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標(biāo)題: 什么是功率放大器?詳解功放的類型,類別和應(yīng)用 [打印本頁]

作者: agitek2008    時(shí)間: 2021-11-4 17:01
標(biāo)題: 什么是功率放大器?詳解功放的類型,類別和應(yīng)用
什么是功率放大器?功率放大器是一種電子放大器,旨在增加給定輸入信號(hào)的功率幅度。輸入信號(hào)的功率增加到足以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器,耳機(jī),RF發(fā)射器等輸出設(shè)備負(fù)載的電平。與電壓/電流放大器不同,功率放大器被設(shè)計(jì)為直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載并用作最終模塊在放大鏈中。功率放大器的輸入信號(hào)必須高于某個(gè)閾值。因此,不是直接將原始音頻/ RF信號(hào)傳遞到功率放大器,而是先使用電流/電壓放大器對其進(jìn)行預(yù)放大,并在進(jìn)行必要的修改后將其作為輸入發(fā)送到功率放大器。您可以在下面觀察音頻放大器的框圖和功率放大器的用法。

在這種情況下,麥克風(fēng)用作輸入源。來自麥克風(fēng)的信號(hào)強(qiáng)度不足以用于功率放大器。因此,首先對其進(jìn)行預(yù)放大,然后使其電壓和電流略微增加。然后,信號(hào)通過音調(diào)和音量控制電路,對音頻波形進(jìn)行美學(xué)調(diào)整。最終,信號(hào)通過功率放大器,功率放大器的輸出被饋送到揚(yáng)聲器。功率放大器的類型根據(jù)連接的輸出設(shè)備的類型,功率放大器分為以下三種類型:音頻功率放大器射頻功率放大器直流功率放大器音頻功率放大器這種類型的功率放大器用于增加較弱音頻信號(hào)的功率大小。在電視,移動(dòng)電話等的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路中使用的放大器屬于此類別。音頻功率放大器的輸出范圍從幾毫瓦(如耳機(jī)放大器)到數(shù)千瓦(如Hi-Fi /家庭影院系統(tǒng)中的功率放大器)。射頻功率放大器無線傳輸要求調(diào)制波要通過空氣長距離發(fā)送。使用天線發(fā)送信號(hào),并且發(fā)送范圍取決于饋送到天線的信號(hào)的功率大小。對于諸如FM廣播之類的無線傳輸,天線需要輸入功率為數(shù)千千瓦的信號(hào)。在此,射頻功率放大器用于將調(diào)制波的功率幅度增加到足以達(dá)到所需傳輸距離的水平。直流功率放大器直流功率放大器用于放大PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)的功率。它們用于需要大功率信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行器的電子控制系統(tǒng)。它們從微控制器系統(tǒng)獲取輸入,增加其功率,并將放大后的信號(hào)饋送到直流電動(dòng)機(jī)或執(zhí)行器。 功率放大器類有多種設(shè)計(jì)功率放大器電路的方法。每種電路配置的操作和輸出特性都互不相同。為了區(qū)分不同功率放大器電路的特性和性能,使用了功率放大器類,其中分配了字母符號(hào)以標(biāo)識(shí)操作方法。它們大致分為兩類。設(shè)計(jì)用于放大模擬信號(hào)的功率放大器屬于A,B,AB或C類。設(shè)計(jì)用于放大脈寬調(diào)制(PWM)數(shù)字信號(hào)的功率放大器位于D,E,F(xiàn)等之下。最常用的功率放大器是音頻放大器電路中使用的功率放大器,它們屬于A,B,AB或C類。因此,讓我們詳細(xì)了解一下它們。甲類功率放大器模擬波形由正高點(diǎn)和負(fù)低點(diǎn)組成。在此類放大器中,整個(gè)輸入波形都在放大過程中使用。單個(gè)晶體管用于放大波形的正半部和負(fù)半部。這使它們的設(shè)計(jì)簡單,并使A類放大器成為最常用的功率放大器類型。盡管此類功率放大器已被更好的設(shè)計(jì)所取代,但它們?nèi)栽跇I(yè)余愛好者中很受歡迎。

在此類放大器中,即使沒有輸入信號(hào),有源元件(用于放大的電子組件,在這種情況下為晶體管)也一直處于使用狀態(tài)。在正常配置的情況下,這會(huì)產(chǎn)生大量熱量并將A類放大器的效率降低到25%,在變壓器耦合配置的情況下,效率會(huì)降低到50%。A類放大器的導(dǎo)通角(360度中用于放大的波形部分)為360°。因此,信號(hào)失真水平非常小,可以提供更好的高頻性能。B類功率放大器B類功率放大器旨在降低A類放大器中存在的效率和發(fā)熱問題。此類放大器使用兩個(gè)互補(bǔ)晶體管,而不是單個(gè)晶體管來放大整個(gè)波形。一個(gè)晶體管放大波形的正一半,另一個(gè)晶體管放大波形的負(fù)一半。因此,每個(gè)有源器件導(dǎo)通波形的一半(180°),其中兩個(gè)導(dǎo)通時(shí)將放大整個(gè)信號(hào)。


C類功率放大器的設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)更高的效率,但會(huì)降低線性度/傳導(dǎo)角(低于90°)。換句話說,為了提高效率而犧牲了放大的質(zhì)量。較小的導(dǎo)通角意味著更大的失真,因此此類放大器不適用于音頻放大。它們用于高頻振蕩器和射頻信號(hào)的放大。C類放大器通常包含一個(gè)經(jīng)過調(diào)諧的負(fù)載,該負(fù)載對特定頻率的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波和放大,而其他頻率的波形則被抑制。

由于采用了兩個(gè)晶體管設(shè)計(jì),因此與A類放大器相比,B類放大器的效率有了很大提高。他們可以達(dá)到理論效率的75%左右。此類功率放大器用在電池供電的設(shè)備中,例如FM收音機(jī)和晶體管收音機(jī)。由于波形的兩半重疊,因此在交叉區(qū)域存在很小的失真。為了減少這種信號(hào)失真,設(shè)計(jì)了AB類放大器。AB類功率放大器AB類放大器是A類和B類放大器的組合。此類放大器旨在減少A類放大器效率較低的問題以及B類放大器交叉區(qū)域的信號(hào)失真。它可以像A類放大器一樣保持高頻響應(yīng),并像B類放大器一樣保持良好的效率。二極管和電阻器的組合用于提供很小的偏置電壓,從而減小了交叉區(qū)域附近的波形失真。因此,效率略有下降(60%)。

C類功率放大器在這種類型的功率放大器中,有源元件僅在輸入電壓高于某個(gè)閾值時(shí)才導(dǎo)通,從而降低了功耗并提高了效率。其他功率放大器類功率放大器D,E,F(xiàn),G等用于放大PWM調(diào)制的數(shù)字信號(hào)。它們屬于開關(guān)功率放大器的類別,可將輸出不斷地打開或關(guān)閉,而其間沒有任何其他電平。由于這種簡單性,屬于上述類別的功率放大器可以達(dá)到高達(dá)(90-100)%的理論效率。

應(yīng)用領(lǐng)域以下是功率放大器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用:消費(fèi)類電子產(chǎn)品:音頻功率放大器幾乎用在所有消費(fèi)類電子設(shè)備中,從微波爐,耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器,電視,移動(dòng)電話和家庭影院系統(tǒng)到劇院和音樂會(huì)增強(qiáng)系統(tǒng)。工業(yè):開關(guān)型功率放大器用于控制大多數(shù)工業(yè)執(zhí)行器系統(tǒng),例如伺服器和直流電動(dòng)機(jī)。無線通信:高功率放大器對于向用戶傳輸蜂窩或FM廣播信號(hào)非常重要。由于功率放大器,更高的功率水平成為可能,從而提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和可用性。它們還用于衛(wèi)星通信設(shè)備中。結(jié)論 快速介紹功率放大器的概念。您了解了什么是功率放大器及其需求,不同類型和類別的功率放大器,以及幾種應(yīng)用。如果您想了解功率放大器更多相關(guān)應(yīng)用歡迎訪問安泰測試網(wǎng)www.agitek.com.cn。






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