非线性失真
什么是线性失真？什么是非线性失真？浅析无线通信的失真
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。
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*名：**学号： ********学院：电信学院班级：通信1108班指导教师：***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。
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。
放大器的非线性失真
放大器的非线性失真The document was prepared on January 2, 2021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.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 ααα 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xt=Acosωt 代入式中,则有：+++++=+++=)]3cos(cos 3[4)]2cos(1[2cos cos cos cos )(332213332221t t A t A t A t A t A t A t y ωωαωαωαωαωαωα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：2331233222)43()4()2(THD A A A A αααα++= 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.即在如图所示.V图 非线性的确定单级放大器的非线性1 由于管子特性引起的非线性以共源放大器为例来说明单级放大器的非线性,如图所示是带电阻负载的共源放大器.V S +v sVo图 共源放大器图中V S 为M 1管的直流工作点,即栅源电压,而v s 则为输入的交流小信号,假定输入的交流小信号为：t cos V v m s ω= 则根据饱和萨氏方程可得其漏极电流为： 2)cos (t V V V K I m th GS N D ω+-=上式中I D0为直流输出,所以在输出端的交流信号可表示为：+++-=)]2cos(1[21cos )(22t V K t V V V K I m N m th GS N d ωω输出信号的基波与二次谐波的幅度之比为：)(42th GS mV V V A A -=ωω 由上式可以看出MOS 放大器的非线性失真是由于输出电流与输入电压的平方关系引起的,当V m 很小时,二次谐波可以忽略.2 由放大器传输特性引起的非线性带电阻负载的共源放大器的传输特性如图所示.V图 带电阻负载的共源放大器的传输特性由上图可以看出,放大器的非线性失真与输入信号大小、直流工作点偏置点有关.一般放大器的最大输出幅度是指无失真的输出.所以当偏置点不同时同一放大器的输出幅度是不同的.由于V o ＝V DD －I D R ,而放大器的电压增益为：A v =－g m R ,所以当电源电压为常数时,随着电阻R 值的增大,放大器的增益增加,但输出幅度的动态范围减小.差分电路的非线性对于差分电路,由于输入与输出间表现出一种“奇对称”的关系,即f －x=－fx ,所以对式的泰勒展开式进行简化,应只有奇次项,所有的偶次项系数为零,即输入为差分信号时差分放大器不存在偶次谐波,从而减少了非线性.V图 相同电压增益的单端放大器与差分放大器对于如图所示的差分放大器,其小信号电压增益为：)(2 R V V K R g A th GS N m v -=≈ 与共源放大器一样,假设输入信号为V m cosωt .则有：21D D o I I I -= 21GS GS id V V V -=根据饱和萨氏方程有：22221)(4 2idth GS id N id NS idN D D V V V V K V K I V K I I --=-=-从式可以看出,只有当N S id K I V /2≤时,I D1、I D2才有意义,而当V id 较小时,△I D ＝I D1－I D2和V id 才是线性的.所以一般认为在满足N S id K I V /±≤时,差分放大器是线性的.如果|V id |<<V GS －V th ,则将式中的根号下的式子展开得：)(8cos cos )(2 )(81)(2)(41)(2233222221⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---≈---=-th GS m m th GS N th GS idth GS id N th GS idth GS di N D D V V t V t V V V K V V V V V V K V V V V V V K I I ωω 利用三角函数的性质cos 3ωt=3cosωt+cos3ωt/4对式进行进一步的简化,有：)(32)3cos(cos )(323232321th GS m m th GS m m m D D V V t V g t V V V V g I I --⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-ωω 由上式可以看出：差分放大器的非线性失真只包含有奇次谐波,而无偶次谐波分量,且当])(32[323th GS m m V V V V ->>时,其三次谐波分量与基次谐波分量的比值为： )(32/22th GS m V V V -.与式相比可发现：在提供相同的电压增益与输出摆幅的情况下,差动电路呈现的失真要比共源放大的失真要小得多.电路中器件引起的非线性前面介绍的者是假定无源组件为线性,但实际上,特别是在集成电路中,无源组件也都是非线性的.这里主要介绍电容以及用MOS 管作电阻的非线性. 1 电容的非线性电容的非线性主要体现在开关电容电路中,电容器对电压的依赖关系可能会引入相当大的非线性.如图所示的电容结构,则是一个非线性电容.图 一种非线性电容结构对于图中的电容,由于其电容值的大小与PX 二点的电压值即电容两端的电压有关,通常此电容可表示为：)1(2210 +++=V V C C αα 为了考虑电容非线性的影响,分析如图a 所示的开关电容电路.CV oV i0a b图 a 非线性电容的开关电容电路 b 输出曲线假设图中放大器输入电容C 1上有一初始电压为V i0,而输出电容C 2的初始电压为零,且C 1是一非线性电容,并假设C 1/C 2＝K 电路的死循环增益,C 1＝KC 01＋α1V ,则电容C 1上获得的电荷为：201000100112)1( 00i i V V V KC V KC dV V KC dV C Q i i αα+=+==⎰⎰而在放大模式终止时,电容C 2上的电荷为：2100222o o V V C V C dV C Q oα+==⎰而根据电荷守恒定理,Q 1＝Q 2,所以可令式与式相等,则可求得：)211(10120211i i o V K V K V ααα+++-=上式中平方根项下的后两项通常远小于1,因此可以对平方根项展开,有：20102)1(i i o V K K KV V α-+≈从上式可以看出输出电压V o 的非线性是由第二项产生的.2 MOS 管作为电阻的非线性如图所示,为一个有源滤波器,其中使用MOS 管作为其电阻,V VGV oV V o图 用MOS 管作为电阻的有源滤波器选择V G 的电压使MOS 管工作在线性区,因此根据萨氏方程有： DS DSth GS N d V )2V V V (K i --= 对上式进行泰勒展开得：+----=)(21))((22S D N S D th GS N d V V K V V V V K i 式中V D －V S ＝V DS ,则其等效电阻为：++--==)(21)(S D N th GS N DS d V V K V V K V i R 上式中第一项为线性电阻,第二项为非线性电阻,使滤波器电路产生非线性,所以用简单管子工作在非饱和区作电阻时使电路产生非线性,当V D ＋V S 很小时,非线性可以忽略.克服非线性的技术 原理在模拟电路中改善和克服非线性失真的方法基本上都是采用负反馈.其基本的工作原理如下：考虑放大器的非线性失真时,输出信号可以表示为：h v di v o v DA v A v 00+=式中D 为谐波失真系数,v h 为输入端的谐波信号.则一个反馈系统可用图表示.Dv图 反馈系统的对非线性的影响的原理框图由上图可得到：of v f v F v ⋅= f sf di v v v -= di v h v of v A Dv A v 00+=把式、代入式h v sf v v v of Dv A v A F A v 000)1(+=+即：vv hv vv sf v of F A Dv A F A v A v 000011+++=上式说明,非线性失真减小是用降低系统增益换来的,反馈放大器输入信号幅度与无反馈时相同,则负反馈放大器的输出信号缩小了1＋A v0F v 倍.为了便于比较,应将输出信号中的基波幅度调到与无反馈时相同,则有： s v v sf v F A v )1(0+= 把式代入到式中可得到：vv hv s v of F A Dv A v A v 0001++=由上式可以看出负反馈作用使放大器输出信号中的谐波成分减小了,若以D F表示,则有： vv F F A DD 01+=上式说明负反馈放大器非线性失真比无反馈放大器减小了1＋A v0F v 倍.上述情况也可以从放大器的传输特性曲线来理解.假定一个放大器一般放大器的开环传输特性曲线失真可以用分段线性近似,如图所示.图 传输特性曲线失真的分段线性近似表示法当v s ≤V s1时,放大器开环增益为A 1；当V s1＜v s ≤V s2时,放大器开环增益为A 2；当v s ＞V s2时,放大器开环增益为A 3.实际为传输特性的斜率,从此可以看出A 3为零,由于放大器随着输入信号的变化放大器增益的不一致,使输出波形将有失真.当放大器加反馈后该放大器闭环时的增益分别为假定反馈系数都为F v vvo v v F A A A 10111+=vvo v v F A A A 20221+=当反馈深度足够时,则有：A v1=1/F v ,A v2=1/F v ,A V3=0因为A 3＝0.由上述关系画出闭环放大器传输特性如图中虚线所示,可以看出放大器的增益降低了,但线性范围扩展了,只有当v s >V s2时输出信号被限幅,才会失真.所以负反馈放大器在输出信号中非线性失真减小,反馈越深,负反馈放大器线性工作范围越大缓冲器最大：它是全反馈,非线性失真也越小,当放大器进入饱和区后,输出波形限幅.当放大器输入信号本身包含有谐波成分时,负反馈是无法将这种谐波成分减小的,只有加滤波器.改善放大器非线性失真的实际电路1 共源放大器线性电阻源级负反馈如图a所示,这是一个串联负反馈电路,且反馈系数为F＝R S.VoViIa b图a带电阻负反馈的共源级 b不同反馈时的漏电流与Vi的关系负反馈减小了晶体管栅源之间施加的信号的摆幅,因此使得输入－输出特性具有更好的线性.忽略体效应,共源级的等效跨导为：1Smmm RggG+=当g m R S>>1时,则G m接近于1/R S,这是一个与输入无关的值.由图b可以发现R S越大,则ID越稳定.该电路的电压增益为：G m R,由于R S与R都是线性化的,因此A v也是线性的.并且该电路的线性范围直接取决于g m R S,g m R S越大则线性范围越大.例对于一个偏置电流为I0的共源级放大电路如图所示,其输入电压摆幅使漏电流由变化到.则MOS管的跨导发生变化,引起电路的非线性失真,计算以下三种情况下小信号电压增益的变化a R S＝0,b g m R S＝2的负反馈,c g m R S＝4,其中g m是I D＝I1时的跨导.解：假定M1工作于饱和区,则有DmIg∝.则：a当R S＝0时,即不存在负反馈时,有：4.06.0,,=lmhmggb 当g m R S＝2时,由式可得：4.06.00.89)6.021()4.021(4.06.0)4.01/(4.0)6.01/(6.0,,=++=++=SmmSmmlmhmRggRggGGc 同理,当g m R S ＝4时有：4.06.00.86 )6.041()4.041(4.06.0)4.01/(4.0)6.01/(6.0,,=++=++=S m m S m m lm h m R g g R g g G G由式与式可知：当g m R S ＝2时,线性度提高了11%；而当g m R S ＝4时,线性度提高了14%.2 差分放大器的线性负载共源放大器线性电阻源级负反馈,可直接应用到差分放大器中形成差分放大器的线性负载负反馈.如图a 、b 所示.a b图 差分对中使用的源级负反馈 a 一个电阻 b 两个电阻图a 、b 中的差分输入的半电路相同,如同图a 所示.因此其负反馈的作用也与带线性电阻负反馈的共源放大器的效果一样.在图a 中, V GS 抬高了I S R S /2电压值比不带反馈的放大器,而当V id ＝0时,电阻上通过I S /2的电流,因而提高反馈深度以提高线性范围与输出压摆之间是一矛盾的关系,另外,失调与噪声都存在负反馈作用,所以对失调与噪声都有改善.而图b 中,仅用一个电阻,且电阻2R S 上无电流流过,因此失调与噪声不存在负反馈作用,所以容易产生较大的失调和噪声.在MOS 差分运算放大器中,要求R S 能很精确,但是由于工艺原因,其电阻值存在着很大误差,所以一般在制造中采用工作在很深三极管区的MOS 管作为电阻,此时的电阻呈线性特征,当V DS 很小时有：R on3=1/2K N V GS -V th .如图所示.图 通过工作在深线性区的MOSFET 实现负反馈的差分对然而,当输入摆幅较大时,不能保证M 3处于深线性区,因此它的导通电阻将会增大,从而引入了非线性.当图中的电阻R S 用两个工作于深线性区的NMOS 管来实现时,就构成了如图所示的电路.图 用两个工作在线性区的MOSFET 负反馈的差分对当V id ＝0时,M 3与M 4都处在深线性区.假设V id 为负值,即V G1＜V G2,由于V D4＝V G4－V GS2,晶体管M 4处在线性区,而M 4则因为其漏极电压大于栅源电压,最终将进入饱和区.因此,即使一个负反馈器件进入饱和区,电路仍能保持相对线性.在设计时,令W/L 1,2≈7W/L 3,4,则可得到较宽的线性范围.但是在图中,当M 3、M 4进入饱和区时,电阻增加,在管子上的压降增大,使电路脱离了线性区.3 改变输入对管的输入特性来克服放大器的非线性强制输入对管始终工作在深的线性区,如图所示,图中运放A 1、A2使得：V A ＝V B ≈V b,且不受输入电平变化的影响,而且要求V b <<V GS1－V th1,因此输入对管M 1、M 2始终工作于深线性区.13V b图 输入器件工作在线性区的差分对该电路的特点为：1 由于M 1、M 2工作于深线性区,故它们的跨导较小,且为：g m1=g m2=2K N1V DS =2K N1V b . 所以这种线性范围的扩大是以增益的降代为代价的.2 因为M 1、M 2的工作状态与V i 的共模电平有关,所以输入共模电平必须严格控制,并跟踪V b ,以便确定I D1和I D2.3 M 3,M 4与两个辅助放大器在输出端会产生很大的噪声.4 利用器件特性的互补法其思路是将放大器看作由一个电压－电流V/I转换器后面再接一个电流－电压I/V转换器构成.这样在理想情况下,电压－电流转换时的非线性用其后的电流－电压的非线性相互抵消,从而产生线性的放大器.但在实际中,由于存在着各种其它非理想效应都会在电路中产生非线性,从而减小了放大器的线性工作范围.。
09-2非线性失真
非线性失真分析非线性失真：由器件特性的非线性引起的输出信号失真。
原因：Q 设置过低，部分信号进入截止区，造成截止失真。
适当增加基极电流（减小R B ）可消除失真。
u iu oti B /μAi B /μAu BE /V t u BE /VU BEQO OOQQu CE /Vti C /mAu CE /V O OU CEQ现象：在输入回路首先产生失真；输出信号顶部失真。
消除方法：u o V CCV CC /R Bu OU CEQQu CE /Vtti C /mAI CQi C /mA u CE /V O OOQ 1u iti B /μAi B /μAu BE /V t u BE /V U BEQO OOQ原因：Q 设置过高，部分信号进入饱和区，造成饱和失真。
增大R B 现象：输出回路产生失真！输出电压信号底部失真。
消除方法：Q 2I BQ减小R CI BQti Bu BE /V u BE /V U BEQQu ii Cu CE QI BQI CQU CEQi bi cu oB I ttt 信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。
QU CEQ 交流负载线U CESU OM2U OM1V CC ′BA最大不失真输出电压在输出波形不失真的情况下，放大电路能够提供给负载的最大输出电压的有效值。
U OM1=V CC ’-U CEQ = R L ′ I CQ I CQU OM2=U CEQ -U CESU OM =min { U OM1,U OM2 }静态工作点设置★静态工作点的位置应该适中，既不能太高，也不能太低；★静态工作点的位置尽量设置在交流负载线的中间位置；★如果输入信号幅度较小，可以适当降低静态工作点，减小管子的静态功耗；图解法特点★分析过程较为直观，有利于进一步理解放大电路的工作原理；★适用于大信号作用下放大电路的动态分析；★不易定量求解，难以分析输入输出电阻、频率特性等；★主要用于观察Q点的位置是否合适，分析波形的非线性失真；★方便估算最大输出幅值的数值；。
有线电视基础理论知识之三：非线性失真指标CCSO
有线电视基础理论知识：非线性失真指标C/CSO和C/CTB的计算系统非线性失真的产生及分析：有线电视系统是由众多设备和部件组成的，一般来说,有源设备中由于包含非线性器件或电路,必定会不同程度地呈现出非线性特性。
如电缆放大器、光收发机等，这些有源器件都会产生非线性失真，这些非线性失真的结果会在系统上产生很多新的频率分量，称之为产物。
如果这些产物落在播出频道带内，就会对这些频道的图象产生干扰，如图象拉丝、网纹干扰、“雨刷”干扰、“串象”等，根据对图象的干扰表现方式，非线性失真可分为交扰调制干扰（又称交调失真）和相互调制干扰（又称互调失真）两类。
所谓交扰调制干扰是当CATV系统同时传送两个载频不同的调幅波时，通过系统的有源器件会使这两个射频信号相互作用而使电视机通带内的有用信号受到通带外的干扰信号的调制而形成的干扰。
其特点是：1、当收到有用信号时，才出现干扰，有用信号消失则干扰信号也消失。
2、干扰信号远大于有用信号时，会造成“阻塞”（此时电视机看不到任何图象）。
3、干扰频率与信号频率的间隔可以是任意的。
4、只有调幅信号才会产生交调干扰。
5、当两个以上的输入信号之一的幅度大到足以使放大器工作到饱和状态时就可能产生交调干扰。
所以，交调干扰的大小，反映了放大器处理信号的线性能力（即放大器的动态范围）。
所谓相互干扰或相互调制，是由两个以上的频率成分差拍（加或减）后产生新的频率分量，这些新的频率分量和任一输入信号的频率都不同，但当它落在某一输入信号的频带中间就会形成相互干扰。
相互干扰在图象上表现为一种网纹干扰。
互调干扰和交调干扰一般是同时发生的。
任何一个有非线性失真的设备（如放大器），在正常的使用情况下，它的输出电压和输入电压的关系可用下式近似表示：U0=K1Ui+K2Ui2+K3Ui3其中K2Ui2称为二阶项，K3Ui3称为三次项。
上式中U0是输出电压，Ui是输入电压。
现在假设有两个信号A 和B同时输入，那末输入信号的表达式：Ui=ACOSω1t+BCOSω2t 输出电压：U0=K1(A COSω1t+BCOSω2t)+k2(ACOSω1t+BCOSω2t)2+K3(ACOSω1 t+BCOSω2t)3上式的第一项是我们需要的信号，它将输入信号Ui放大了K1倍。
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）。
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• （1）外观质量检查。
• （2）机械性能检查。收录机各功能键、开关和旋钮等， 操作时就手感轻快，弹跳灵活，动作准确，磁带走带 应稳定流畅，带速均匀，卷绕整齐，机械噪声小，没 有节奏的响声或“喀达”声。
• （3）电声性能检查。不装磁带时按下放音键，将音量 旋钮旋至最小位置，直到耳杂贴近收录机才能听到轻 微连续平稳的"沙沙"声为好；将收录机置于快进或快倒 状态，并将音量钮旋至1/2位置时，人离机0.5m~1m处 不应听到明显的噪声；距离话筒0.5m左右，用平常讲 话的音量录音，重放时不应有明显的失真；放送平时 熟悉的音乐节目磁带，不应感到有节拍失常或音调失 真；放音时将音量钮置于中间位置时，若听到足够的 声音，说明该机输出功率有一定余量。
波形失真要小 频率稳定性要好 输出要稳定
录音机基本结构
录音机性能指标
1、频率响应 指录音机在录、放映音时能通过的信号频率范围。频率响
应范围越宽，高、低音就越丰富。 2、抖晃率
指走带速度的瞬时波情况，此值越小越好。 3、信噪比
指有用信号和噪声之比，比值越大，放音时的噪越小，一般 在30Db以上。 4、失真度 反映经录音和放音后，对原声音的逼真程度。一般不大于8%。
录音机的维护
清洁。可用棉花蘸上无水酒精或磁头清洁剂等 轻轻擦拭磁头、主导轴和压带轮等，亦可用磁 头清洁剂。
消磁。一般操作是：断开电源，在录音机带仓 中装入磁头消磁器，按下放音键即完成磁头的 消磁。
注油。盒式录音机的注油主要针对转动部分， 可用钟表油或精密仪表油。切勿将油滴到橡胶 件或塑料件上，以防对橡胶件或塑料件腐蚀导 致变形损坏。
交流偏磁的要求
电流幅度足够大，能达到此话饱和点。 电流频率足够高，超声频变化周期多。 电流波形要严格对称，使磁滞回线回到
原点。
振荡电路的要求
振荡频率应是最高录音频率的5倍以上； 偏磁频率偏高，磁头损耗加大。一般普 及型录音机选用30—50kHz，中级机选用 50～80kHz，高级机选用70～200kHz。
存放。录音机应存放在干燥处
激光唱机
高密度记录、放音时间长（达60~75分钟）、 操作简便、选曲快速。
它能逼真地重放录制的内容，层次分明，有 临场感。
音响技术指标很高，动态范围大，频响宽度 达5~2000Hz，失真度小，抖晃率极低。
组成
主要由激光拾音器及唱盘系统、伺服系 统、信号处理系统、信息存储系统与控 制系统等组成
磁带
（1）γ-Fe2O3磁带
1.
磁性材料不同
（2）CrO2磁带 （3）铁铬带
（4）金属磁带
2. 记录时间不同
C-45 C-60 C-90 C-120
磁带的选择与使用
1. 根据实际需要和录音机档次选用合适的磁带。 2. 使用前检查带盒内磁带卷绕情况，对于新购磁带，使用前应
先以快进、快倒方式使其卷绕一、二遍，以减少绞带发生的 机会。 3. 磁带应立存放，以防压伤磁带边缘。严禁用手去触摸磁带磁 层面。 4. 防止灰尘进入，否则灰尘微粒带进录音机内后会影响磁头和 走带机构工作，使录音质量下降，并加速磁头磁带的磨损。 5. 磁带保存要注意环境的温、湿度，避免高温、高湿。 6. 保存节目带应远离各种磁场，以防被磁化破坏已录节目。 7. 长期不用的节目带应定期重绕，防止上下层磁带产生相互磁 化。
两只指向性为心形或8字形的传声器极头，一 上一下地安装在同一传声器壳体内，两者主轴 的夹角在0°---360°内变化，称为X/Y制立体 声制式。
X—Y制
M-S制
立体声拾音
3、AB式
仿人头
Dolby AC-3编码技术
杜比AC-3有完全独立的6个声道；全频带 的左、右、中、左环绕、右环绕和一个 低于12光拾音器
是CD唱机的关键部件，它由半导体激光 器、光学系统和电检测器组成
第七章
两只指向性为心形或无指向性的传声器，相距 为人头两耳之间的距离进行拾音，称为A/B制 立体声制式。
两只传声器组合一体，一只指向性为8字形传 声器，指向左侧面；另一只心形或无指向性传 声器指向正面。将两个传声器信号接入矩阵进 行“和”“差”变换后输出，称为M/S制立体 声制式。
调音台的主要作用
是对若干路声音信号进行不同处理再加 以混合，产生一路（或几路）输出，或 送至录音设备纪录，或送至广播设备进 行广播，或送到扩音机直接推动扬声器 发声。除主信号通路外，有监测、监听 和控制以及对信号加工的单元。
录放过程中的损失
1. 自去磁损失 2. 录音去磁损失 3. 磁性层厚度损失 4. 工作缝隙损失 5. 间隙损失 6. 方位损失
抹音原理
交流抹音又称超音频抹音。抹音磁头的 基本结构与录放磁头相同，只是工作缝 隙宽度大约为录放磁头的10倍。抹音时， 超音频振荡器给抹音头线圈提供超音频 电流，使磁头缝隙处产生一个交变次数 足够多的磁场，磁带上各段在逐渐接近 缝隙中心的过程中被逐渐增强的交变磁 场反复作用，使剩磁逐渐减小到零。
非线性失真
交流偏磁
放音原理
放音时，当录有磁迹的磁带以与录音时 相同的速度通过磁头的工作缝隙时，由 于磁头铁芯的导磁率比空气高得多，磁 带上的剩磁磁场的磁力线将通过磁头铁 芯而成闭合磁路。因磁带上的剩磁强度 和方向都是随所录声音信号变化的，磁 头铁芯内的磁通量也相应变化，从而在 线圈中便产生对应磁通量变化的感应电 动势。
MIDI简介
MIDI（Musical Instrument Digital Interface） 电子乐器数字接口：
用于在音乐合成器 、乐器 和计算机之间 交换音乐信息的一种标准协议。
MIDI不是声音信号，在MIDI电缆上传送的 不是声音，而是发给MIDI设备或其它装 置让它产生声音或执行某个动作的指令。
录音机的选择和使用
1、 录音机的选择 选择录音机，一般应从用途、质量和价格三
方面综合考虑。如果主要用于学习外语、听音 记录等，可选择价廉实用的单声道收录机；以 欣赏音乐、收听广播为主，应选择双声道立体 声调频调幅收录机；以个人使用为主，应选择 袖珍式收录机；如供家庭使用，选购便携式、 台式及至高保真立体组合音响；若宾馆、会场 等大场所使用，应选择大功率高保真立体声系 统。