การบีบอัดอัตราขยายคือการลดอัตราขยายเชิงอนุพันธ์หรืออัตราขยายความชัน ที่เกิดจากความไม่เป็นเชิงเส้นของฟังก์ชันการถ่ายโอนของอุปกรณ์ขยายสัญญาณ^{[ 1 ]}สำหรับอินพุต สัญญาณขนาดใหญ่

เมื่อใช้งานแอมพลิฟายเออร์เกิน ช่วง เชิงเส้นการบีบอัดอัตราขยายจะเกิดขึ้น^{[ 1 ]}เนื่องจาก ลักษณะวงจร ที่ไม่เป็นเชิงเส้นเอาต์พุตของอินพุตที่มีแอมพลิจูดสูงจะน้อยกว่าที่คาดไว้เมื่อใช้ การขยาย สัญญาณขนาดเล็กของแอมพลิฟายเออร์ ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของอินพุตจะไม่ตรงกับการเพิ่มขึ้นของเอาต์พุตในสัดส่วนที่เหมาะสม การบีบอัดอัตราขยายคือความแตกต่างระหว่างเส้นโค้งการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นในอุดมคติและเส้นโค้งการถ่ายโอนพลังงานของวงจรจริง

พารามิเตอร์การบีบอัดอัตราขยายที่สำคัญคือOP1dBซึ่งเป็นกำลังไฟฟ้าขาเข้าที่ส่งผลให้กำลังไฟฟ้าขาออก (OP) ถูกบีบอัด 1  dBซึ่งสอดคล้องกับอัตราส่วนการขยาย 10 ^{- 1 ⁄ 10} = 79.4%

การบิดเบือนฮาร์มอนิกเกิดจากเส้นโค้งการถ่ายโอนที่ไม่เป็นเชิงเส้น และเมื่อแอมพลิฟายเออร์ถึงระดับแอมพลิจูดสูงสุด สัญญาณจะถูกตัดทำให้เกิดการบิดเบือนฮาร์มอนิกที่รุนแรงยิ่งขึ้น

ความไม่เป็นเชิงเส้นอาจเกิดจากความร้อนเนื่องจากการสูญเสียพลังงาน นอกจากนี้ จุดการทำงานของทรานซิสเตอร์อาจเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ

การบีบอัดอัตราขยายมีความเกี่ยวข้องกับระบบใดๆ ที่มี ช่วงไดนามิกกว้างเช่น สัญญาณเสียงหรือสัญญาณ RFโดยมักพบในวงจรหลอดสุญญากาศ มากกว่าวงจร ทรานซิสเตอร์เนื่องจากความแตกต่างของโครงสร้าง ซึ่งอาจทำให้เกิดความแตกต่างในประสิทธิภาพเสียงที่เรียกว่า " เสียงหลอดสุญญากาศ " แอมป์ RF ด้านหน้าของเครื่องรับวิทยุมีความอ่อนไหวต่อปรากฏการณ์นี้เป็นพิเศษเมื่อถูกสัญญาณที่ไม่ต้องการที่แรงเกินไป^{[ 1 ]}

วิทยุหลอดหรือเครื่องขยายเสียงหลอดจะเพิ่มระดับเสียงขึ้นจนถึงจุดหนึ่ง จากนั้นเมื่อสัญญาณอินพุตขยายเกิน ช่วง เชิงเส้นของอุปกรณ์ อัตราขยายที่มีประสิทธิภาพจะลดลง ทำให้รูปร่างของรูปคลื่นเปลี่ยนไป ปรากฏการณ์นี้ยังเกิดขึ้นในวงจรทรานซิสเตอร์ด้วย โดยระดับของผลกระทบจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเครื่องขยายเสียง

การบีบอัดอัตราขยายในเครื่องขยายสัญญาณ RF คล้ายกับการตัดสัญญาณแบบอ่อน (soft clipping) อย่างไรก็ตาม ในระบบแถบความถี่แคบ ผลที่ได้ จะดูเหมือนการบีบอัดอัตราขยายมากกว่า เนื่องจากฮาร์โมนิกส์ถูกกรองออกไปหลังจากการขยายสัญญาณแล้วข้อมูลจำเพาะของเครื่องขยายสัญญาณ RF หลายรุ่นระบุค่าการบีบอัดอัตราขยายมากกว่าค่าความบิดเบี้ยว เนื่องจากวัดได้ง่ายกว่าและมีความสำคัญมากกว่าค่าความบิดเบี้ยวในเครื่องขยายสัญญาณ RF แบบไม่เชิงเส้น

ใน ระบบ ย่านความถี่กว้างและความถี่ต่ำผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นนั้นมองเห็นได้ชัดเจน เช่น สัญญาณเอาต์พุตถูกตัด หากต้องการสังเกตสิ่งเดียวกันที่ความถี่ 1  GHz จำเป็นต้องใช้ เครื่องออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิดท์อย่างน้อย 10 GHz เมื่อสังเกตด้วยเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม จะพบ ว่าความถี่พื้นฐานถูกบีบอัดและ ความถี่ ฮาร์โมนิกเพิ่มขึ้น

เครื่องขยายสัญญาณ RF ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำหากต่อผ่านเสาอากาศแบบทิศทาง ไปยังเครื่องรับสัญญาณ 900 MHzสำหรับผู้บริโภค  จะช่วยเพิ่มระยะการส่งสัญญาณได้ มันใช้งานได้จริง แต่เครื่องรับสัญญาณอาจรับสัญญาณจากสถานี UHFสองสามสถานีที่ความถี่ประมาณ 700 MHz ได้ด้วย

ตัวอย่างเช่น หากช่องสัญญาณที่ 54 กำลังส่งสัญญาณ  AM , FMและPM รวมกัน 6 เมกะวัตต์ส่วนหน้าของวงจร RF ซึ่งคาดหวังกำลังส่งเพียง -80  dBm จะรับภาระเกินกำลังอย่างมากและทำให้เกิดสัญญาณผสม ซึ่งเป็นผลกระทบโดยทั่วไปของการบีบอัดกำลังขยาย

การบีบอัดกำลัง (Power compression)เป็นรูปแบบหนึ่งของการบีบอัดอัตราขยาย (gain compression) ที่เกิดขึ้นในขดลวดเสียงของลำโพง เมื่อขดลวดร้อนขึ้นและมีความต้านทาน เพิ่มขึ้น ส่งผลให้แอมพลิฟายเออร์ดึงกำลังไฟฟ้าน้อยลงและระดับความดันเสียงลด ลง

การบีบอัดช่วงไดนามิก (Dynamic range compression ) เป็นคำทั่วไปที่มักหมายถึงการบีบอัดโดยเจตนา และอาจทำได้ทั้งในระบบดิจิทัลหรือระบบอนาล็อก วงจร ควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติ (Automatic gain control circuits) ถูกออกแบบมาโดยเจตนาให้เปลี่ยนแปลงอัตราขยายโดยรวมตามระดับของสัญญาณอินพุต ส่งผลให้ฟังก์ชันการถ่ายโอน (transfer function) อาจเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา ในทางกลับกัน การบีบอัดอัตราขยาย (Gain compression) เป็นผลมาจากความไม่เป็นเชิงเส้นของวงจรขยายสัญญาณอนาล็อก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์

• จุดตัดอันดับสาม