在《电子电路设计原理与应用中》,提到了线性化。实际在使用放大电路时,会默认成线性电路,即电路是工作在线性状态的。但是实际电路都存在一定的非线性。
线性化之后,注意,省略掉了非线性的高次幂的项,那么如何衡量非线性的程度呢?当输入信号为单音正弦信号时,
可以看到,非线性的高次幂,就转换成了高次谐波。这样,将非线性转换为了谐波失真(HD),所有的谐波失真合计到一起,就构成了THD。因此,测试放大器的THD,也就是在测试放大电路的非线性程度,注意,谐波是测试信号频率的整数倍。而在实际测试中,往往还会测试噪声。噪声包括供电电源噪声,器件的电流噪声,空间的电磁干扰等等,这些噪声通常是随机的,并且与放大器的小信号带宽有关。噪声的大小,通常使用SNR表示,即信号与噪声的比值。总谐波失真和噪声加在一起,通常用THD+N表示,也简写作THDN。
从上面就可以看出,如果要改善放大电路的THD,就要解决电路的非线性问题,通常使用负反馈来解决(直流负反馈+交流负反馈)。而要减小放大电路的噪声,则要复杂很多,涉及到很多热力学和电磁学的知识,尤其是电磁学的内容。
今天的随笔内容有点少,只是澄清一些概念,从电路硬件的角度来说明谐波失真和噪声的区别。
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