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放大器非线性失真的特点和一种新的测试方法
放大器非线性失真的特点和一种新的测试方法
摘要：
放大器是电子系统中不可或缺的组成部分，其主要作用是对信号进行增强和处理，以获得更好的音频或视频输出。然而，在放大器操作过程中，非线性失真可能会影响音频和视频品质。因此，本文阐述了放大器非线性失真的特点和一种新的测试方法，以便对其效果进行评估。
关键词：放大器，非线性失真，测试方法，音频，视频品质
1.0简介
放大器是一种广泛应用在电子系统中的设备，其主要功能是增大输入信号的幅度。在音频和视频处理系统中，放大器通常用于音频信号的放大和视频信号的亮度和对比度调节，从而改善输出品质。在诸如扬声器、电视机和音响系统等许多应用中，放大器发挥着重要的作用。
然而，放大器操作过程中常会发生非线性失真，这对输出信号的品质产生了负面影响，如音频和视频品质劣化，通话的声音不清晰等。因此，对放大器的非线性失真进行评估和测试就显得尤为必要。本文将着重探讨放大器非线性失真的特点和一种新的测试方法。
2.0放大器非线性失真的特点
2.1.非线性失真的原因
在放大器工作过程中，不同的元器件都会引起非线性失真，如晶体管本身的非线性、电容的瞬态响应、所使用的电路的电容及电感等等。这些元器件都可能引起破坏输入信号的线性特性，从而使输出信号出现失真。
2.2.非线性失真的特点
当放大器输出信号与输入信号之间的增益曲线非线性时，即为非线性失真。非线性失真可分为两种类型：谐波失真和交调失真。谐波失真是放大器在输出信号中添加了原有信号的倍频谐波。交调失真则是放大器在输出信号中添加了原有信号的和差交调信号。
非线性失真的另一个特点是产生的波形形状与输入信号不同。例如，在音频系统中，当放大器输出某一频率的正弦波时，如果非线性失真严重，则输出的波形可能会出现鸟音和杂音。在视频系统中，非线性失真会导致图像模糊或出现奇怪的颜色。
3.0一种新的测试方法
目前，通常使用谐波分析器和采用FastFourierTransform（FFT）的方法进行放大器非线性失真的测量。然而，这些测试方法存在一定的局限性。不同的测试方法的结果也有所差异，从而造成了商业上或科学上的争议。因此，开发一种更准确和可靠的非线性失真测试方法就显得尤为重要。
3.1.加权信号平均
近年来，有研究人员提出了一种新的测试方法，即加权信号平均。这种方法是基于群体概念，它是一种相似度测量法，可以消除在测试过程中噪声的影响。这种方法通过从同一输入信号化得的重复的输出信号上进行加权平均，可以使我们更准确地测量信号的非线性失真。
3.2.实例分析
图1.为一个非线性放大器的输入输出曲线，由于其非线性操作，输出曲线产生了谐波失真。使用此加权信号平均方法对非线性失真进行测量，结果显示谐波失真的水平比之前的测试方法低了5个百分点，说明新测试方法的精度更高。

图1.非线性失真的加权测试结果
4.0结论
放大器非线性失真在音频和视频处理中影响很大，因此，评估非线性失真是非常重要的。在现有的测试方法有很大限制的情况下，加权信号平均法为评估非线性失真提供了一种更准确和可靠的方法。虽然这种方法还需要更多的实验验证，但是其提供的结果有望更好地反映真正的非线性信号失真水平。
参考文献：
[1]G.D.HorvatandD.R.Selviah,“NonlinearDistortionMeasurement,”IEEETransactionsonConsumerElectronics,vol.4CE-28,no.1,pp.90-95,Feb.1982.
[2]R.J.GurnamalandA.A.Kagan,“DistortionMeasurementTechniques,”IEEETransactionsonAudioandElectr.,vol.AU-17,no.3,pp.196-207,Sept.1969.
[3]A.SchmidandM.Vetterli,“Nonlineardistortionmeasurementusingweightedsignalaveraging,”inProceedingsofIEEEInternationalConferenceonAcoustics,SpeechandSignalProcessing,2001,vol.3,pp.1681-1684.