¿Qué es la distorsión de intermodulación transitoria?

La distorsión de intermodulación transitoria (TIM) generalmente se mide colocando una ráfaga de una frecuencia fija en un amplificador y luego midiendo lo que realmente sale. Mediante el análisis de Fourier, puede ver que cambiar la amplitud de una frecuencia en realidad implica frecuencias adicionales. Esta es la razón por la que las estaciones de radio AM no se pueden espaciar demasiado juntas. No solo irradian en la frecuencia de la portadora, sino en algún rango a ambos lados de la frecuencia de la portadora.

Las frecuencias adicionales de una ráfaga de frecuencia única causan problemas particulares a algunos tipos de amplificadores, y la distorsión resultante parece más perceptible para los oyentes humanos que la distorsión más general. Dicho de otra manera, la calidad del audio no se trata solo del nivel de distorsión total, sino también del tipo de distorsión. Diferentes tipos de distorsión son más objetables que otros, y TIM es del tipo más objetable. Esta es la razón por la que a veces hay una especificación separada para TIM además de la especificación de distorsión general.

TIM parece verse exacerbado por amplificadores que no tienen mucho margen de frecuencia por encima de la frecuencia más alta deseada y una alta relación de retroalimentación global. Las técnicas de diseño para minimizar TIM incluyen:

1. Hacer que la ruta de la señal interna del amplificador aún tenga una ganancia muy por encima de la frecuencia más alta de interés. Por ejemplo, para un amplificador de audio "HiFi" que debe funcionar hasta 20 kHz, es posible que desee que las etapas individuales sean razonablemente planas a 100 kHz.

2. Un simple filtro de paso bajo pasivo frente al amplificador que limita las señales entrantes por encima del rango operativo especificado. Esto, junto con el punto 1, significa que la parte activa del amplificador solo verá frecuencias para las que su ganancia es relativamente plana. Esto puede ser tan simple como un filtro RC de una o dos etapas.

3. La ganancia de cada etapa debe ser estable y bien definida. No confíe en la retroalimentación global para lidiar con la ganancia alta y sin restricciones de las etapas individuales.

4. Mantenga la retroalimentación global bastante baja, que es lo mismo que decir que mantenga la ganancia de bucle abierto del amplificador general solo un poco por encima de la ganancia final deseada de todo el amplificador. 10-15 dB parece ser un rango razonable. Si todas las etapas individualmente tienen una ganancia razonablemente plana, entonces no se necesitará mucha retroalimentación para garantizar una ganancia general plana y predecible de todos modos.

La fuente frecuente de TIM es el par de cola larga en la parte delantera del circuito del amplificador de potencia. Es una experiencia interesante que si usa este tipo de amplificador de potencia en modo no inversor, a menudo se enfrenta a TIM en el sonido, pero si lo usa en modo inversor, desaparece. En modo no inversor, el transistor cuya base está conectada a la retroalimentación provoca un pequeño retraso debido a su capacitancia en la base del colector. Da como resultado un pequeño error de fase en los emisores conectados de los dos transistores de los pares de cola larga, lo que es una fuente típica de TIM. Incluso puede medirlos como un pico en la señal en los emisores conectados entre sí del par de cola larga. Si conecta la retroalimentación negativa a la base del transistor de entrada, la resta no se ve afectada por esta capacitancia mencionada anteriormente y el TIM desaparece.