為了使信(xin)號放大器正(zheng)常工作(zuo)而不會對輸(shu)出信(xin)號造(zao)成(cheng)任何失真(zhen)，它需要在其基礎或柵(zha)極端子上采用(yong)某種形式的(de)直(zhi)流偏(pian)置。需要直(zhi)流偏(pian)置，以便放大器可以在整個周期內放大輸(shu)入(ru)信(xin)號，同時將偏(pian)置“Q點”設(she)置為盡(jin)可能靠近(jin)負載線的(de)中間。

　　偏置(zhi)Q點設(she)置(zhi)將為我(wo)們(men)提供(gong)“A類(lei)”放大配(pei)置(zhi)，最(zui)常見的(de)配(pei)置(zhi)是雙(shuang)極晶體管的(de)“共發射極”或(huo)單極FET晶體管的(de)“共源(yuan)”配(pei)置(zhi)。

　　放(fang)大(da)器提供的功率，電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流增(zeng)益（放(fang)大(da)倍數(shu)）是(shi)峰值(zhi)(zhi)輸出(chu)(chu)值(zhi)(zhi)與(yu)其峰值(zhi)(zhi)輸入值(zhi)(zhi)的比(bi)值(zhi)(zhi)（輸出(chu)(chu)÷輸入）。

　　但是，如果我們錯誤地(di)設(she)計了(le)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器電路，并且(qie)將(jiang)偏置(zhi)Q點(dian)設(she)置(zhi)在負載線上(shang)的(de)錯誤位置(zhi)，或者將(jiang)太大(da)(da)的(de)輸(shu)入信號施加到放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器，則最終的(de)輸(shu)出信號可能(neng)不是原(yuan)始輸(shu)入信號的(de)精確(que)再現。波形換句話說，放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器將(jiang)遭受通常稱為“放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器失真(zhen)”的(de)影響。考(kao)慮下面的(de)公共發射(she)極(ji)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)器電路。

　　由于以下原因，可能會導致輸出信號(hao)波形失真(zhen)：

　　?由于(yu)不正確的偏置水(shui)平，可能不會在整(zheng)個(ge)信號(hao)周期內進行放(fang)大。

　　?輸入信號(hao)可(ke)能太(tai)大，導致放大器晶體管受(shou)到(dao)電源電壓的限制(zhi)。

　　?在輸入的整個(ge)頻率(lv)范圍內，放大(da)可能不是線性信號。

　　這意味著在信號波形的(de)放大過程中，發生了某種(zhong)形式(shi)的(de)放大器失真。

　　放大(da)(da)器的(de)基本設計是(shi)將(jiang)小(xiao)電壓輸(shu)入(ru)信號(hao)放大(da)(da)為更大(da)(da)的(de)輸(shu)出信號(hao)，這意味著對于(yu)所有輸(shu)入(ru)頻率，輸(shu)出信號(hao)會不斷變化某(mou)個因數或值（稱為增益）乘以輸(shu)入(ru)信號(hao)。先前我們看到(dao)，該倍增因子(zi)稱為晶(jing)體(ti)管的(de)Beta，β值。

　　常見的(de)(de)發射極(ji)或(huo)什至(zhi)常見的(de)(de)源極(ji)型(xing)(xing)晶體(ti)(ti)管(guan)電路(lu)對于(yu)較小的(de)(de)AC輸(shu)入信(xin)號(hao)都可以正(zheng)常工作，但(dan)是存在一個主(zhu)要缺點，即(ji)雙極(ji)放(fang)大器的(de)(de)偏置(zhi)(zhi)Q點的(de)(de)計算位置(zhi)(zhi)取決于(yu)所有(you)晶體(ti)(ti)管(guan)的(de)(de)相(xiang)(xiang)同(tong)Beta值。但(dan)是，此Beta值將與相(xiang)(xiang)同(tong)類(lei)(lei)型(xing)(xing)的(de)(de)晶體(ti)(ti)管(guan)不同(tong)，換句話說，由于(yu)固有(you)的(de)(de)制造公差(cha)，一個晶體(ti)(ti)管(guan)的(de)(de)Q點不一定與相(xiang)(xiang)同(tong)類(lei)(lei)型(xing)(xing)的(de)(de)另一晶體(ti)(ti)管(guan)的(de)(de)Q點相(xiang)(xiang)同(tong)。

　　然(ran)后，由(you)于放(fang)大(da)器不是(shi)線性放(fang)大(da)器，會(hui)發生放(fang)大(da)器失(shi)(shi)真(zhen)，并且會(hui)導致一種稱為“失(shi)(shi)真(zhen)失(shi)(shi)真(zhen)”的(de)(de)放(fang)大(da)器失(shi)(shi)真(zhen)。仔細選擇晶(jing)體管和偏置元件可以幫(bang)助最小化放(fang)大(da)器失(shi)(shi)真(zhen)的(de)(de)影響。

　　振(zhen)幅(fu)失(shi)(shi)真(zhen)當頻率波形的峰值衰減(jian)時，會導致振(zhen)幅(fu)失(shi)(shi)真(zhen)，這是(shi)由于Q點偏移而(er)引(yin)起的失(shi)(shi)真(zhen)，并且在整個信(xin)號周期內(nei)可(ke)能(neng)不會發生(sheng)放大。輸出波形的這種非線(xian)性如下所示(shi)。

　　如(ru)果晶體管偏(pian)(pian)置(zhi)點(dian)正(zheng)確，則(ze)輸(shu)出波(bo)形(xing)(xing)(xing)應(ying)與輸(shu)入波(bo)形(xing)(xing)(xing)具(ju)有相同的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)，只(zhi)是放大(da)（放大(da)）。如(ru)果沒有足夠的(de)偏(pian)(pian)置(zhi)并(bing)且Q點(dian)位于負載(zai)線的(de)下半(ban)(ban)部(bu)(bu)分，則(ze)輸(shu)出波(bo)形(xing)(xing)(xing)將看(kan)起來(lai)像(xiang)右邊(bian)的(de)波(bo)形(xing)(xing)(xing)，其(qi)負半(ban)(ban)部(bu)(bu)分“截止(zhi)”或(huo)被削波(bo)。同樣(yang)，如(ru)果偏(pian)(pian)置(zhi)太大(da)，并(bing)且Q點(dian)位于負載(zai)線的(de)上半(ban)(ban)部(bu)(bu)分，則(ze)輸(shu)出波(bo)形(xing)(xing)(xing)將看(kan)起來(lai)像(xiang)左邊(bian)的(de)波(bo)形(xing)(xing)(xing)，其(qi)正(zheng)半(ban)(ban)部(bu)(bu)分“截止(zhi)”或(huo)被削波(bo)。

　　同樣，當偏(pian)置電(dian)壓(ya)設置得太小時(shi)，在(zai)周(zhou)期(qi)的(de)負一(yi)半期(qi)間，晶體管無法完全導通，因此輸(shu)出由(you)電(dian)源電(dian)壓(ya)設置。當偏(pian)置太大時(shi)，周(zhou)期(qi)的(de)正半部分會使晶體管飽和(he)，輸(shu)出幾(ji)乎降(jiang)為零。

　　即使(shi)設(she)置了(le)正(zheng)確(que)的(de)偏(pian)置電(dian)壓(ya)(ya)電(dian)平，由(you)于大(da)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號被電(dian)路增益放大(da)，輸(shu)出(chu)波(bo)(bo)形仍然可能失(shi)真。即使(shi)偏(pian)置正(zheng)確(que)，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)(ya)信(xin)號也(ye)會被鉗位在(zai)波(bo)(bo)形的(de)正(zheng)負部(bu)分，不(bu)再(zai)類(lei)似(si)于正(zheng)弦(xian)波(bo)(bo)。這種幅度失(shi)真稱為削波(bo)(bo)，是“過(guo)驅動”放大(da)器輸(shu)入(ru)的(de)結果(guo)。

　　圖：ATA-4051高壓功率放大器指標參數

　　當輸入(ru)幅度(du)變(bian)(bian)(bian)得太大(da)(da)時，削(xue)波(bo)變(bian)(bian)(bian)得很明顯，并迫(po)使(shi)輸出波(bo)形(xing)信號(hao)超過電源(yuan)電壓軌，波(bo)形(xing)信號(hao)的峰值（+vehalf）和波(bo)谷（-vehalf）部(bu)分(fen)變(bian)(bian)(bian)得平(ping)坦或“剪下”。為(wei)避免(mian)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)，必須將(jiang)輸入(ru)信號(hao)的最(zui)大(da)(da)值限(xian)制在一定水平(ping)，以防止出現上述(shu)削(xue)波(bo)效應。

　　幅度失真大大降低了(le)放大器電路的效率。失真的輸出(chu)波(bo)形的這些(xie)“平頂”是由于不(bu)正確(que)的偏置(zhi)或輸入的過度驅動所導(dao)致(zhi)的，不(bu)會對(dui)所需頻率下的輸出(chu)信號強度產生(sheng)任何(he)影響。

　　說了這么(me)多(duo)，實際上(shang)(shang)，一些(xie)著(zhu)名的(de)(de)吉他手和(he)搖(yao)滾樂隊更喜歡通(tong)過將輸出波形(xing)嚴重(zhong)鉗(qian)位到+ve和(he)-ve電源軌(gui)上(shang)(shang)來使(shi)其失(shi)真的(de)(de)聲音高度失(shi)真或(huo)“過度驅動”。同(tong)樣，增加(jia)正弦波上(shang)(shang)的(de)(de)削波量(liang)會產生很大的(de)(de)放大器(qi)失(shi)真，從而最終會產生類(lei)似于“方波”形(xing)狀的(de)(de)輸出波形(xing)，然后可以在(zai)電子(zi)或(huo)數字合成器(qi)電路中使(shi)用該(gai)波形(xing)。

　　我們已(yi)經看(kan)到，對于DC信(xin)號(hao)，放(fang)(fang)大器的增益(yi)水平會隨信(xin)號(hao)幅(fu)(fu)度(du)而(er)變(bian)化，但除了幅(fu)(fu)度(du)失(shi)真(zhen)以外，放(fang)(fang)大器電路中的AC信(xin)號(hao)還會發生其他類型的放(fang)(fang)大器失(shi)真(zhen)，例(li)如頻(pin)率失(shi)真(zhen)和相(xiang)位失(shi)真(zhen)。

　　頻(pin)率(lv)失(shi)真頻(pin)率(lv)失(shi)真是另一種放大器失(shi)真，當放大水(shui)平(ping)隨頻(pin)率(lv)變化時，會在晶體管放大器中發(fa)生。實際(ji)放大器將(jiang)放大的許多輸入信(xin)號(hao)包括所(suo)需(xu)的信(xin)號(hao)波形(xing)（稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)“基本(ben)頻(pin)率(lv)”）以及疊(die)加在其(qi)上的多個不同頻(pin)率(lv)（稱(cheng)(cheng)為(wei)(wei)“諧波”）。

　　通(tong)常，這些諧(xie)(xie)波(bo)的(de)(de)幅(fu)度(du)是基(ji)波(bo)幅(fu)度(du)的(de)(de)一部(bu)分，因此對(dui)輸出波(bo)形(xing)影響(xiang)很小或沒有影響(xiang)。但(dan)是，如果(guo)這些諧(xie)(xie)波(bo)頻(pin)率的(de)(de)幅(fu)度(du)相對(dui)于基(ji)頻(pin)增加(jia)，則輸出波(bo)形(xing)可能會失真。例如，考慮(lv)以下波(bo)形(xing)：

　　在(zai)(zai)上面的示例(li)中(zhong)，輸入波(bo)形包(bao)括基頻(pin)(pin)和二(er)次諧(xie)(xie)波(bo)信(xin)號。結果輸出波(bo)形顯示在(zai)(zai)右側。當基頻(pin)(pin)與二(er)次諧(xie)(xie)波(bo)結合使輸出信(xin)號失(shi)真(zhen)時(shi)，就會(hui)發生頻(pin)(pin)率失(shi)真(zhen)。因(yin)此，諧(xie)(xie)波(bo)是基頻(pin)(pin)的倍數，在(zai)(zai)我們的簡單(dan)示例(li)中(zhong)，使用(yong)了二(er)次諧(xie)(xie)波(bo)。

　　因此，諧(xie)(xie)(xie)波頻(pin)率(lv)是2*?或2?基頻(pin)的兩倍。然(ran)后三(san)次諧(xie)(xie)(xie)波會(hui)3?，第四(si)，4?，等等。在包含電(dian)抗元件(jian)（例如電(dian)容(rong)或電(dian)感）的放(fang)大器電(dian)路中，諧(xie)(xie)(xie)波始終會(hui)引起(qi)頻(pin)率(lv)失真。

　　相位失(shi)(shi)真(zhen)相位失(shi)(shi)真(zhen)或(huo)延(yan)遲失(shi)(shi)真(zhen)是一種放大器(qi)失(shi)(shi)真(zhen)，當輸入(ru)信號與其在輸出端的出現(xian)之間存在時間延(yan)遲時，它會在非(fei)線性晶體管放大器(qi)中發(fa)生。

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