Die Leistung des Verstärkers wird häufig anhand seiner Linearitäts- und Verzerrungseigenschaften bewertet. Eine genaue Messung dieser Metriken hilft bei der Entwicklung und Auswahl von Verstärkern, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind. In diesem Artikel werden die wichtigsten Konzepte und Methoden zur Bewertung der Linearität und Verzerrung des Verstärkers erläutert.

Linearität verstehen

Linearität bezieht sich auf die Fähigkeit eines Verstärkers, einen Ausgang zu erzeugen, der direkt proportional zu seinem Eingang ist. Ein linearer Verstärker behält die Treue des Eingangssignals bei, ohne zusätzliche Oberwellen oder Intermodulationsprodukte einzuführen. Das häufigste Maß für Linearität ist die Total Harmonic Distortion (THD).

Messverzerrung

Verzerrungsmetriken quantifizieren die Abweichung des Ausgangssignals von der idealen verstärkten Version des Eingangs.

  • Total Harmonic Distortion (THD): misst die Summe der harmonischen Komponenten in Bezug auf die Grundfrequenz.
  • Intermodulationsverzerrung (IMD): Bewertet die Schaffung neuer Frequenzen, wenn mehrere Signale verstärkt werden.
  • Second-Order und Third-Order Intercepts (IP2, IP3): Wird verwendet, um die Linearität auf verschiedenen Signalebenen zu bewerten.

Berechnungsmetriken

Die Berechnung erfolgt in der Regel durch Analyse des Ausgangssignals mit einem Spektralanalysator oder einer ähnlichen Einrichtung. Bei THD wird die Amplitude der Oberwellenfrequenzen gemessen und als Prozentsatz der Grundschwingung ausgedrückt. Die Intermodulationsverzerrung wird durch Anlegen von zwei oder mehr Signalen und Messung der resultierenden Intermodulationsprodukte berechnet.

Diese Messungen helfen, die Linearitätsgrenzen eines Verstärkers zu bestimmen und den Beginn einer signifikanten Verzerrung zu identifizieren.