Was ist transiente Intermodulationsverzerrung?

Die transiente Intermodulationsverzerrung (TIM) wird normalerweise gemessen, indem ein Burst mit einer festen Frequenz in einen Verstärker gegeben und dann gemessen wird, was tatsächlich herauskommt. Durch Fourier-Analyse können Sie sehen, dass die Änderung der Amplitude einer Frequenz tatsächlich zusätzliche Frequenzen impliziert. Aus diesem Grund dürfen AM-Radiosender nicht zu nah beieinander stehen. Sie strahlen nicht nur auf der Trägerfrequenz, sondern auch auf beiden Seiten der Trägerfrequenz.

Die zusätzlichen Frequenzen eines Einzelfrequenz-Bursts bereiten einigen Verstärkertypen besondere Probleme, und die resultierende Verzerrung erscheint für menschliche Zuhörer wahrnehmbarer als eine allgemeinere Verzerrung. Anders ausgedrückt, bei der Audioqualität geht es nicht nur um den Gesamtverzerrungsgrad, sondern auch um die Art der Verzerrung. Verschiedene Arten von Verzerrungen sind anstößiger als andere, und TIM ist von der anstößigeren Art. Aus diesem Grund gibt es neben der allgemeinen Verzerrungsspezifikation manchmal eine separate Spezifikation für TIM.

TIM scheint durch Verstärker verschärft zu werden, die nicht viel Frequenzreserve über der höchsten gewünschten Frequenz und ein hohes globales Rückkopplungsverhältnis haben. Designtechniken zur Minimierung von TIM umfassen:

1. Der interne Signalpfad des Verstärkers hat immer noch eine Verstärkung weit über der höchsten interessierenden Frequenz. Bei einem „HiFi“-Audioverstärker, der bis zu 20 kHz arbeiten muss, möchten Sie vielleicht, dass einzelne Stufen bis 100 kHz einigermaßen flach sind.

2. Ein einfacher passiver Tiefpassfilter vor dem Verstärker, der eingehende Signale oberhalb des angegebenen Betriebsbereichs begrenzt. Dies zusammen mit Punkt 1 bedeutet, dass der aktive Teil des Verstärkers nur Frequenzen sieht, für die seine Verstärkung relativ flach ist. Dies kann so einfach wie ein ein- oder zweistufiger RC-Filter sein.

3. Die Verstärkung jeder Stufe sollte stabil und gut definiert sein. Verlassen Sie sich nicht auf globales Feedback, um mit hohen und ungebremsten Verstärkungen einzelner Stufen fertig zu werden.

4. Halten Sie die globale Rückkopplung ziemlich niedrig, was dasselbe bedeutet, dass Sie die Open-Loop-Verstärkung des gesamten Verstärkers nur etwas über der endgültigen gewünschten Verstärkung des gesamten Verstärkers halten. 10-15 dB scheint ein vernünftiger Bereich zu sein. Wenn alle Stufen einzeln eine einigermaßen flache Verstärkung haben, dann wird nicht viel Feedback benötigt, um ohnehin eine insgesamt flache und vorhersagbare Verstärkung zu garantieren.

Eine häufige Quelle von TIM ist das langschwänzige Paar an der Vorderseite der Leistungsverstärkerschaltung. Interessante Erfahrung, dass wenn Sie diese Art von Leistungsverstärker im nicht invertierenden Modus verwenden, Sie oft mit TIM im Klang konfrontiert sind, aber wenn Sie ihn im invertierenden Modus verwenden, verschwindet es. Im nicht invertierenden Modus verursacht der Transistor, an dessen Basis die Rückkopplung angeschlossen ist, aufgrund seiner Kollektor-Basis-Kapazität eine winzige Verzögerung. Daraus ergibt sich ein kleiner Phasenfehler an den verbundenen Emittern der zwei Transistoren der langschwänzigen Paare, was eine typische Quelle von TIM ist. Sie können sie sogar als Peak im Signal an den miteinander verbundenen Emittern des Long-Tail-Paares messen. Wenn Sie die negative Rückkopplung an die Basis des Eingangstransistors anschließen, wird die Subtraktion von dieser zuvor erwähnten Kapazität nicht beeinflusst und das TIM verschwindet.