线性特性，减轻非线性失真。
2. 频率响应失真：频率响应失真是指放大器对不同频率的信号放大程度不同，导致输出信号的波形形状发生变化。
该失真的消除方法包括：
- 设计合适的放大器截止频率：根据需要放大的信号频率范围，选择合适的截止频率，使得放大器具有平坦的频率响应； - 使用频率补偿电路：通过加入补偿电路，在放大电路中对不同频率进行补偿，使得输出信号的频率响应更加平坦；
- 选择合适的电容和电感元件：在放大电路中选择合适的电容和电感元件，以满足不同频率的信号传输要求，减少频率响应的失真。
通过以上方法的综合应用，可以减少放大信号波形的失真，使得放大
电路输出的波形更加准确地复制了输入信号的形状。
国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验报告实验题目：放大电路的失真研究学院：电子信息工程学院专业：电子科学与技术学生姓名：学号：任课教师：侯建军*黄亮2014 年 5 月 20 日目录3 实验过程 (2)5 参考文献 (20)1 实验题目及要求（写明实验任务要求，可复制题目原文。
）1、基本部分（1）输入一标准正弦波，频率2kHz，幅度50mV，输出正弦波频率2kHz，幅度1V。
（2）放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真（顶部、底部、双向、交越失真），若达到要求，如何设计电路，并修改。
2、发挥部分（1）放大电路输入是标准正弦波，其输出波形出现不对称失真。
（2）任意选择一运算放大器，测出增益带宽积f T。
并重新完成前面基本要求和发挥部分的工作。
（3）将运放接成任意负反馈放大器，要求负载2kΩ,放大倍数为1，将振荡频率提高至f T的95%，观察输出波形是否失真，若将振荡器频率提高至f T的110%，观察输出波形是否失真。
（4）放大倍数保持100，振荡频率提高至f T的95%或更高一点，保持不失真放大，将纯阻抗负载2kΩ替换为容抗负载20m F，观察失真的输出波形。
（5）设计电路，改善发挥部分（4）的输出波形失真。
3、附加部分（1）设计一频率范围在20Hz～20kH语音放大器。
（2）将各种失真引入语音放大器，观察、倾听语音输出。
4、失真研究（1）由单电源供电的运算放大器电路会出现哪种失真（2）负反馈可解决波形失真，解决的是哪类失真（3）测量增益带宽积f T有哪些方法（4）提高频率后若失真，属于哪类失真（5）电阻负载改成大容性负载会出现什么失真（6）有哪些方法可以克服电阻负载改成大容性负载出现的失真（7）用场效应管组成的放大电路或运算放大器同样会产生所研究的失真吗（8）当温度升高，晶体管组成的电路刚刚产生静态工作点漂移，使电路产生某种失真，此时由场效应管组成的电路也同样失真吗为什么（9）归纳失真现象，并阐述解决失真的技术。
运算放大器波形失真原因以运算放大器波形失真原因为标题，本文将从运算放大器的工作原理、波形失真的定义与分类、波形失真的原因以及如何避免波形失真四个方面对该主题展开阐述。
一、运算放大器的工作原理运算放大器是一种集成电路，其内部包含多个晶体管、电阻和电容等元件，通过对这些元件的合理组合与配置，实现对输入信号进行放大、滤波、求和等运算。
常见的运算放大器有双向输入、单向输出的差分放大器电路，其输出电压与输入电压之间存在一个放大倍数的关系。
二、波形失真的定义与分类波形失真是指信号在经过放大器等电路之后，输出信号的波形发生变形或失真的现象。
根据波形失真的特点和性质，一般可分为以下几类：1. 线性失真：输出信号的幅度与输入信号的幅度成比例变化，但波形形状发生变形；2. 非线性失真：输出信号的幅度与输入信号的幅度不成比例变化，导致输出信号失真；3. 相位失真：输出信号的相位与输入信号的相位存在偏差，使得波形发生错位或扭曲；4. 噪声干扰：由于电路内部或外部的干扰因素，导致输出信号中出现杂散的噪声成分。
三、波形失真的原因波形失真的产生原因较为复杂，主要包括以下几个方面：1. 非线性元件引起的失真：由于运算放大器内部的晶体管、电阻等元件存在非线性特性，使得输出信号的波形发生变形；2. 高频效应引起的失真：由于运算放大器的频率响应特性，高频信号在传输过程中会出现衰减和相位延迟；3. 负反馈引起的失真：运算放大器通过负反馈来控制放大倍数，但过大或过小的负反馈会引起输出波形失真；4. 温度漂移引起的失真：由于运算放大器内部元件的温度变化，导致工作点发生偏移，进而引起输出波形的失真；5. 电源供电不稳引起的失真：电源电压的波动或噪声会直接影响运算放大器的工作，从而导致输出波形的失真。
四、如何避免波形失真为了避免波形失真，可以采取以下措施：1. 选择合适的运算放大器：根据具体的应用需求，选择具有较低失真、较好线性特性和高增益的运算放大器；2. 优化电路设计：合理设计电路布局和组成，减小信号传输路径的长度和干扰源，降低电路中的非线性失真；3. 控制温度变化：采用温度补偿电路或稳定温度环境，避免运算放大器内部元件的温度漂移；4. 稳定电源供电：采取稳压电源或滤波电路，减少电源噪声对运算放大器的影响；5. 优化负反馈控制：合理调节负反馈的增益和频率范围，避免过大或过小的负反馈引起的波形失真。
模拟电子技术研讨论文放大电路失真现象的研究学院：电子信息工程学院专业：通信工程学号：学生：指导教师：***2013年5月目录引言 (3)1.失真类型及产生原因 (3)1.1非线性失真 (3)1.2线性失真 (3)2.各类失真现象分析 (4)2.1截止、饱和和双向失真 (4)2.1.1截止、饱和失真理论分析 (4)2.1.2饱和失真的Mutisim仿真 (4)2.1.3双向失真分析及改善方案 (5)2.2交越失真 (5)2.2.1交越失真理论分析 (5)2.2.2传统交越失真改善方案 (6)2.2.3基于负反馈的改善方案 (6)2.3不对称失真 (7)2.3.1不对称失真概念 (7)2.3.2不对称失真理论分析 (7)2.3.3传统负反馈改善方案 (8)2.3.4多级反相放大改善方案 (8)2.4线性失真 (9)2.4.1线性失真理论分析 (9)2.4.2线性失真电路设计及改善方案仿真 (9)3.用双级反相放大改善不对称失真的电路设计 (10)4.总结 (11)【参考文献】 (12)放大电路失真现象的研究（北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044）摘要：失真问题是模拟电子技术中的一个重要问题，系统化解决失真问题，能够给放大电路在工程中的设计提供便利。
本文简单地介绍了失真的类型，系统地介绍了各类失真现象产生的原因，同时设计了各类失真电路，给出了各类失真的改善方案，对部分失真问题进行了仿真实验。
关键词：非线性失真、线性失真、三极管放大电路、负反馈、Multisim仿真引言在放大电路中，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。
但在实际电路中，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。
在工程上，电路的失真影响着放大电路的正常使用，在理论上对各种失真现象的原理的研究，有利于工程上快速检测出放大电路失真的原因，从而完善放大电路的设计。
放大电路中的失真与补偿在电子设备和音频系统中，放大电路扮演着至关重要的角色。
然而，在放大信号的过程中，常常会引入一些失真。
本文将探讨放大电路中的失真类型以及相应的补偿方法。
一、失真类型1. 非线性失真非线性失真是放大电路中最常见的一种失真类型。
在非线性失真情况下，放大器对输入信号进行了非线性的响应，导致输出信号的形状发生了变化。
这种失真会使得输出信号中出现频谱分量，这些频谱分量没有出现在输入信号中。
2. 相位失真相位失真是指放大器在放大过程中，对输入信号的相位关系进行了改变。
由于放大器对不同频率的信号具有不同的相位响应，因此输出信号的相位与输入信号的相位之间存在差异。
3. 畸变失真畸变失真是指在放大过程中，放大器对输入信号进行了形状和波形的扭曲，导致输出信号的波形与输入信号的波形不一致。
畸变失真可能由于非线性失真或相位失真引起。
二、补偿方法1. 负反馈负反馈是一种常用的补偿方法，它通过将放大器的一部分输出信号与输入信号进行比较，来减少放大电路中的失真。
负反馈可以降低非线性失真、相位失真和畸变失真，提高放大电路的线性度和稳定性。
2. 预失真预失真是一种先进的补偿技术，它通过在放大器的输入端引入预失真电路，使得输入信号与放大器的非线性特性相互抵消，从而减少信号失真。
预失真技术通常需要根据具体的失真特点进行调整和优化。
3. 使用高精度元件使用高精度的元件可以减少放大电路中的失真。
例如，选择高准确度的电阻、电容和晶体管等元件，可以提高放大电路的性能和稳定性，降低失真发生的概率。
4. 调整偏置电流调整放大电路中的偏置电流可以减少非线性失真。
通过调整电路中的偏置电流，可以使放大器在零输入情况下的工作点更接近线性区域，从而减少非线性失真的发生。
5. 优化供电电压供电电压的优化对于减少放大电路中的失真至关重要。
选择合适的供电电压可以确保放大器在工作时能够提供足够的动态范围，并降低失真发生的可能性。
总结：放大电路中的失真是一个需要重视的问题。
运放波形失真的原因及对策全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运放是一种非常常见的电子元件，被广泛应用于各种电路中。
在一些情况下，运放会出现波形失真的问题，给电路的正常工作带来困扰。
那么，究竟是什么原因导致了运放波形失真？又应当如何采取措施来解决这一问题呢？本文将围绕这一问题展开讨论。
让我们来看看运放波形失真的原因。
波形失真是指运放输出信号的波形与输入信号波形不一致，经过运放放大后，波形扭曲或失真，严重影响了电路的性能。
造成运放波形失真的原因主要有以下几点：电源干扰是导致运放波形失真的一个重要原因。
电源线上的噪声和杂波会被运放放大，进而使输出信号波形扭曲。
尤其是在电源波动较大或者电源质量较差的情况下，运放波形失真更为明显。
运放本身的非线性特性也是导致波形失真的重要原因。
运放在一定的输入范围内是存在非线性特性的，这意味着输出信号不是线性地与输入信号变化。
当输入信号较大时，运放可能出现过饱和或过载现象，导致输出信号波形失真。
运放的输入信号幅度和频率限制也会影响波形的失真。
在输入信号幅度过大或者频率过高的情况下，运放很容易出现失真现象。
这是因为运放的带宽和输出能力是有限的，超过一定范围就会导致波形失真。
运放的工作温度也会对波形失真造成影响。
在高温或者极端温度条件下，运放的性能可能会受到影响，进而导致波形失真。
在一些高温环境下，需要考虑运放的工作温度范围，避免波形失真问题。
既然了解了运放波形失真的原因，那么我们就应该想办法采取一些对策来解决这一问题。
针对电源干扰问题，可以在运放电路中增加滤波电路，滤除电源线上的噪声和杂波。
这样可以有效减少电源对波形的影响，减少波形失真。
为了解决运放本身非线性特性带来的波形失真问题，可以选择性能更好的运放器件，降低非线性失真程度。
在设计电路时，也应该尽量避免输入信号过大，避免过饱和或过载现象。
对于输入信号的幅度和频率限制，可以在设计电路时考虑这些因素，选择适合的运放器件，并调整输入信号的幅度和频率范围，保证在运放的工作范围内。
简述基本放大电路中,放大信号的波形出现失真的原因及其消
除方法
基本放大电路中，放大信号的波形出现失真的原因主要有以下几个：
1. 非线性失真：放大电路中的元件（如晶体管）工作在非线性区域，造成输入信号的不同部分被放大的程度不一样，导致输出信号失真。
2. 饱和失真：当放大电路中的晶体管工作在饱和状态时，无论输入信号有多大，输出信号的幅度都无法继续增大，导致输出信号失真。
3. 频率失真：放大电路对不同频率的信号响应不同，如低频信号被放大得太弱或者高频信号被放大得太强，导致频率失真。
4. 相位失真：放大电路对不同频率的信号的相位延迟不同，导致相位失真。
为消除放大信号的波形失真，可以采取以下方法：
1. 选择合适的放大电路：根据信号的特点选择合适的放大电路，如可以选择线性放大器来避免非线性失真。
2. 使用反馈：通过引入反馈电路，将放大电路的输出与输入进行比较，对输出进行修正，从而减小失真。
3. 频率补偿：在放大电路中加入频率补偿电路，可以调整放大电路对不同频率的响应，减小频率失真。
4. 相位补偿：在放大电路中加入相位补偿电路，可以调整放大电路对不同频率的相位延迟，减小相位失真。
5. 优化电路设计：合理选择元件、优化布局和参数设计等，可以减小失真程度。
总之，通过合适的放大电路选择、引入反馈、补偿电路以及优化电路设计等方法，可以有效消除基本放大电路中放大信号的波形失真。
分压偏置放大电路改善失真的方法一、分压偏置放大电路失真的原因。
1.1 静态工作点不合适。
在分压偏置放大电路里啊，静态工作点要是没设置好，那可就容易出问题了。
比如说，静态工作点设置得太低了，那输入信号的负半周就可能被削掉一部分，就像一个人被截去了下半身一样，这就产生了失真。
这就好比盖房子，基础没打好，上面的东西肯定也不稳固。
1.2 温度影响。
二、改善失真的方法。
2.1 合理设置静态工作点。
这可是重中之重啊。
我们得精心计算和调整分压偏置电路中的电阻值。
就像厨师做菜，调料的量得拿捏得恰到好处。
要根据晶体管的特性，比如它的电流放大倍数等参数，来确定合适的基极电流，从而让静态工作点处于一个合适的位置。
这样输入信号不管是正半周还是负半周，都能完整地被放大，不会出现被削顶或者削底的情况。
这就好比给演员找一个合适的舞台，他才能尽情地表演，不会被舞台的边边角角给限制住。
2.2 采用温度补偿元件。
这是个很聪明的办法呢。
可以在电路里加上热敏电阻之类的温度补偿元件。
热敏电阻就像一个小卫士，它能感知温度的变化。
当温度升高时，它的阻值发生变化，从而抵消掉由于温度升高导致的晶体管参数变化。
这就如同两个人合作，一个向左拉，一个向右拉，当力量平衡的时候，就不会出现偏向一方的情况了。
2.3 稳定电源电压。
电源电压要是不稳定，那就像海上的船遇到了风浪一样，电路肯定会受到影响。
我们要尽量使用稳定的电源，或者在电源电路里加上稳压电路。
这就好比给电路吃一颗定心丸，不管外面怎么变化，电路内部都能稳定地工作。
如果电源电压忽高忽低，那静态工作点也会跟着乱晃悠，失真就不可避免了。
三、实际操作中的注意事项。
3.1 元件选择。
元件的质量和参数准确性很关键啊。
就像组建一个篮球队，每个球员都得是有实力的。
选择电阻的时候，要选择精度高的，这样才能保证分压比的准确性。
对于晶体管，也要选择性能稳定的。
要是选了个质量差的元件，就像在战场上用了一把破枪，肯定打不了胜仗。
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。
放大电路的饱和失真和截止失真
放大电路的失真是指在实际应用中使用放大电路在信号放大或者过滤
的过程中，由于放大器内部的参数变化，截止失真和饱和失真的出现，导致放大电路的输出信号有误差和失真现象。
其中包括以下两种：
一、截止失真
1. 过载失真：是指在实际放大电路中，输入信号的幅值过大，导致放
大器输出信号没有被正确地放大，从而使输出信号明显地比输入信号
偏离了所预期的范围。
2. 衰减失真：是指当输入信号的幅值较小，放大器的输出信号很难被
正确地放大，并且会使放大器的输出信号的幅值明显偏小，从而显示
出放大器的衰减特性，也就是衰减失真。
3. 相位失真：是指当输入信号在正交放大时，衰减失真和过载失真影
响了放大器的工作，致使输出信号幅值与输入信号幅值的相位差异出现，这也称为相位失真。
二、饱和失真
1. 压缩失真：是指在放大器处于饱和状态时，在低频分量的波形和强
度上存在大的波形变化，信息信号的音量会明显减弱，这种失真现象称为压缩失真。
2. 交叉失真：是指当电路处于饱和状态时，将高频分量传输到低频分量上去，从而使被放大信号残留了一定的高频分量，这种失真称为交叉失真。
3. 互补失真：是指在放大器处于饱和状态时，放大器输出信号中包含了与输入信号正弦波形完全相反的负载电流，从而引产生了放大器出现波形失真所带来的互补失真。
放大电路的失真可能会对后续的过程造成一定的影响，因此在实际使用过程中一定要对失真现象进行有效的监视和抑制，以确保系统的正常运行。
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 32.1线性失真 32.1.1幅度失真 42.1.2相位失真 42.1.3改善线性失真的方法 42.2非线性失真 62.2.1饱和失真 62.2.2截止失真 62.2.3双向失真72.2.4交越失真72.2.5谐波失真82.2.6互调失真82.2.7不对称失真 82.2.8瞬态互调失真92.2.9改善非线性失真的方法92.3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。
频率失真是由电路的线性电抗元件引起的，其特征是输出信号中不产生输入信号中所没有的新的频率分量。
如图2.1，为输入多频复杂信号时经过放大电路后产生相位失真和幅度失真的信号波形。
造成线性失真的原因主要是放大器的频率特性不够好。
a)幅度失真由傅立叶分析的基本理论，任何一周期信号都可以分解为直流分量，基波分量和各次谐波分量的加权。
而谐波就是频率为基波整数倍的余弦信号。
若为基波的N倍，即称为N次谐波。
可见，如果一个系统对不同频率分量的放大倍数不同，那么对不同的谐波分量将有不同的放大倍数。
当一个信号通过系统之后，各谐波分量的幅度发生了改变，加权后将不能真实反应原信号。
b)相位失真从相位的角度来考虑，如果原信号的各次谐波通过这个系统，产生了不同的相移（表现在时域为不同的延迟），则系统输出的各次谐波加权之后，也不能真实反应原信号。
图2.1 复杂信号的失真波形c)改善线性失真的方法在我们日常生活中，语言、图像、音乐等信号都是由基波分量和谐波分量叠加而成的复杂信号，如对于一部机、频率失真很小时．从中双方还能相互分清；失真严重时甚至无法辨清对方性别又如对电视图像信号来说，若视频放大器产生高频失真将使图像细节不清晰；低频失真时则造成背景亮度不均匀。
对器乐合奏来说，当扩音器产生高频失真将使乐音失去原有特色，给人以单调乏味的感觉，甚至无法听；低频失真则使浑厚雄壮的乐曲变得轻浮无力，这是因为基波分量决定音调和谐波分量决定音色的缘故为了减小频率失真，使输入信号中的高低频分量均获得与中频同样的增益，必须展宽放大器的通频带，使信号中的高低频分量都处在通频带围。
放大器的实际输入信号通常是由许多频率分量按照一定的幅度比例关系和相位关系叠加而成的非正弦信号。
在放大器中由于器件的电抗效应和电抗性元件的存在，使得放大器对不同频率信号具有不同的放大能力，即放大器的增益随频率不同而改变。
影响低频增益的主要因素是耦合电容和旁路电容，影响高频增益的主要是结电容和引线等的杂散电容。
为了减小这些因素带来的频率失真，使输入信号中的高低频分量均获得与中频同样的增益，必须展宽放大器的通频带，使其在工作频率（如音频为20HZ-20KHZ）近似满足无失真传输条件。
就目前所了解的展宽通频带的方法有三种：补偿电路法、负反馈法、组合电路法。
补偿电路法如图2.2, //输入高频时，Z减小，增大，频带得到适当展宽。
负反馈法在加入负反馈后，如图2.3，可以看出，加入负反馈后，增益下降，但是频带却得到了展宽。
还有一种组合电路法，通过不同组态电路组合，改变电路的时间常数，提高高频截频。
常用的有低阻输入的共射-共基电路和低阻输出的共集-共射电路，这几种组合电路均可以提高截频。
但是在实际工程研究和应用中，受晶体管特性等影响，通频带是不能无限展宽的，而且在展宽通频带的同时，会带来其它弊端，尤其是会引入噪声。
所以不同的放大器，可以选择不同的展宽频带方法，频带宽度可以视要求而定。
20lg A 020406080/dB101010101010101234567f /Hz图2.2 补偿电路法 图2.3 负反馈对通频带影响2.2 非线性失真非线性失真亦称波形失真、非线性畸变，表现为系统输出信号与输入信号不成线性关系，它与线性失真的本质差别是由电子元器件的非线性所引起，使输出信号中产生新的谐波成分，改变了原信号频谱。
造成非线性失真的原因主要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。
由于放大器件工作在非线性区而产生的非线性失真有一下几种：a) 饱和失真晶体管有三个工作区：饱和区、截止区和放大区。
如图2.4为正常放大情况下的特性曲线。
对于共射极的基本放大电路，其输入波形正好与输出波形反相，当输入正弦波正的部分时，应该输出负的部分，而当输入的峰峰值较大的时候，超过了电路的动态围，就会出现失真。
如果是输入信号的正半周超出了动态围，即Q 点取值靠左上方，那么就会进入晶体管的饱和区，造成饱和失真，如图2.5，反映到电流上就是顶部失真，对应的输出信号由于相位差180度的原因，所以输出信号的负半周的波形失真即底部失真。
图2.4 不失真情况下的输入特性和输出特性曲线图2.5 饱和失真的输出特性曲线b)截止失真与饱和失真相反，截止失真是当输入的波形是负半周时，快到谷值时，三极管就会处于截止状态，那么此时的输出就不再随输入变化了，出现了截止失真;即输出得到的正半周正弦波波形就没有峰值了。
用图解法分析，晶体管的静态工作点Q设置较低时，靠近曲线右下方，如图2.6，由于输入信号的叠加有可能是叠加后的波形一部分进入截止区，这样就会出现截止失真，对应的输出信号由于相位差180度的原因，所以输出信号的负半周的波形失真即顶部失真。
图2.6 截止失真的输出特性曲线c)双向失真双向失真则是由于输入信号过大，在信号正半周造成饱和失真，负半周造成截止失真，因此称为双向失真。
d)交越失真这是一种比较特殊的失真，它是由于输入电压较低时，因三极管截止而产生的失真。
这种失真通常出现在通过零值处，如图2.7。
交越失真出现在乙类放大电路中，如图2.8，这个电路由两个相互对称的PNP和NPN管组成，先分析这个电路的工作原理，当处于正半周期工作时，T1导通，T2截止，其工作等效电路如图2.8（a），当处于负半周期工作时，T1截止，T2导通，其工作等效电路如图2.8（b），但是由于没有直流偏置，管子的必须在||大于某一个数值（即门坎电压，硅管约为0.7V，锗管约为0.2V）时才有显著变化。
当输入信号低于这个数值时，T1和T2都截止，和基本为零，负载上无电流通过，出现一段死区,输出波形对输入波形来说存在失真，也就是在过零值处出现的交越失真。
图2.7 交越失真图2.8 乙类功率放大电路图2.8(a)正半周期工作等效电路图2.8(b)负半周期工作等效电路e)谐波失真指原有频率的各种倍频的有害干扰。
由于放大器不够理想，输出的信号除了包含放大了的输入成分之外，还新添了一些原信号的2倍、3倍、4倍……甚至更高倍的频率成分（谐波），致使输出波形走样。
f)互调失真指由放大器所引入的一种输入信号的和与差的失真。
例如，在给放大器输入频率为1kHz和5kHz的混合信号后，便会产生6kHz（1kHz和5kHz之和）及4kHz（1kHz和5kHz之差）的互调失真成份。
如图2.9，两个不同频率（分别为800Hz和1300Hz）的信号同时经过放大器，由谐波失真讨论可知：放大器的输出信号中，除了原本的这两个信号之外，还增加了800Hz的各次谐波和1300Hz的各次谐波。
而除此之外，实际上还出现了新的不需要的频率，就是输入信号的“和频”和“差频”，即频率为2100Hz 和500Hz的信号，这就是由于互调失真引起的。
在实际应用中，这种互调失真显然是越小越好。
图2.9 互调失真g)不对称失真在推挽放大器易出现不对称失真，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，最终导致输出信号的正负半周信号幅度、波形，与输入信号不一致。
在共射放大电路中，由于输入电阻在正弦信号电压瞬时变化过程中一直随着总电流变化，如图2.10电流越大，越小, 在正弦信号电压负半部分，电流总量较小，较大，结果使信号电流、基极电流交流分量、集电极电流交流分量的负半波都比较小，反相后反映为负载电压正半波矮胖；在正弦信号电压正半波，电流总量较大，较小，使信号电流、基极电流交流分量、集电极电流交流分量的正半波都比较大，反相后反映为负载电压负半波瘦长。
因此最终得出来的输出信号不对称，即为不对称失真。
图2.10 三极管输入特性曲线h)瞬态互调失真在负反馈有效地降低失真时，易引起瞬态互调失真。
在集成电路中，常用深度负反馈来提高工作稳定性和减少失真，为减少由深度负反馈所引起的与正确工作频率不一致的高频振荡（高频寄生振荡），因此一般要在前置推动级的晶体管集电极和基极之间加入一个小电容，使高频段的相位稍为滞后，但无论电容的容量如何小，也要有一定时间来充电，当信号中含有高速瞬态脉冲时，电容充电速度跟不上时，这一瞬间线路是处于没有负反馈状态，这个时候由于输入信号没有和负反馈信号相减，造成信号电平过强，使放大线路信号会出现削波现象，由此产生瞬态失真。
例如当输入一个连续的正弦信号通过放大器时，可能会出现比较好的放大，但当输入一个脉冲信号时，就不能正常反映这个信号的瞬态变化。
如图2.11。
图2.11脉冲信号瞬态互调失真波形i)改善非线性失真的方法对于前三种失真以共射电路为例进行分析讨论：如图2.12，求静态工作点Q 用图2.13的静态电路求解， C BEQ BQ b E U I R -=C b E R ≈，由图1输出特性曲线可以看出，若为饱和失真，即Q 点靠近饱和区，也就是BQ I 过大，要想正常放大，则Q 点应适当下移，可以增大从而减小BQ I ，克服饱和失真。
