功率放大器的基本組成和功放所用有源器件的組成
功率放大器(英文名稱:power amplifier),簡稱“功放”,是指在給定失真率條件下,能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動某一負(fù)載(例如揚聲器)的放大器。功率放大器在整個音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/365343.htm
功率放大器的基本組成:
功率放大器通常由3部分組成:前置放大器、驅(qū)動放大器、功率放大器(圖3)末級功率放大器。
1、前置放大器起匹配作用,其輸入阻抗高(不小于10kΩ),可以將前面的信號大部分吸收過去,輸出阻抗低(幾十Ω以下),可以將信號大部風(fēng)傳送出去。同時,它本身又是一種電流放大器,將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號,并給予適當(dāng)?shù)姆糯蟆?/p>
2、 驅(qū)動放大器起橋梁作用,它將前置放大器送來的電流信號作進(jìn)一步放大,將其放大成中等功率的信號驅(qū)動末級功率放大器正常工作。如果沒有驅(qū)動放大器,末級功率放大器不可能送出大功率的聲音信號。
3、末級功率放大器起關(guān)鍵作用。它將驅(qū)動放大器送來的電流信號形成大功率信號,帶動揚聲器發(fā)聲,它的技術(shù)指標(biāo)決定了整個功率放大器的技術(shù)指標(biāo)。
功率放大器中功放所用的有源器件組成:
功放所用的有源器件主要是晶體管(雙極型或場效應(yīng)晶體管),在工作頻率很高或要求輸出功率很大等場合,也使用電子管(包括大功率發(fā)射電子管);在微波段使用行波管。功放按其有源器件的工作點不同可分為甲(A)類、甲乙(AB)類、乙(B)類、丙(C)類和?。―)類等。表內(nèi)列出不同工作類型的功率放大器對正弦波所能達(dá)到的最高效率。
功放常應(yīng)用于廣播、通信發(fā)射機的輸出級、音響系統(tǒng)的輸出級以及控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的放大器等。應(yīng)用場合不同,性能要求不同,電路的構(gòu)成與工作類型也不同。常用的有線性功放、諧振功放、寬帶功放電路等。為提高輸出功率,可采用功率合成技術(shù)。線性功放 用于要求非線性失真小的場合。常用電路形式有單管放大電路和推挽放大電路。單管放大電路的電路形式與電壓放大器類似,必須是甲類工作,效率最低,多用于小功率放大器。推挽放大電路由兩個有源器件構(gòu)成,分別用相位差180°的輸入信號激勵,然后將它們的輸出信號反相疊加供給負(fù)載。
圖1所示的是用變壓器實現(xiàn)反相疊加的推挽放大器原理電路。這種電路理論上兩個器件可工作在乙類,而輸出無失真。但實際的有源器件特性不是完全理想的,需工作在甲乙類。推挽放大電路也可由極性相反的晶體管互補對CPNP型和NPN型雙極晶體管對或N型溝道和P型溝道的場效應(yīng)管對)構(gòu)成。利用它們的互補特性構(gòu)成的電路,不需相位相差180°的兩個輸入信號,輸出信號也不需反相疊加。這種電路可全部由晶體管和電阻構(gòu)成,便于集成化,多用于集成功放中。
諧振功放 以諧振回路作為有源器件的負(fù)載,專門放大窄頻帶信號的放大器。這種放大器允許電流波形有很大失真,然后利用諧振回路將諧波濾除;可以使有源器件工作在丙類,以獲得高效率;多用于大功率發(fā)射機中的末級。若將諧振回路調(diào)諧在輸入信號的諧波上并選擇合適的工作點,可構(gòu)成倍頻器。寬帶功放 以傳輸線變壓器作為有源器件的負(fù)載。這種功放的上限頻率可達(dá)幾百兆赫,波段覆蓋范圍寬。傳輸線變壓器按照傳輸線和變壓器的工作原理構(gòu)成。
功率合成技術(shù) 多個放大器對同一輸入信號放大,然后用合成的方法,將各放大器的輸出功率相加。圖2是功率合成原理電路,它由放大器、功率合成與分配網(wǎng)絡(luò)組成。合成與分配網(wǎng)絡(luò)常用傳輸線變壓器構(gòu)成。這種合成技術(shù)的特點是其中某一放大器工作狀態(tài)發(fā)生變化,其余放大器的工作不受影響。為進(jìn)一步提高功放效率,先將輸入信號轉(zhuǎn)換成脈沖序列,經(jīng)放大后再轉(zhuǎn)換成模擬信號。這種功放工作于脈沖放大,理論效率可達(dá)100%,稱為?。―)類放大器。由于有源器件的開關(guān)特性不理想,提高這類放大器的工作頻率受到限制。在功放中,由于熱損耗大,有源器件的主要發(fā)熱部分要外加散熱器,有時還要采用風(fēng)冷、水冷或蒸發(fā)冷卻,以降低器件溫升。
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