##  [Nichtlinearität des Verstärkers](/de/node/72915) 

 Definition

Eine Abweichung der Eingangs‑zu‑Ausgangs‑Übertragungsfunktion eines Verstärkers von einer linearen Verstärkung, sodass Ausgangsamplitude und ‑phase nichtlinear von der Eingangsgröße abhängen und Verzerrungsprodukte (Obertöne, Intermodulation), AM‑AM/AM‑PM‑Wandlung, erhöhtes EVM und mögliche Verletzung von Spektralgrenzen entstehen.

 

 

 

 

 

 





## Prinzip

Prinzip

Nichtlinearität erzeugt neue Spektralkomponenten, deren Pegel von Eingangsamplitude und der Verstärker‑Übertragungsfunktion abhängen; mit zunehmender Ansteuerung in Kompressions‑/Sättigungsbereich wachsen inband‑Verzerrung und Out‑of‑Band‑Regrowth nichtlinear und verschlechtern Modulationsqualität sowie verursachen Störungen benachbarter Kanäle.

 

 

 

 

 





## Demonstration

Demonstration

Illustratives Szenario → Die PA eines Senders wird bis in den Kompressionsbereich getrieben, um abgestrahlte Leistung zu maximieren. Erkennung → Gemessene Konstellation zeigt erhöhtes EVM und die Leistung in Nachbarkanälen steigt. Maßnahme → Absenken des Ansteuerpegels oder Einsatz digitaler Predistortion (DPD). Folge → EVM und angrenzende Leckagen nähern sich wieder konformen Werten.

 

 

 

 

## Fehlanwendung

Fehlanwendung

Annahme, dass jedwede Zunahme von Bitfehlern oder Nachbarkanalstörungen vom Kanalrauschen oder Fehlkonfiguration herrührt, statt von nichtlinearem Verhalten des Verstärkers; dadurch werden additive Rauscheffekte mit deterministischen Verzerrungsprodukten verwechselt.

 

 

 

 

 





## Konsequenz

Konsequenz

Verschlechterte Demodulation und erhöhte BER, mehr Retransmissions, mögliche Störung benachbarter Kanäle und regulatorische Nicht‑Konformität sowie reduzierte spektrale Effizienz.

 

 

 

 

## Umkehrung

Umkehrung

Linearitätsanforderungen können in schmalbandigen oder analogen Systemen, die Verzerrung tolerieren, gelockert werden; zudem lassen sich Nichtlinearitäten durch Linearisation (DPD, Feedback) kompensieren oder durch ausreichend Betrieb mit Back‑Off vermeiden. Manche Anwendungen nutzen Nichtlinearität bewusst (z. B. konstant‑envelope Modulation für Wirkungsgrad).

 

 

 

 

 





## Abgrenzung

Abgrenzung

Eindeutig innerhalb: Leistungsverstärkerstufen nahe Sättigung, die Obertöne und Intermodulation erzeugen. Grenzfall: Mischer und Frequenzkonverter, die per Design nichtlinear sind, aber in der Systemanalyse berücksichtigt werden. Eindeutig außerhalb: rein lineare Basisbandsignalverarbeitung, die nur Quantisierungsrauschen einführt und keinen RF‑Regrowth verursacht.

 

 

 

 

 





## Semantische Spannung

Semantische Spannung

Linearität ↔ Effizienz — höhere Linearität (Back‑Off, DPD) reduziert spektralen Regrowth, belastet aber Effizienz, Kosten und Komplexität.

 

 

 

 

 





## Synthese

Synthese

Verstärker‑Nichtlinearität ist ein deterministischer Verzerrungsmechanismus, der Eingangsamplitudenverteilungen mit vorhersehbaren spektralen und Modulationsdegradation verbindet; das Systemdesign balanciert Linearität und Effizienz mittels Hardware‑Entscheidungen und digitaler Kompensation.