失真分析

模电中的截止失真和饱和失真分析

截止失真：

截止失真是在输入回路首先产生失真(uo顶部失真)

当Q 点过低时，在输入信号负半周靠近峰值的某段时间内，晶体管进入截止区，导致uo产生顶部失真。因晶体管截止而产生的失真称为截止失真，如图所示。消除截止失真的办法是增大基极电源 V_BB或减小基极电阻Rb。ib底部失真，ube底部失真，ic底部失真，uo顶部失真

消除方法：Q点上移，

 饱和失真：

饱和失真是在输出回路首先产生失真(uo底部失真)

当Q 点过高时，在输入信号正半周靠近峰值的某段时间内，晶体管进入饱和区，导致uo产生底部失真。因晶体管饱和而产生的失真称为饱和失真，如图所示。消除饱和失真的办法是增大基极电阻 Rb或减小集电极电阻Rc。ib没事，ube没事，ic顶部失真，uo顶部失真

消除方法：Q点下移，(增大Rb为最常用方法,减小Rc）

 电路中各个参数对静态工作点的影响

1.

 2.

直流负载线向右平移

 3.

直流负载线斜率减小，Q点向饱和区移动

 4.

 Q点向饱和区移动

 失真与最大不失真输出电压

最大不失真输出电压：

Q 尽量设在线段 AB 的中点。则 AQ = QB，CD = DE

消除截止失真的方法：将Q点上移

消除饱和失真的方法：将Q点下移/右移（通常采用改变Rb，降低I_BQ来实现）

 最大输出幅度的观察方法：

CD>DE：先出现截止失真

CD<DE：先出现饱和失真

Q 尽量设在线段 AB 的中点。则 AQ = QB，CD = DE

直流负载线和交流负载线

直接耦合放大电路的直流负载线和交流负载线是一条。

阻容耦合放大电路的直流负载线和交流负载线是两条，只有是零负载时，两者才重合。

 直流通路：

交流通路：

 交流负载线应过Q点，且斜率决定于（Rc//RL）

交流负载线的作法：

在已知Q时，求出P点（Ec’，0）       Ec’ =UCEQ+ICQR'L 连接Q、B点，即得到交流负载线。

比较交流负载线上U_CEQ点两侧线段的长短，可得到电路的输出幅度U_om，并可判断出先出现什么失真。若U_CEQ点左侧线段短，即(U_CEQ－U_CES)值小，为饱和失真；若U_CEQ点右侧线段短，即(E'C－U_CEQ)值小，则为截止失真。

例题：

例一：

已知I_CQ＝2mA，U_CES＝0.7V。      

1.  在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？

 解：首先求

例二：

电路与元件参数如图所示。 试按下列要求求解电路：

 1、画出直流、交流负载线。

2、求电路输出电压的幅度Uom，用有效值表示。

3、如何调整电路元件参数，使该电路有尽可能大的输出幅度？其值为多大？

解：

1.

输出负载线两个端点：

 由图可知Q(3,1.5)        可得I_CQ=3mA  U_CEQ=3V

交流负载线：

 交流负载线端点：

2.输出电压的幅度Uom

3.克服饱和失真的方法是降低Q点，通常采用改变Rb阻值，降低IBQ，来实现。

 例三：

 已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。      

1.  在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？若带负载的情况下呢？

空载先饱和，带载先截止.
因为空载：Uceq-uces=5.3V<Vcc-Uceq=6V
因为带载：Uceq-uces=2.7V>Vcc-Uceq=9V

2.  空载和带载两种情况下Uom分别为多少？

3.  在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？

有可能，饱和失真可以被消除，因为斜率变陡了，使得Q点移动有可能移出失真区，而截止失真不行。

带上负载，改变了输出特性， EC’ = UCE + IC RL’减小使电路更容易产生截止失真，所以不可能在空载时输出电压失真，而带载后失真消除。但带载后使放大倍数减小，使饱和失真消除。

4.  根据Au=-β（Rc//RL）/rbe，我们该如何增强电压放大能力?
Au=-β（Rc//RL）/rbe⇒需要rbe减小⇒rbe=βU_T/IEQ所以增大IEQ.
而增大Rc是不合适的，因为Rc负载是设计目的，所以不能改变。只能增大Rl但当Rc远远大于RL时Au变化不明显且斜率减小，并且Q点左移，Uc增大，进入饱和截止。
增大β不行，因为rbe=(1+β)UT/IEQ，所以增大β它几乎不改变Au。