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低频功率放大器的分类与简介

2017-07-20
类别:行业趋势
eye 274
文章创建人 拍明
       低频功率放大器

功率放大是一种能量转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换成随输入信号变化的输出功率送给负载,对功率放大要求如下:(1)输出功率要大:要增加放大器的输出功率,必须使晶体管运行在极限的工作区域附近,由ICMUCMPCM决定见图一。

低频功率放大器.jpg

功率放大是一种能量转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换成随输入信号变化的输出功率送给负载,对功率放大要求如下:

(1)输出功率要大:要增加放大器的输出功率,必须使晶体管运行在极限的工作区域附近,由ICMUCMPCM决定见图一。

(2)效率η要高:放大器的效率η定义为:η=交流输出功率/直流输入功率

(3)非线性失真在允许范围内:由于功率放大器在大信号下工作,所以非线性失真是难免的,问题是要把失真控制在允许范围内,

功率放大器按工作状态和电路形式可分成以下几种:

(1)甲类功率放大器:在整个信号周期内,存在集电极电流;

(2)乙类功率放大器:只有半个信号周期内,存在集电极电流,按电路形式它又可分为:

1)双端推挽电路(DEPP)

2)单端推挽电路(SEPP)

3)平衡无变压器电路(BTL)

在实际中,为了克服交越失真,推挽式昌体管电路是工作于甲、乙类状态的。

一、甲类功率放大器

图一是甲类功率放大器,负载RL通过阻抗变换器B变成集电极负载RL=n

RLo对直流来说,变压器B初级直流电阻和Re均很小,所以直流负载线接近一条垂直线见图一(b)为使放大器输出较大功率,可使交流负载线处于a点和b点位置:a点的Uce=UCM,而工作点Q处于ab直线中点,通常晶体管的饱和压降和穿透电流都很小,实际上可以认为Icmin=0和Ucemin=0o 因此,供给负载的电流和电压振幅分别为:

Icm=IcM/2, Ucem=UCM/2 ------------------------------------------------1

负载的交流功率(或放大器输出功率)为:

PL=(UceM/)×(IcM/)=(IcM/)×(UcM/)=(1/8)IcM×UcM-------2

工作点Q的集电极电流ICQ和电压UceQ分别为:

ICQ=ICM/2UceQ=Ec=UCM/2---------------------------------------------3

所以,直流电源的输入功率:

PD=IcQ×UceQ=(ICM/2)×(UCM/2)=1/4IcMUcm-------------------------------4

甲类功率放大器的效率为:

η=PL/PD=50%---------------------------------------------------------5

可见:(1)晶体管的最大集射电压为电源电压EC的两倍。

(2)晶体管静态时耗功率为输出功率的两倍。

(3)甲类放大器的效率最高只有50%

二、乙类推挽电路

2(a)为乙类推挽电路,由于输出端使用变压器,因而晶体管对地有两个输出端,设电路完全对称,当输入信号Us为正半波时,BG1截止、BG2导通,输出电压UL为负半波,因此,两管轮流导通,一推一挽地工作,故称为推挽电路。

由于两管轮流地工作,所以把两管的输出特性按相反方向叠在一起,两管的交流负载线正好连成直线ab,工作点Q处于直线ab的中点,如图2(b)所示,从图中可看出各电量的关系:

(1)如输出变压器的初级和次级绕组的匝数比为n,则每只晶体管的负载电阻RL为:

RL=(n/2)RL=(n/4)RL--------------------------------------------6

而集电极与集电极之间的电阻RCC

Rcc=nRL=4RL-----------------------------------------------------7

(2)变压器B2的初级绕组端电压振幅为:

Ucem=UceQ≈Ec----------------------------------------------------8

初级绕组电流振幅为:

Icm=IcM----------------------------------------------------------9

所以输送到初级绕组的功率为:

Ps=(Ucem/)×(Icm/)=(1/2)EcIcm------------------------------10

(3)通过每只晶体管的电流平均值为:

Ico=IcM/π-------------------------------------------------------11

由直流电源供给的功率为

PD=(2Ico)Ec=2×(Icm/π)×Ec--------------------------------------12

(4)推挽电路的效率为:

η=(Ps/PD)100%={(1/2×Ec×Icm)/[2×(Icm/π)×Ec]}100%≈78.5%-----13

设计推挽电路时要注意:

(1)为避免交越失真,晶体管应具有一定的偏置电流,但不要过大,否则使电路效率降低。

(2)晶体管的最大集电极电压Ucm>2Ec

(3)晶体管的耗散功率Pcm≥1.2Pc1,其中Pc1为每只晶体管送给变压器B2初级的功率,即Pc1=[(1/2)Pso]

(4)根据Pc1Ec1的要求,算出晶体管负载电阻PL及输出变压器的匝数比n

高频放大器的分类  高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。高频放大器的工作状态  根据高频功率放大器的工作是否进入饱和区,可将放大器的工作状态分为欠压、过压和临界三种。若晶体管在任何时刻都工作在放大状态,称为放大器工作在欠压状态(欠压区);若晶体管工作时有部分时间进入饱和区,称放大器工作在过压状态。若刚刚进入饱和区的边缘,称放大器工作在临界状态。为了讨论不同工作状态对电压、电流和效率的影响,需要对谐振功率放大器的动态特性和外部特性进行分析。高频放大器的特点

1.采用谐振网络作负载。

2.一般工作在丙类或乙类状态。

3.工作频率和相对通频带相差很大。

4.技术指标要求输出功率大、效率高。

高频放大器的技术指标  高频功率放大器的主要技术指标有:输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度(或信号失真度)等。这几项指标要求是互相矛盾的,在设计放大器时应根据具体要求,突出一些指标,兼顾其他一些指标。

高频功率放大器 -功率信号放大器简介

高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在低频电子线路课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲类(导通角=360)、乙类(导通角=180)、甲乙类(导通角=180~360)


责任编辑:Davia

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