关于放大电路失真现象的研究
三极管放大电路失真现象分析
三极管放大电路失真现象分析
四川工程职业技术学院 陈昌海
复习要点
分压式偏置电路
VCC
C1
ui
Rb 2
RC
C2
C
B
E
Rb1
RE
k1
k2
u RL o
C3
放大电路为共射极放大电路 三极管为硅型材料得NPN管
问题分析
C
B uo
ui E
三极管实现放大得外部条件: 发射结正偏,集电结反偏。
VCC
C1
ui
Rb 2
RC
C2
C
B
E
k2
k1
u RL o
Rb1
RE
C3
UBQ
≈
R b1 Rb1 + Rb2
VCC
UBEQ = 0.7 V
IEQ
=
UBQ - UBEQ RE
≈ ICQ
IBQ
=
ICQ β
UCEQ ≈ VCC - ICQ RC + RE
UBQ
≈
R b1 Rb1 + Rb2
+RP
VCC
1K RE C3 4.7K
20uF
V UBQ
≈
R b1
R b1 + Rb2
+RP
CC
UBQ
10
10 10
47
12
1.79 V
VCC +12V
47K
RP 4.7K RC
10K Rb2
RS 1K C1 10uF
B
C
C210uF
k1
示波器
US
E k2
共射放大电路判断失真的依据
共射放大电路判断失真的依据1. 引言1.1 概述共射放大电路是一种常见的电子放大器电路，其具有简单、稳定和高增益等特点，在许多电子设备中起到重要作用。
然而，由于各种因素的影响，共射放大电路可能会发生失真现象，降低信号质量或者干扰其他信号。
因此，准确判断共射放大电路的失真情况对于保证信号传输的可靠性和质量至关重要。
1.2 文章结构本文将首先介绍共射放大电路的原理与特点，包括其基本原理、工作特点以及应用领域。
然后，文章将详细探讨判断共射放大电路失真的依据，包括输入输出特性曲线分析、非线性失真分析和频率响应分析等方面。
接着，通过实验验证与案例分析来验证所提出的判断依据，并对实验结果进行数据分析和案例讨论。
最后，在结论部分总结本文所得出的结论，并展望未来研究方向与建议。
1.3 目的本文旨在通过深入研究共射放大电路判断失真的依据，为工程技术人员提供准确判断共射放大电路失真情况的方法和依据。
通过本文的研究，希望能够提高共射放大电路的设计和调试水平，进一步推动电子设备的发展和应用。
2. 共射放大电路的原理与特点：2.1 共射放大电路的基本原理：共射放大电路是一种常用的单级晶体管放大电路，由一个NPN型晶体管、输入耦合网络和输出负载组成。
其基本原理如下：当输入信号施加到基极时，通过输入耦合网络传递给晶体管的发射极。
当输入信号变化时，导致基结电压发生变化，从而改变晶体管的工作状态。
在共射放大电路中，信号电压经过共阻（发射极负载电阻）产生对地共节点，并通过输出耦合元器件传递至负载上。
在这个过程中，晶体管会进行放大操作。
2.2 共射放大电路的工作特点：- 放大增益高：由于共射放大电路采用了反相输入、反相输出的方式，因此具有较高的电压增益。
- 输入输出隔离：由于输入与输出之间通过晶体管来进行功率转换，因此可以实现较好的输入输出隔离效果。
- 输入阻抗低：由于共射放大电路使用了低阻抗驱动方式，使得其具有较低的输入阻抗。
- 输出阻抗高：共射放大电路的输出阻抗较高，可以与后级负载进行匹配。
模电论文放大电路失真现象的研究
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。
放大电路非线性失真
放大电路非线性失真电子设备中，放大电路是一个非常重要的部分。
它可以将弱信号放大，使其能够被后续电路准确处理。
然而，放大电路在实际应用中存在着非线性失真的问题，这对信号的准确传输和信息的可靠获取带来了一定的影响。
本文将探讨放大电路非线性失真的原因，并介绍几种常见的解决方法。
一、非线性失真的原因放大电路中的非线性失真主要来源于电子元件本身的非线性特性以及电路的工作条件。
下面将分别介绍这两个方面的原因。
1.1. 电子元件的非线性特性常见的电子元件，如二极管、三极管等，其工作特性难以完全满足理想线性状态。
例如，在二极管的伏安特性曲线中，前向电压和电流之间并不是简单的线性关系。
在实际电路中，二极管的非线性特性会导致放大电路输出信号存在失真。
同样，三极管的工作也存在非线性问题。
三极管的输入输出特性曲线通常是非线性的，这意味着在较大的输入信号下，输出信号会产生失真。
1.2. 电路的工作条件电路的工作条件也会对放大电路的线性度产生一定的影响。
例如，过大的电源电压会使放大器进入饱和区域，导致信号失真。
而过小的电源电压则可能使放大器工作在低电压区，造成信号截断。
此外，温度的变化以及电源电压的波动等也会对电路的线性度产生影响。
这些因素都是导致放大电路非线性失真的原因之一。
二、非线性失真的解决方法针对放大电路的非线性失真问题，工程师们提出了多种解决方法，下面将介绍几种常见的方法。
2.1. 负反馈负反馈是一种常用的解决放大电路非线性失真问题的方法。
通过将放大电路的输出信号与输入信号进行比较，并将其差值作为反馈信号输入到电路中，可以使得放大器的动态特性更加稳定，减小非线性失真。
2.2. 使用线性化技术线性化技术包括预失真技术、补偿网络技术等。
通过在放大电路中加入一定的预处理电路或者补偿网络，可以根据非线性特性对信号进行适当的处理，使得输出信号更加接近理想线性状态。
2.3. 优化电源控制通过优化电源的控制方式，可以改善放大电路的线性度。
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
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。
什么是电路中的放大器失真
什么是电路中的放大器失真放大器是电子电路中常见的一个重要组件，其主要功能是将输入信号放大至需要的幅度，并将其输出。
然而，在实际应用中，放大器常常会引入一定的失真，影响信号的传输和质量。
本文将介绍什么是电路中的放大器失真，以及其产生的原因和常见类型。
一、放大器失真的定义在电路中，放大器失真指的是放大器输出信号与输入信号之间存在的非线性关系，导致输出信号形状或幅度发生改变，与原始信号存在差异。
这种失真会导致原始信号的畸变，降低信号的准确性和保真度。
二、放大器失真的原因1. 非线性特性：放大器在放大信号时，其放大增益往往会随着输入信号的变化而变化。
当输入信号较小或靠近放大器的饱和区时，放大器会表现出非线性的放大特性，导致失真现象的发生。
2. 频率响应：放大器在不同频率下的放大特性可能有所不同，其中某些频率段上的放大增益会有所衰减或变化。
这种频率响应不均导致输出信号的失真。
3. 输出载荷：放大器的输出端常常需要连接负载电阻或其他电子组件。
不正确的负载匹配或负载电阻的变化也会导致放大器输出信号的失真。
4. 温度效应：放大器在工作时会产生一定的发热，而温度的变化会引起电子器件的参数变化。
因此，温度的变化可能导致放大器工作状态发生变化，从而导致失真的发生。
三、放大器失真的类型1. 线性失真：线性失真是放大器输出信号与输入信号之间存在的线性变化关系。
例如，信号增益的非线性变化将导致放大器输出的失真。
2. 非线性失真：非线性失真是放大器输出信号与输入信号之间存在的非线性变化关系。
非线性失真可以进一步细分为各种类型，如谐波失真、交叉失真等。
谐波失真指的是输出信号中包含输入信号频率的整数倍频率成分，而交叉失真则指的是输出信号中包含输入信号频率之外的频率成分。
3. 相位失真：相位失真是指放大器输出信号的相位与输入信号的相位之间存在的差异。
相位失真会导致信号波形的畸变或时序错误。
四、放大器失真的影响放大器失真对信号的传输和质量会产生多种影响，其中包括：1. 信号失真：放大器失真会引起输入信号的形状、幅度或频谱发生变化，从而导致信号的失真。
关于放大电路失真现象的研究
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。
电子电路中常见的放大器失真问题解决方法
电子电路中常见的放大器失真问题解决方法放大器作为电子电路中常见的组件，起到放大信号的作用。
然而，由于各种因素的影响，放大器在工作时会产生失真问题。
本文将探讨电子电路中常见的放大器失真问题，并提供一些解决方法。
一、失真问题的分类在电子电路中，放大器的失真问题主要分为三类：线性失真、非线性失真和时间失真。
1. 线性失真：线性失真是指放大器的输出信号与输入信号不成比例的情况。
常见的线性失真类型包括增益失真、相位失真和频率响应失真。
2. 非线性失真：非线性失真是指放大器输出信号中包含频率变换、非线性畸变和交叉失真等问题。
其中，频率变换是指输入信号的频率与输出信号的频率不同；非线性畸变是指输出信号与输入信号之间的非线性关系；交叉失真是指不同频率信号之间互相干扰的问题。
3. 时间失真：时间失真是指信号在放大器中传播时，不同频率信号到达输出端的时间不一致，导致失真问题。
二、解决方法针对上述不同类型的失真问题，有一些常见的解决方法可以采用。
1. 对线性失真问题的解决方法：（1）增益失真：增益失真一般是由于放大器的放大系数不稳定引起的。
解决方法是使用反馈电路来调整放大器的增益，使其更加稳定。
（2）相位失真：相位失真会导致信号的相位变化，进而影响到信号的传输和还原。
解决方法是使用相位补偿电路，通过补偿相位差来达到准确的放大。
（3）频率响应失真：频率响应失真使得输出信号的频率响应与输入信号不一致。
解决方法是采用滤波器电路，来补偿频率响应的不一致性。
2. 对非线性失真问题的解决方法：（1）频率变换：频率变换可以通过使用合适的滤波器来解决。
滤波器可以选择在特定频率范围内降低或削弱某些频率成分，从而实现频率变换的纠正。
（2）非线性畸变：非线性畸变可以通过使用补偿电路来解决。
补偿电路可以根据输入信号的非线性特征进行调整，以实现输出信号的线性化。
（3）交叉失真：交叉失真可以通过使用解耦电容、添加补偿电路等方法来解决，以减小不同频率信号之间的干扰。
共射放大电路输出电压的底部失真都是饱和失真
共射放大电路是一种常见的放大电路，它在许多电子设备中都有广泛的应用。
在设计共射放大电路时，输出电压的底部失真问题是一个需要特别关注的地方。
底部失真指的是输出电压波形的底部出现畸变或失真的现象。
而底部失真的主要原因之一，就是饱和失真。
饱和失真在共射放大电路中是一个比较常见的问题。
当输入信号较大时，晶体管会进入饱和区，导致输出电压不能随着输入信号的增大而线性增大，从而出现失真。
特别是在输出信号的底部，饱和失真会更加明显，导致输出电压波形出现截断和扭曲的现象，从而形成底部失真。
要解决共射放大电路输出电压底部失真的问题，首先需要对电路进行全面的评估。
在设计电路时，需要考虑晶体管的工作状态和工作范围，以及输入信号和输出负载的匹配情况。
通过合理的电路设计和参数选择，可以尽量减少晶体管的饱和现象，从而降低底部失真的发生。
在实际的电路设计中，还可以采取一些补偿措施来减轻底部失真的影响。
比如可以通过负反馈电路来抑制输出信号的非线性失真，同时可以采用多级放大和输出级的并联等方式来提高整个放大电路的线性度，从而降低底部失真的程度。
共射放大电路输出电压底部失真的问题主要源于饱和失真。
通过全面评估和合理设计，可以有效地减少饱和失真的发生，从而降低底部失真的影响。
在实际应用中，可以采取一些补偿措施来进一步提高电路的线性度，从而获得更加高质量的输出电压波形。
希望通过本文的讨论，读者能对共射放大电路输出电压底部失真的问题有更深入的理解，同时也能够在实际的电路设计和应用中，更好地处理和解决这一问题。
共射放大电路是一种常见的放大电路，它在许多电子设备中都有广泛的应用。
在设计共射放大电路时，输出电压的底部失真问题是一个需要特别关注的地方。
底部失真指的是输出电压波形的底部出现畸变或失真的现象。
而底部失真的主要原因之一，就是饱和失真。
饱和失真在共射放大电路中是一个比较常见的问题。
当输入信号较大时，晶体管会进入饱和区，导致输出电压不能随着输入信号的增大而线性增大，从而出现失真。
放大电路中的失真与补偿
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。
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
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。
放大电路截止失真
放大电路截止失真
放大电路截止失真是指放大器在输入信号较小或频率较低时，输出信号无法正确地放大。
截止失真通常发生在普通的单级放大器中。
截止失真的原因可能包括：
1. 晶体管的截止区域：在晶体管的输入信号过小或频率过低时，晶体管可能无法正确地工作，导致输出信号失真。
2. 耦合电容的作用：在直接耦合的放大电路中，耦合电容可能对低频信号造成阻碍，使得输出信号无法正确地放大。
3. 反馈电容的作用：在反馈放大电路中，存在反馈电容，其阻抗对低频信号也可能有阻碍作用，导致输出信号失真。
为了减少放大电路的截止失真，可以采取以下措施：
1. 使用合适的放大器设计和电路布局。
2. 选择合适的晶体管和其他元件，以及调整放大器的工作状态。
3. 使用适当的耦合电容和反馈电容，以保证低频信号的正确传输。
4. 通过使用负反馈或其他技术，优化放大电路的频率响应特性。
总之，放大电路截止失真是一个常见且重要的问题，需要综合
考虑放大器的设计、电路布局和元件选择等方面，以减少失真并提高放大电路的性能。
《模拟电子技术》 放大电路失真现象研究
《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。
电子电路中的功率放大器失真问题如何解决
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。
共发射极放大电路产生截止失真的原因
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功率放大电路的几种失真特点
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）。
共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为什么失真
共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为什么失真
共射极放大（Common-Emitter Amplifiers）是一种常见的放大电路，用于通过放大输入的音量达到更大的音量输出。
它的交流输出波形上半周失真的原因是由于反馈电阻的重要性。
什么是反馈电阻？反馈电阻是一种电阻，它将一部分放大器输出电压反馈到放大器输入端，从而起到调节放大器输出电压的作用。
在共射极放大电路中，反馈电阻将放大器输出电压反馈到放大器输入端，这将对放大器输出音量产生影响。
可以看到，当反馈电阻设置过小时，放大器输出波形上半周将会失真。
当反馈电阻太小时，它将不能有效的减少放大器的输出音量，电流会降低，放大器输出的变化率会降低，从而使输出波形的上半周失真。
此外，当反馈电阻设置过大的时候，放大器输出波形上半周也会失真。
在这种情况下，反馈电势将太大，从而减少放大器输出电压的波动，从而导致放大器输出误差很大，也就使得波形上半周失真。
因此，当反馈电阻量被设置不合理时，就会导致共射极放大电路的交流输出波形上半周失真，对于这种情况，应该调整反馈电阻的量，以便可以正常的放大入声音。
基本放大电路失真度
基本放大电路失真度
１、信号在传输过程中，可能产生线性和非线性两种失真。
线性失真又称为频率失真，是由于器件内部电抗效应和外部电抗元件的存在，而使得电路对同一信号中不同的频率重量的传输系数不同或相位移不同而引起的。
非线性失真是由于器件的非线性引起的。
两种失真的区分在于非线性失真使得电路的输出信号中产生了不同于输入信号的新的频率成分，而线性失真则不会产生新的频率成分。
２、线性失真用电路的频率特性表示，失真度的测量是指非线性失真的程度的测量。
衡量非线性失真的大小，常用非线性失真系数(失真度)表示，它的定义为：
式中U1为基波重量电压有效值。
U2，U3，…，UN分别为二次、三次……N次谐波重量电压有效值。
由于在实际工作中测量被测信号的基波电压有效值比较困难，而一般测量被测信号的电压有效值比较简单，因此，常用的测试非线性失真的大小的仪器——失真度测试仪——测出的非线性失真系数为0。
即o为被测信号中各次谐波电压有效值与被测信号电压有效值之比的百分数。
和o的关系为：
当00％时，＝0，当00％时，则应按上式计算信号的失真。
失真度既可以表征电路的特性，又可以表征非正弦信号与正弦信号的差别，用失真度来表征一个正弦振荡器的输出波形的好坏就是一个例子。
一般，人耳对音乐能觉察0.7％左右的失真度；对语言能辨别3％～5％的失真度。
对于音频设备，常要求失真度在0.5％～0.8％以下。
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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。
Multisim仿真软件支持模拟电路、数字电路及模数混合电路的设计仿真，仿真结果准确直观。
利用Multisim进行仿真，方便了放大电路失真现象的理论研究。
1.失真类型及产生原因放大电路产生失真的主要原因有两个，据此可以将失真分为两大类：①非线性失真（nonlinear distortion）：晶体三极管等元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线性失真（linear distortion）：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。
1.1非线性失真非线性失真产生的主要原因来自三方面：第一是晶体三极管等特性曲线的非线性；第二是静态工作点位置设置的不合适；第三是输入信号过大。
由于晶体三极管工作在非线性区而产生的非线性失真有5种：饱和失真、截止失真、双向失真、交越失真和不对称失真。
1.2线性失真通常放大电路的输入信号是多频信号，由于放大电路中有隔直流电容、射极旁路电容、结电容和各种寄生电容，使得放大电路对信号的不同频率分量具有不同的增益幅值或者相对相移发生变化，就使输出波形发生失真，前者称为幅度失真，后者称为相位失真，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，故又称线性失真，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。
2.各类失真现象分析通过以上分析我们知道，常见失真现象包括：截止失真（cutoff distortion）、饱和失真（saturation distortion）、双向失真（bidirectional distortion）、交越失真（crossover distortion）、不对称失真（asymmetrical distortion）、幅度失真（amplitude distortion）和相位失真（phase distortion）。
其中截止失真、饱和失真和双向失真的产生原理类似，可以归为一类研究。
2.1截止、饱和和双向失真2.1.1截止、饱和失真理论分析在共发射极放大电路中，设输入信号U 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i B也将是正弦波。
如果由于电路元件参数选择不当，使I BQ比较高，静态工作点（Q A点）电流I CQ比较高，则对输入电流的负半周，基极总电流i B和集电极总电流i C都减小，使集电极电压U 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I BQ增加时，I CQ随之增大，由于输出电压反相，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，称为饱和失真。
相反地，如果静态工作点(Q B)电流I CQ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。
截止失真和饱和失真原理图如图2-1所示：图2-1如果所使用的晶体三极管是PNP 型的，则饱和失真时将出现削顶，而截止失真将出现削底。
PNP管组成的放大电路输出波形失真情况与NPN管组成的放大电路输出波形失真情况完全相反。
2.1.2饱和失真的Mutisim仿真仿真以饱和失真为例，为方便体现NPN管和PNP管的区别，仿真中NPN管和PNP管的放大电路均采用单管共射电路，两放大电路共地，输入信号相同。
仿真电路如图2-2。
图2-2饱和失真观察：当将放大电路基极偏置电阻的阻值R1和R2设置成较小值时，两放大电路工作点变高，接近饱和区。
适当增大输入信号幅度时，则出现饱和失真，输出波形如图2-3所示。
其中上边波形为NPN管放大电路的输出波形，出现底部失真，下边波形为PNP管放大电路的输出波形，出现顶部失真。
图2-32.1.3双向失真分析及改善方案当输入信号幅度过大时，有可能同时出现饱和失真和截止失真，这种失真就是双向失真。
不难看出，为避免产生这种失真，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。
2.2交越失真2.2.1交越失真理论分析单管乙类功放电路仅在半个周期内有电流通过，尽管相对于甲类功放电路减小了管耗，有利于提高输出效率，但使输入信号的半个波形被削掉，存在严重的波形失真。
如果用两个管子，使之都工作在乙类放大状态，但是一个在正半周期，而另一个工作在负半周期，同时使这两个输出波形都能加到负载上，从而使负载得到一个完整的波形，这样就能解决效率与失真的矛盾。
电路原理图如图2-4。
电路中T1和T2分别为NPN和PNP 型管，当信号处于正半周期时，T1承担放大任务，T2截至，有电流通过负载R L。
而当信号处于负半周期时，则刚好相反，T2承担放大任务，T1截至，仍然有电流通过负载R L。
这样，图2-4所示基本互补对称电路实现了在静态时管子不取电流，而在有信号时，T1和T2轮流导通。
图2-4由于三极管PN结的压降，图2-4所示的互补对称功放电路并不能使输出波形很好地反映输入的变化。
由于没有直流偏置，管子的基极电流i B必须在U BE大于某一数值(即门坎电压，NPN 硅管约为0．6V，PNP锗管约为0．2V)时才有显著变化。
当U i低于这个数值时，T1和T2都截至，i c1和i c2基本为零，负载R L上无电流流过，出现一段死区，这就是交越失真产生的基本原理。
交越失真现象图如图2-5所示。
图2-52.2.2传统交越失真改善方案为了克服交越失真的影响，传统的改善方案是立足于通过电路改进的方式来实现。
常见的解决方法为：甲乙类双电源互补对称电路法和甲乙类单电源互补对称电路。
甲乙类互补对称法电路原理如图2-6所示。
图2-6由图可见，T1和，T2组成互补输出级。
静态时，在二极管D1、D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。
由于电路的对称，静态时i c1=i c2，i L =0，U0=0。
有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使U i很小，基本上也可以进行线性放大。
甲乙类单电源互补对称电路本质与上述方法一样，只是用电容C和一个电源E c来代替原来的+E c和-E c的作用。
2.2.3基于负反馈的改善方案在实际电路设计中，功放的输入信号一般都是由运算放大器提供。
基于负反馈原理来稳定输出的电路只有两种形式，区别就在于负载是否接地，下面以负载不接地类来研究，来说明负反馈解决交越失真的原理。
负反馈工作原理可用图2-7来说明。
图2-7当前级运算放大器的输出电压低于三极管PN结电压时，三极管不能导通，电路处于交越失真状态。
负反馈信号线采样电压为零，由于运算放大器工作于差动放大，负反馈线上的反馈信号则会使运算放大器自动调整放大系数，来增大输出电压，三极管立刻导通，保证输出与输入的线性关系。
当电路正常工作时，若负载发生小的扰动，则反馈线会将扰动电压反馈给运算放大器，由于采用的是负反馈，则放大器会自动朝相反的方向调整增益来抵消扰动的影响。
因此负反馈还可以增加电路的稳定性，增强抗干扰能力。
为了验证上述分析的正确性，采用Multisim软件来仿真，仿真电路图如图2-7所示，分别用示波器测量负载波形和基极电压波形，仿真结果如图2-8所示。
（a）负载波形图（b）三极管基极电压波形图2-8根据仿真结果图2-8（a）可以得到，通过负反馈法可以解决交越失真的影响，同时可以增加电路的稳定性。
根据图2-8（b）仿真结果还可得，由于负反馈的作用，三极管基极公共结点处的电压波形已经不再是正弦波，而是在绝对值等于0．6V处发生跃变，保证了基极结点处电压绝对值不会低于三极管PN结压降，从而保证三极管时刻处于导通状态，这也证明了上面负反馈原理分析的正确性。
2.3不对称失真2.3.1不对称失真概念对线性电阻，输入是正弦波电压，则输出电压也是正弦波。
电阻阻值变化时，输入是正弦波，则输出就会偏离正弦波。
将放大器中输入正弦电压时输出电压偏离正弦波的现象叫做不对称失真。
三极管放大器中的非线性失真电压波形的基本特征是一个波头矮胖，另一个瘦长，如图2-10。
非线性失真属于柔性失真。
非线性失真可以用若干方法来抑制或补偿。
2.3.2不对称失真理论分析图2-9是三极管输入特性曲线，其斜率叫做三极管的输入电阻。
可看出，三极管输入电阻r be在正弦信号电压瞬时变化过程中一直随着总电流变化。
电流越大，r be越小。
从晶体管输入特性曲线可看出，在正弦信号电压负半波，电流总量较小，r be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，r be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，见图2-10。