Maaginen termi on "negatiivinen palaute". Jopa epälineaaristen vahvistimien kanssa ulostulosta virhevahvistimeen saatu kokonaispalaute voi korjata nämä epälineaarisyydet. Tämä voi johtaa erittäin lineaarisiin järjestelmiin, vaikka yksittäiset komponentit eivät olisikaan.

Voit ajatella sitä näin:
Lähtöamplitudi skaalataan tulosignaalin tasolle (yksinkertaisella vastuksenjakajalla on tuskin mitään ongelmia epälineaarisuuden kanssa) ja se syötetään takaisin sisääntulovaiheeseen. Siellä tätä pienennettyä lähtösignaalia verrataan tulosignaaliin. Jos ne eivät täsmää, syöttöaste voi korjata lähdön ja poistaa siten vääristymät.

^{simuloi tätä virtapiiriä - Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab}

Yllä olevassa kaaviossa palaute on 1: 1, sitä ei pienennetä. Tämä tarkoittaa, että lähtöjännite on sama kuin tulojännite, mutta voit vetää paljon enemmän virtaa.
Jos laitat 2: 1-jännitteenjakajan takaisinkytkentäpolulle, lähtöjännite olisi kaksinkertainen tulojännitteellä.

Negatiivista palautetta käsitellään muissa vastauksissa, ja se on tavallinen moderni ratkaisu.

Sitten on jälleen ainakin yksi tapa lähestyä lineaarisen tehovahvistimen valmistamista epälineaarisista elementeistä:

Tulosignaalin esivääristäminen tavalla, joka kompensoi ja / tai poistaa voimakkaiden lähtöelementtien tai koko viimeisen vaiheen epälineaarisuuden.

Hyvä (mutta ei ainoa) esimerkki on D-luokan vahvistimien toiminta. Signaalia käytetään ensin jonkin kantoaaltotaajuuden PWM: ään syöttämiseen sitten perusteellisesti epälineaariseen tehovaiheeseen. Suodatettu lähtö on enemmän tai vähemmän lineaarinen.

Toinen esimerkki on ajankohtainen "10% -säännölle" ja termioniventtiileille:

1. signaali käännetään kahden saman epälineaarisuuden vaiheen välillä. Ensimmäinen vaihe vääristää signaalia jollain tavalla, toinen vaihe vääristää sitä suunnilleen päinvastaisella tavalla.

2. Signaali on käänteinen. Sekä käänteiset että käänteiset polut syötetään putkipariin (tai transistoreihin), jotka toimivat luokan A tai luokan AB viimeisessä vaiheessa vastakkaisiin suuntiin. Kahden elementin epälineaarisuus peruu toisiaan suuressa määrin.

Vanhoina huonoina aikoina, ennen Harry Blackia, putkivahvistimia käytettiin avoimella silmukalla. Ne olivat jo melko lineaarisia, melkein riittävän lineaarisia äänelle, mutta eivät riittävän lineaarisia moninkertaistamaan linjalle useita multipleksoituja puhelinkantoaaltoja vääristymättä toisistaan.

Hänen ensimmäinen ajatuksensa oli havaita ero tulon ja murto-osan välillä, käyttää sitten oikea määrä vahvistusta ja lisätä se lähtöön korjauksena. Parempi, mutta tarvittavan amplitudin ja viiveen sovittamisen vuoksi se ei koskaan toiminut todellisessa maailmassa tarpeeksi hyvin sen arvoista. Se palaa vasta nyt, kun DSP mahdollistaa reaaliaikaisen säädettävän sovituksen ja pystyy erittäin hyvään virrankulutukseen.

Sitten hän keksi havaita eron tulon ja murto-osan välillä ja käyttää sitä erittäin suurella vahvistuksella tuotoksena. Kuulostaa epätodennäköiseltä, jos sanot niin, minkä vuoksi se ei ehkä ollut hänen ensimmäinen ajatuksensa. Koska voiton ei tarvitse olla oikea, vain valtava, se toimi ja joka valloitti vakauden käsittelemisen teorian ja otti maailman haltuunsa.

PA-ulostulolla on todellakin epälineaarinen suhde tuloonsa.Itse asiassa tämä epälineaarisuus auttaa PA: ta saamaan paremman hyötysuhteen.Esimerkiksi siirtyminen luokasta A luokkaan B / C vähentää johtokulmaa ja siten ajanjaksoa, jolloin transistori on "ON".Kytkettäessä PA: ta tai luokan D / E PA: ta transistorit toimivat itse asiassa kuin kytkimet, joilla ihannetapauksessa ei ole DC-häviötä ja siten ääretöntä hyötysuhdetta.Todellisuudessa hyötysuhde voi nousta vain noin 60-70%: iin johtuen siirtohetkellä vallinneesta tehohäviöstä.
Epälineaarisen lähdön saaminen tarkoittaa, että taajuusalueella lähtö sisältää signaalin ja sen yliaallot.Nämä suodatetaan sitten kaistanpäästösuodattimella, joka sallii vain perusosan kulkemisen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että epälineaarisuus on hinta, jonka maksamme paremmasta hyötysuhteesta PA: lle.

Alkuperäiseen kysymykseen vastaaminen sen yleisimmässä mielessä: Tehokkaan tehovahvistimen ytimessä on transistoreja, jotka toimivat hyvin epälineaarisesti, mutta tuottavat paljon virtaa. Jotta tämä epälineaarinen vahvistus olisi käyttökelpoinen radiolähetystä varten, signaalin vääristyneen osan vähentämiseksi on oltava jokin muu piiri. Epälineaarisuuden poistamiseksi on olemassa melko paljon piirejä tai järjestelmiä. Negatiivinen palaute on yksinkertaisin lähestymistapa, mutta sillä on rajoituksensa, ensisijaisesti tehokkuus vaihdetaan hyvään lineaarisuuteen. Joskus käytetään myös eteenpäin suuntautuvaa linearisointia. Jos signaali on hyvin kapea ja kiinteä taajuus, voidaan käyttää kapeaa kaistanpäästösuodatinta (usein käytetään myös laajempaa suodatinta). Matkapuhelinradioissa käytetään tyypillisesti digitaalista esivääristymää (digitaalinen järjestelmä, joka mittaa epälineaarista käyttäytymistä ja käyttää tätä tietoa käänteisen vääristymän soveltamiseksi tulosignaaliin). On myös muutamia tekniikoita, jotka riippuvat kahden laitteen epälineaaristen ominaisuuksien sovittamisesta siten, että niiden vääristymät poistuvat.

Malvino puhuu yhteisestä emitteripiiristä, joka vahvistaa jännitettä; se ei ole tehovahvistin.

Tämä eroaa lähettimen seuraajasta, joka ei vahvista jännitettä. Tehovahvistimen luokan B lähtötaso perustuu pariin täydentäviä lähettimen seuraajia.

Emitter-seuraaja on melko lineaarinen, koska se toistaa tulojännitteen ilman vahvistusta. Lähtöjännite kytketään tuloon suoraan laitteen yli tulevalla jännitehäviöllä.

Jos kuvitellaan yksipäinen lähettimen seuraaja, kuorman yläosassa on jännite \ $ V_o \ $ . Tulojännite on \ $ V_i \ $ ilmestyy transistorin tukiasemaan. Niiden välinen ero on vain \ $ V _ {\ text BE} \ $ : noin \ $ 0.7V \ $ pudota tukiasemasta lähteeseen. Se pysyy suunnilleen samalla tasolla jännitteen heilahduksen yli.

Koko Power amp laite ei tietenkään ole lineaarinen. Me kutsumme tehovahvistimeksi laitetta, joka koostuu vähintään kolmesta piiristä (yhden mahdollisen mallin, Lin-arkkitehtuurin mukaan): differentiaalisesta tulosta, jännitteen vahvistusvaiheesta ja lähtövaiheesta. Kahdella ensimmäisellä vaiheella on valtava avoimen silmukan jännitteen vahvistus; liian suuri ollakseen käytännöllinen (satoja tuhansia!). Silmukka suljetaan kytkemällä globaali negatiivinen palaute lähdöstä differentiaalituloon. Suljetun silmukan vahvistus pienenee huomattavasti avoimen silmukan vahvistukseen verrattuna, ja ominaisuudet, kuten lineaarisuus ja taajuusvaste, parantuvat samalla tekijällä.

Tehovahvistimen luontainen epälineaarisuus on suurelta osin sen differentiaalisessa tuloportaassa ja VAS: ssä, koska, kuten edellä todettiin, lähtötaso seuraa vain VAS: sta tulevaa jännitettä.

Lähtöasteella on varmasti epälinaaarisuudet, ja erityisesti B-järjestelyssä, jossa kaksi transistoria kytketään päälle tai pois päältä, on ristikkäisvääristymä: suoran epäjatkuvuus.Kun vaihdamme luokan B ulostulovaiheeseen kohdistettua jännitettä positiivisesta negatiiviseen tai päinvastoin , toisen transistorin on katkaistava virta ja toisen on kytkettävä virta.Keskellä on "kuollut piste", jossa olemme \ $ - 0.7V \ $ ja \ $ 0.7V välillä\ $ , kun molemmat laitteet katkaistaan.

Globaali negatiivinen palaute on niin tehokasta, että se eliminoi jopa tämän ristikkäisvääristymän, ei pelkästään VAS: n epälineaarisuuden.