Ich habe begonnen, mich mit dem Thema „HF“-Leistungsverstärker (PA) zu befassen, und bin bisher auf eine Beschreibung gestoßen, wie, wenn PAs nicht linear sind, bilden sie keine gerade Linie, sondern eine gekrümmte Linie (mehr also im höheren Bereich). Und nichtlineare Bereiche von PAs können Verzerrungen verursachen. Dies ist mir immer noch sehr vage, insbesondere im Verständnis, warum speziell HF-Leistungsverstärker linear sein müssen? Was passiert, wenn sie linear sind? Und was passiert dann im nichtlinearen Bereich (oder was heißt hier Verzerrung?)?
Danke.
Mit "gerade Linie" meinen sie, wenn Sie ein Diagramm von "Eingangsamplitude" vs. "Ausgangsamplitude" zeichnen würden, würde es eine gerade Linie bilden. Verzerrung ist ein allgemeiner Begriff dafür, wenn der Ausgang eines Verstärkers anders aussieht als das eingehende Signal (wenn eine Sinuswelle eingeht und eine Rechteckwelle herauskommt, würden wir sagen, dass das Signal stark verzerrt war).
Nun, PAs müssen nicht speziell linear sein, es hängt von der Anwendung ab. Bei phasen- oder frequenzmodulierten Signalen (FM-Radios) ist die Linearität nicht unbedingt ein großes Problem, da die Ausgangsamplitude nicht so kritisch ist. Nichtlinearität kann jedoch Oberwellen bei unerwünschten Frequenzen erzeugen (Intermodulationsverzerrung ist ein gutes Beispiel) und ist normalerweise unerwünscht.
Linearität ist ein echtes Problem in Systemen mit hoher Bandbreite und komplexen Modulationsschemata (WiFi, 4G, ADSL, Kabelfernsehen – Kabel hat SEHR komplexe Modulationsschemata mit bis zu hundert Amplitudenstufen oder so). Der Grund dafür ist, dass die Amplitude und die Phase Informationen tragen und wenn der Verstärker nicht sehr linear ist, kann er mit den Phasen und den Amplitudenverhältnissen durcheinander kommen (Signale mit den Amplituden A und 2A könnten eingehen, aber nur A und 1,1A könnten herauskommen). In diesen Situationen ist es wichtig, dass das herauskommende Signal genauso aussieht wie das hereinkommende (allerdings mit einer höheren Leistung). Andernfalls kann der Decoder am anderen Ende die Symbole nicht voneinander unterscheiden, was zu einer Datenverfälschung führt.
Müssen also PAs linear sein? Es hängt davon ab...