1、失真電路的研究設計論文思源1106班張洪順11251088 目錄 1.非線性失真51.1飽和失真與截止失真與雙向失真51.2交越失真111.3不對稱失真132結論15參考文獻16 摘 要：一個理想的放大器, 其輸出信號應當如實的反映輸入信號, 即他們盡管在幅度上不同, 時間上也可能有延遲, 但波形應當是相同的. 但是, 在實際放大器中, 由于種種原因, 輸入信號不可能與輸入信號的波形完全相同, 這種現象叫做失真。要設計一個好的運算放大器就必須對信號各種失真的原理有所了解。本文通過對各種失真的分析，讓我們對運算放大器的現象有一個更加深入的理解。關鍵詞：放大電路、運算放大器、晶體管、失真Study

2、 on distortion amplification circui Abstract: An ideal amplifier, the output signal shall truthfully reflect the input signal, namely they while on the range is different, there may be delay on the time, but the waveform should be the same. However, in actual amplifier, due to various reasons, the i

3、nput signal could not completely same with input signal waveform, this phenomenon is called distortion. To design a good operational amplifier must be the principle of all kinds of distortion of signal. In this article, through the analysis of various kinds of distortion, let us have the phenomenon

4、of operational amplifier to a more in-depth understanding.Key words: Operational amplifier ; distortion1. 實驗目的：1. 掌握失真放大電路的設計和解決電路的失真問題提高系統地構思問題和解決問題的能力。2. 掌握消除放大電路各種失真技術系統地歸納模擬電子技術中失真現象。3. 具備通過現象分析電路結構特點提高改善電路的能力。2. 基本要求：3. 正弦波與常見失真波形非線性失真非線性失真：放大器件的工作點進入了特性曲線的非線性區，使輸入信號和輸出信號不再保持線性關系，這樣產生的失真稱為非線性失真

5、。非線性失真產生的主要原因來自2方面：晶體管等特性的非線性；靜態工作等位置設置的不合適或輸入信號過大。由于放大器件工作在非線性區而產生的非線性失真有4種：飽和失真、截止失真、交越失真和不對稱失真。非線性失真的特征是產生新的頻率分量，即產生輸入信號的單頻分量為基波分量的高次諧波分量一飽和失真與截止失真與雙向失真如圖1所示的電路，對于NPN 管放大電路。在發生飽和失真時，輸出波形的負半周產生失真，即為削底真，在發生截止失真時，輸出波形的正半周產生失真，即為削頂失真。而對于PNP管放大電路來說，波形失真情況恰恰相反，在發生飽和失真時，輸出波形的正半周產生失真，即為削頂失真，在發生截止失真時，輸出波形

6、的負半周產生失真，即為削底失真。1.截止失真原理 只有加到發射節上的電壓高于開啟電壓時，發射節才有電流通過，而當發射節被加反向電壓時（只要不超過其反向擊穿電壓），只有很小的反向電流通過，我們認為這種情況下三極管處于截止狀態，而在實際應用中，我們會遇到各種各樣的信號需要放大，有較強的信號，有較弱的信號，也有反向的信號，根據PN節的特性，當加到發射節上的信號為較弱的信號（小于開啟電壓），或者是反向信號時，發射節是截止的，三極管是不能起到放大的作用，輸出的信號，也出現嚴重的失真，此時的失真，稱為截止失真。2.飽和失真原理 在了解三極管的飽失真前，我們先了解一下三極管的飽和導通，我們知道，當三極管的的

7、發射節被加正向電壓，三極管的發射節有電流通過，以NPN三極管為例，三極管的工作過程是這樣的：當發射節加正向電壓時，發射區通過擴散運動向基區發射電子，形成發射極電流IE；其中一小部分與基區的空穴復合，形成基極電流IB，又由于集電極加反向電壓，所以從發射極出來的大部分電子在集電極電壓作用下通過漂移運動到達集電極，形成集電極電流IC。當集電極上加不同電壓時，有三種情況：     （1）集電節加反向電壓，集電節反偏，此時，集電極有能力收集從發射極發射出的電子，三極管處于穩定的放大狀態。如電路圖3，三極管工作在如圖5所示的放大區。  

8、  （2） 當集電極加正向電壓，集電極正偏，此時，發射極發射電子由于而集電極收集電子不足，即使基極電流增大，發射極發射電子電流增大，由于集電極收集電子不足，集電極電流也不會增大，這種情況稱為三極管的飽和導通，如圖5所示的飽和區。飽和導通時，三極管對信號也失去了發放大作用，此時的三極管的失真稱為飽和失真 。 3.截止飽和失真原理圖如下4.Multisim電路圖飽和失真的觀察：當將放大電路基極偏置電阻Rb的阻值設置成較小值時，兩放大電路工作點變高，接近飽和區。適當增大輸入信號幅度時，則出現飽和失真，輸出波形如圖4所示。其中上邊波形為PNP管放大電路的輸出波形，出現削頂

9、失真。下邊為NPN管放大電路的輸出波形，出現削底失真。 5.飽和失真仿真圖和實際示波器產生圖形截止失真的觀察：當將放大電路基極偏置電阻Rb的阻值設置成較大值時兩放大電路工作點變低，按近截止區。當適當增大輸入信號幅度時，則出現截止失真，輸出波形如圖5所示。其中上邊波形為PNP管放大電路的輸出波形，出現削底失真。下邊為NPN 管放大電路的輸出波形，出現削頂失真。6.截止失真仿真圖和實際示波器產生圖形雙向失真的觀察：增大輸入信號，使得輸入波形通過電路上下兩端都被削平，產生如下圖所示的雙向失真波形圖。7.雙向失真仿真圖和實際示波器產生圖形2 交越失真1.交越失真原理 T1和T2分別為NPN型管和PNP

10、型管，兩管的基極和發射極相互連接在一起，信號從基極輸入，從射極輸出，RL為負載。由于該電路無基極偏置，所以vBE1 = vBE2 = vi 。當vi =0時，T1、T2均處于截止狀態，所以該電路為乙類放大電路。這個電路可以看成是由圖XX_01b、c兩個射極輸出器級合而成。考慮到BJT發射結處于正向偏置時才導電，因此當信號處于正半周時，vBE1 = vBE2 >0 ，則T2截止，T1承擔放大任務，有電流通過負載RL；而當信號處于負半周時，vBE1 = vBE2 <0 ，則T1截止，T2承擔放大任務，仍有電流通過負載RL；這樣，一個在正半周工作，而另一個在負半周工作，兩個管子互補對方的

11、不足，從而在負載上得到一個完整的波形，稱為互補電路。互補電路解決了乙類放大電路中效率與失真的矛盾。為了使負載上得到的波形正、負半周大小相同，還要求兩個管子的特性必須完全一致，即工作性能對稱。所以圖XX_01a所示電路通常稱為乙類互補對稱電路。 2. Multisim電路圖3. 交越失真仿真圖和實際示波器產生波形三非對稱失真1.非對稱是真原理不對稱失真也是推挽放大器所特有的失真,它是由于推挽管特性不對稱,而使輸入信號的正、負半周不對稱。消除這種失真的辦法是選用特性對稱的推挽管. 尤其是在O TL 與OCL 電路中,互補管應選用同一種材料的, 就是說都選用鍺管,或者都選用硅管,以保證其輸入特性的對

12、稱。2. Multisim電路圖3.非對稱失真仿真圖和實際示波器產生波形結論本次實驗焊了幾個電路板，改良過好幾次，最終有了定局。根據以上對產生失真原因的分析, 可采用以下措施, 以減少失真：合理選擇工作點, 使前置級工作于交流負載線的中部, 功放管有足夠的起始偏置, 推挽管很好的配對, 從而在大信號時不產生飽和失真和截止失真, 小信號時不產生交越失真, 同時也不產生不對稱失真,為防止對瞬時強信號造成的失真, 應使音響設備有一定的功率貯備。總之，沒有十全十美的電路，對于同一個放大電路，減小其失真的方法有很多種，設計放大電路時要根據需要在放大效果與失真度之間做恰當的取舍，進而選擇適當的去除失真的方法。解決一個問題最重要的是要掌握引起這個問題的最根本的原理，只有這樣才能做到萬變不離其宗，當類似的問題以千變萬化的形式出現時，不會被表面形式迷惑。而要做到這一點就必須把所學的知識融會貫通，形成一套體系、一套系統。在以往的學習中，通常會遇到某一部分比較感興趣、某一部分比較難，因而所學到的東西往往是參差不齊，而且是一段一段的，互相沒有聯系起來。而在現實中一個問題往往是很多問題的匯集，不可能僅僅靠一個知識點就能解