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入門(mén):功率放大器的工作原理及特點(diǎn)

2023-02-28
來(lái)源:電子發(fā)燒友網(wǎng)

  功率放大器的工作原理可以簡(jiǎn)單地概括為:將輸入信號(hào)的能量轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)的能量,,并提供足夠的電流和電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載,。

  具體來(lái)說(shuō),輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)前置放大器放大后,,進(jìn)入功率放大器,。功率放大器通過(guò)輸出級(jí)的功率管或晶體管將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)較大的電流和電壓信號(hào)。功率管或晶體管的工作狀態(tài)可以分為開(kāi)關(guān)和線(xiàn)性?xún)煞N模式,。

  在開(kāi)關(guān)模式下,,功率管或晶體管的工作狀態(tài)只有兩種:完全導(dǎo)通和完全截止,。這種工作方式稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)放大器”,輸出信號(hào)的波形類(lèi)似于輸入信號(hào)的矩形波,。

  在線(xiàn)性模式下,,功率管或晶體管工作在其直線(xiàn)放大區(qū)域,這種工作方式稱(chēng)為“線(xiàn)性放大器”,。輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)的波形相似,,但經(jīng)過(guò)放大。

  功率放大器的設(shè)計(jì)需要考慮許多因素,,例如功率輸出,、失真、穩(wěn)定性,、效率,、溫度等。設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)放大,,同時(shí)保持輸出穩(wěn)定性和可靠性,。

  功率放大器的工作原理是依靠電壓來(lái)控制電源通道的大小,從而可以達(dá)到控制電流大小的目的,,使用了三極管的電流控制作用,,或者是長(zhǎng)效應(yīng)管的電壓控制作用,將電源的功率轉(zhuǎn)換成為按照輸入信號(hào)變化的電流,,因?yàn)槁曇羰遣煌穹约安煌l率的波段,,也就是交流信號(hào)電流。三極管的及電極電流永遠(yuǎn)都是極電流的貝塔倍,,貝塔是三極管的交流放大倍數(shù),,應(yīng)用這一點(diǎn),如果將小信號(hào)注入到基礎(chǔ)極端里面,,那么極電極流過(guò)的電流會(huì)等于極極電流的貝塔倍,。功率放大器本身就是使用這些作用來(lái)實(shí)現(xiàn)小信號(hào)控制大信號(hào),使多級(jí)放大器實(shí)現(xiàn)大功率的輸出,,并非是真正的將功率放大,。

  功率放大器的特點(diǎn)

  l.功率放大器的效率

  功串放大的實(shí)質(zhì)是通過(guò)晶體管的控制作用,把電源提供給放大器的直流功率轉(zhuǎn)換成負(fù)載上的交流功率,。交流輸出功串和直流電源功率息息相關(guān)。一個(gè)功率放大器的直流電源提供的功率究竟能有多少轉(zhuǎn)換成交流輸出功率呢,?我們當(dāng)然希望功率放大器最好能把直流功率(PE= EcIc)百分之百轉(zhuǎn)換成交流輸出功率(Psc=Uscisc)實(shí)際上卻是不可能的,。因?yàn)榫w管自身要有一定的功率消耗,各種電路元件( 電阻 ,、 變壓器 等)要消耗一定的功率,,這就有個(gè)效率問(wèn)題了,。放大器的效率η指輸出功率Psc與電源供給的直流動(dòng)率PE之比,即通常用百分比表示:

  η=Psc/PE

  通常用百分比表示:

  η=Psc/PE×100%

  2.效率越高,,表示功率放大器的性能越好,。

  晶休管在大信號(hào)工作條件下,工作點(diǎn)會(huì)上下大幅度擺動(dòng),。一旦工作點(diǎn)跳出輸入或輸出特性曲線(xiàn)的線(xiàn)性區(qū),,就會(huì)出現(xiàn)非線(xiàn)性失真。所以對(duì)聲頻功率放大器來(lái)說(shuō),,輸出功率總要和非線(xiàn)性失真聯(lián)系在一起考慮,。一般聲頻功率放大器都有兩個(gè)指標(biāo)棗最大輸出功率和最大不失真輸出功率。前者說(shuō)明放大器的最大負(fù)載能力,,后者表示不失真放大的能力,。例如,兩臺(tái)擴(kuò)音機(jī)最大輸出功率都是50瓦,,但一臺(tái)的最大不失真功率是40瓦,,另一臺(tái)的最大不失真功率是30瓦,前者的性能就要比后者好些,。

  3,、三種工作狀態(tài)

  功率放大器按工作狀態(tài)的不同,可分為甲類(lèi),、乙類(lèi)和甲乙類(lèi)三種,。甲類(lèi)放大器的特點(diǎn)是工作點(diǎn)選在輸出特性曲線(xiàn)線(xiàn)性區(qū)的中間位置,信號(hào)電流在整個(gè)周期內(nèi)都流通,,失真小但效率低,,輸出功率也小。乙類(lèi)放大器工作點(diǎn)選在基極電流等于零的那條輸出特性曲線(xiàn)上,,信號(hào)電流只在半周期內(nèi)流通,,效率高,輸出功率大,,但失真嚴(yán)重,。第三類(lèi)放大器的工作點(diǎn)既不象乙類(lèi)放大選得那樣低,也不象甲類(lèi)那樣高,,電流截止的時(shí)間小于半周期,,工作性能介于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間。



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