功率放大器的主要特点

功率放大器的主要特点

功率放大器要求在允许的失真条件下输出足够大的功率,放大器件几乎工作在极限状态,因此功率放大器是大信号放大器。功率放大器的电路结构、工作状态、分析方法及电路的性能指标等都与一般放大器不同。

功率放大器的主要特点:

1、尽量大的输出功率由于功率放大器要向负载供应足够大的功率,功放管在平安工作的前提下工作电压和工作电流接近极限值,即管子工作在极限值状态。

2、尽可能高的功率转换效率功率放大器的输出功率是通过晶体管将直流电源的直流功率转换而来,转换时功率管和电路中的耗能元件都要消耗功率,用P0表示负载所得功率,PE表示直流电源供应的总功率,η表示转换效率,则η=(Po/PE)*100%,η的大小反映了电源的利用率。例如,某放大器的效率η=50%,说明电源供应的直流功率只有一半转换成了输出功率传给了负载,另一半消耗在电路内部,这部分电能使管子和元件等温度上升,严峻时会烧坏晶体管。要重视功放管的散热问题,为了保证功率管的平安工作,一般给大功率管加装散热片。如何提高效率、减小功耗是功率放大器的一个重要问题。

3、允许的非线性失真功放管工作在大信号状态不行避开地产生非线性失真。同一功放管的输出功率越大,其非线性失真就越严峻。在不同场合对功率放大器非线性失真的要求是不一样的,在测量系统和

电声设备中必需把非线性失真限制在允许范围内,在驱动电动机或掌握继电器中非线性失真就降为次要冲突。此外,分析功率放大器只能用图解法,微变等效电路法已不再适用。为了获得较大的输山功率和效率,功率放大器与负载要匹配,传统的功率放大器与负载之间采纳变压器耦合,这类功率放大器的优点是便于实现阻抗匹配、输出功率大等,但出于变压器体积大、笨重、频率特性差,而且不利于集成。在现在生产的功率放大器中已很少采纳,渐渐由互补对称功率放大器所取代。互补对称电路省去了笨重的变压器,具有电路结构简洁、效率高、频率响应好、易实现集成化等优点。互补对称功率放大器有两种形式:一种采纳单电源及大容量电容器与负载耦合,称为OTL电路;一种采纳双电源而个需电容器的直接耦合互补对称功率放大器,称为0CL电路。

由于上述缘由,晶体三极管工作在大信号状态,且耗散功率PC大,因此,选管时应保证晶体管平安工作,使工作时不超过晶体三极管的极限参数(ICM,PCM,BUCEO等)。

功率放大器基本电路特点

一、功率放大器基本电路特点 互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。其中: C1为信号输入偶合元件,须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路,给BG1提供静态工作点,同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍,按照β为100、Ic1为2mA计算,R1应不大于6k,故给定为5.1k;C1因此也相应给定为22μ,它对20Hz信号的阻抗为362Ω;R2需根据电源采用的具体电压确定,约为R1(E/2-0.6)/0.6,按照32V电压值应取为约120K,确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路,要求R3×C2>1/10、(R3+R4)×Ic1=E/2-1.2,因R4是BG1 的交流负载电阻,应尽可能取大一点,R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA进行计算,R3与R4之和为7.2k,实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k,Ic1则为1.94mA;C2因此可取给为220μ。 R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件,给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点,在能够消除交越失真情况下尽量取小值,根据实验结果一般取在3mA~4mA;改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整,与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化,最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化,使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4,可使动态工作时的ΔUAB减小,一般取为47μ;C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容,一般取为47P~200P。 BG1起电压放大作用,在该电路中被称为激励级,要求Buceo>E、Iceo≤Ic1/400=5μA、β=100~200,所以应选用小功率低噪声三极管。BG2和BG3是互补电流放大极,分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大,要求Buceo>E、Iceo≤Ic2/100=30μA、β=100~200。在BG4、BG5使用普通大功率三级管而不是内部已经做成复合式大功率三级管的情况下,BG2与BG3需要提供给后级大功率三级管超过100mA的峰值驱动电流,因此应使用中功率三级管。BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管,静态工作电流可取在10mA~30mA,要求Buceo>E、Iceo≤Ic4/100=0.1mA、β=50~100。BG4和BG5的最大极限电流Imax应该比输出电流最大幅值大1倍,方能保证输出电流最大幅值时β>10。 R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻,动态工作时的分流作用可以忽略不计。在Ube4和Ube5都等于0.6V标准参数时,由互补电流放大级的静态工作电流取在3mA~4mA,可计算出R6和R7应取为220Ω。实际上,大功率三级管Ube可能相差较大,BG4和BG5的Ube需通过实测进行配对使用,借助自举电路工作的半边复合管的总电流放大率应应比不借

d类功率放大器特点

d类功率放大器特点 D类功率放大器是一种高效率的功率放大电路,主要用于对高功率信号进行放大。它的特点是具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等优点。 D类功率放大器的高效率是其最显著的特点之一。传统的A类功率放大器在工作过程中会产生较大的静态功率损耗,而D类功率放大器通过不同的工作方式,使得输出功率信号的平均功率损耗大大降低。这是因为D类功率放大器在放大过程中,只有输入信号大于某个阈值时,才会开启功率放大器进行放大,而在其余时间内功率放大器处于关断状态,从而大大减少了功率损耗。 D类功率放大器具有较低的失真。传统的A类功率放大器在放大过程中,由于电流和电压都是连续变化的,会产生较大的非线性失真。而D类功率放大器采用开关式工作方式,只需要对输入信号进行开关控制,从而有效降低了失真程度。此外,D类功率放大器还可以通过一些技术手段,如负反馈、预失真等来进一步降低失真。 第三,D类功率放大器具有较小的尺寸。由于D类功率放大器具有高效率和较低的功率损耗,因此可以采用较小的散热器和功率器件,从而使整个功率放大器的尺寸变小。这对于一些对空间要求较高的应用场景,如便携式音箱和车载音响等非常有利。 第四,D类功率放大器具有较低的成本。由于D类功率放大器采用

的器件和散热系统相对较小,而且由于其高效率特点,使得其在制造成本上有一定的优势。这使得D类功率放大器的成本较低,更加适合大规模生产和应用。 D类功率放大器具有较高的稳定性。由于D类功率放大器采用开关式工作方式,输出信号的稳定性主要取决于开关控制电路的设计和实现。在现代电子技术的支持下,可以通过采用精确的控制电路和反馈机制,使D类功率放大器具有较高的稳定性,能够在不同的工作条件下保持较好的放大性能。 D类功率放大器具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等特点。它在音频放大、功率放大和无线通信等领域得到了广泛的应用。随着科技的不断进步和电子技术的不断发展,D类功率放大器还将继续发展和完善,为各种应用场景提供更加高效、稳定和优质的功率放大解决方案。

功率放大器种类

功率放大器种类 传统的数字语音回放系统包含两个主要过程: (1)数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现; (2)利用模拟功率放大器进行模拟信号放大,如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期,许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器,这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换,这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。 1、A类放大器 A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作,也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单,调试方便。但效率较低,晶体管功耗大,功率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真。由于效率比较低现在设计基本上不在再使用。 2、B类放大器 B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示),所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时, Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 3、AB类放大器 AB类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。 4、D类放大器 D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点.数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成.D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。 1. 具有很高的效率,通常能够达到85%以上。 2. 体积小,可以比模拟的放大电路节省很大的空间。 3. 无裂噪声接通 4. 低失真,频率响应曲线好。外围元器件少,便于设计调试。 A类、B类和AB类放大器是模拟放大器,D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A 类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真,频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式。 5、T类放大器 T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同,功率晶体管也是工作在开关状态,效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是:1、它不是使用脉冲调宽的方法,Tr ipath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing (DPP)”的数字功率技术,它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后,用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的,无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内,而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。3、此外,T类功率放大器

功率放大电路的分类及特点分析

功率放大电路的分类及特点分析 1.B类功率放大电路 B类功率放大电路是最常见的功率放大电路之一,特点是具有较高的效率和较大的输出功率。该电路的工作原理是通过将输入信号分成正半周期和负半周期,并分别由两个互补的输电子管进行放大,然后将两个输出信号进行合并得到最终的输出信号。由于每个输电子管只工作在一个半周期中,因此可以减小非线性失真,提高效率。但是B类功率放大电路的缺点是存在交越失真,即输出信号在从负半周期切换到正半周期时可能产生的畸变。 2.A类功率放大电路 A类功率放大电路是一种线性的功率放大电路,特点是输出信号与输入信号具有相同的波形。该电路通过电压放大器和功率放大器的级联来实现。由于工作在线性区域,A类功率放大电路可以提供极低的失真和良好的信号质量,但相对于B类功率放大电路而言,效率较低。 3.AB类功率放大电路 AB类功率放大电路综合了A类和B类功率放大电路的优点,是一种常用的功率放大电路。该电路结合了A类电路的线性扭矩和B类电路的高效能,可以提供较高的效率和较低的失真。AB类功率放大电路一般采用两个输电子管,一个在正半周期工作,一个在负半周期工作,通过分别放大两个半周期的输入信号然后进行合并得到最终的输出信号。 4.D类功率放大电路

D类功率放大电路是一种特殊的功率放大电路,特点是具有极高的效率和低的功耗。该电路的工作原理是将输入信号转换为脉冲信号,即将连续的输入信号转换为高频的脉冲信号,然后通过对脉冲信号进行调制和滤波得到最终的输出信号。D类功率放大电路的优点是功率转换效率高,适用于对功率效率要求较高的应用场合。但是该电路的缺点是输出信号的失真较大,需要通过合适的滤波器进行处理。 总结起来,功率放大电路根据工作原理和应用特点的不同可以分为几种不同的类别,每种类别都有自己的优点和局限性。在选择合适的功率放大电路时,需要根据具体的应用需求和限制条件来进行选择。

功率放大电路知识梳理

功率放大电路知识梳理 一、功率放大电路的特点、基本概念和类型 1、特点: (1) 输出功率大 (2) 效率高 (3) 大信号工作状态 (4) 功率BJT的散热 2、功率放大电路的类型 (1) 甲类功率放大器 特点: ·工作点Q处于放大区,基本在负载线的中间,见图5.1。 ·在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过。 ·导通角为360度。 缺点: 效率较低,即使在理想情况下,效率只能达到50%。 由于有I CQ的存在,无论有没有信号,电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时,这些功率全部消耗在晶体管和电阻上,并转化为

热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。 作用: 通常用于小信号电压放大器;也可以用于小功率的功率放大器。 (2) 乙类功率放大器 特点: ·工作点Q处于截止区。 ·半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。 ·由于I CQ=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。 缺点: 波形被切掉一半,严重失真,如图5.2所示。 作用: 用于功率放大。 (3) 甲乙类功率放大器

特点: ·工作点Q处于放大区偏下。 ·大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360度。 ·由于存在较小的I CQ,所以效率较乙类低,较甲类高。 缺点: 波形被切掉一部分,严重失真,如图5.3所示。 作用: 用于功率放大。 返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路 一、电路组成 在图5.4所示电路中,两晶体管分别为NPN管和PNP管,由于它们的特性相近,故称为互补对称管。 静态时,两管的I CQ=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互补

功率放大器的特点

功率放大器的特点 向负载提供信号功率的放大器,通常称为功率放大器。功率放大器工作时,信号电压和电流的幅度都比较大,因此具有许多不同于小信号放大器的特点。 l.功率放大器的效率 功串放大的实质是通过晶体管的控制作用,把电源提供给放大器的直流功率转换成负载上的交流功率。交流输出功串和直流电源功率息息相关。一个功率放大器的直流电源提供的功率究竟能有多少转换成交流输出功率呢?我们当然希望功率放大器最好能把直流功率(PE= EcIc)百分之百转换成交流输出功率(Psc=Uscisc)实际上却是不可能的。因为晶体管自身要有一定的功率消耗,各种电路元件(电阻、变压器等)要消耗一定的功率,这就有个效率问题了。放大器的效率η指输出功率Psc与电源供给的直流动率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% 效率越高,表示功率放大器的性能越好。 晶休管在大信号工作条件下,工作点会上下大幅度摆动。一旦工作点跳出输入或输出特性曲线的线性区,就会出现非线性失真。所以对声频功率放大器来说,输出功率总要和非线性失真联系在一起考虑。一般声频功率放大器都有两个指标棗最大输出功率和最大不失真输出功率。前者说明放大器的最大负载能力,后者表示不失真放大的能力。例如,两台扩音机最大输出功率都是50瓦,但一台的最大不失真功率是40瓦,另一台的最大不失真功率是30瓦,前者的性能就要比后者好些。

3、三种工作状态 功率放大器按工作状态的不同,可分为甲类、乙类和甲乙类三种。 甲类放大器的特点是工作点选在输出特性曲线线性区的中间位置,信号电流在整个周期内都流通,失真小但效率低,输出功率也小。 乙类放大器工作点选在基极电流等于零的那条输出特性曲线上,信号电流只在半周期内流通,效率高,输出功率大,但失真严重。 第三类放大器的工作点既不象乙类放大选得那样低,也不象甲类那样高,电流截止的时间小于半周期,工作性能介于甲类和乙类之间。图4一68中对功率放大器的三种工作状态进行了比较,可以帮助我们了解它们的特点。

放大器的分类及特点

放大器的分类及特点 放大器是电子设备中常见的元件,用于放大电信号的幅度或功率。 根据放大器的特性和应用,可以将其分为多种类型。本文将介绍几种 常见的放大器分类及其特点。 一、按放大器的电子元件类型分类 1.1 管式放大器 管式放大器采用真空管或半导体管作为放大元件,是早期放大器的 代表。其特点包括高工作电压、大功率输出和相对较低的频率响应等。由于管式放大器的工作原理复杂且结构庞大,在现代电子设备中应用 较少。 1.2 晶体管放大器 晶体管放大器是目前应用最广泛的放大器类型之一,具有体积小、 工作稳定性好和能耗低的特点。晶体管放大器分为双极性晶体管和场 效应晶体管两种类型。双极性晶体管放大器适用于低频信号放大,场 效应晶体管放大器则广泛应用于高频信号放大。 1.3 集成电路放大器 集成电路放大器是集成在单个芯片上的放大器元件。它可以实现高 度集成化和小型化的设计,具有低功耗、低噪声和高性能等特点。常 见的集成电路放大器有运算放大器、低噪声放大器和功率放大器等。 二、按放大器的工作方式分类

2.1 A类放大器 A类放大器是最常见的放大器类型之一,用于将输入信号放大到输 出信号的幅度基本保持与输入信号一致。A类放大器的特点是输出功 率高、带宽较宽以及信号失真较小。 2.2 B类放大器 B类放大器通常用于功率放大,其特点是将输入信号分成两部分, 由两个互补输出端分别放大。B类放大器的优点是效率高,但会带来 信号失真,因为两个互补输出端工作时会有一定的失调。 2.3 C类放大器 C类放大器主要用于射频信号的放大,其特点是高效率和高功率输出。C类放大器的缺点是输出信号失真严重,一般需要经过滤波器来 恢复信号质量。 三、按放大器的应用类型分类 3.1 低频放大器 低频放大器适用于信号频率较低的应用,例如音频放大器。它的特 点是频率响应良好,并具有较低的噪声和失真。 3.2 射频放大器 射频放大器主要应用于广播、电视、通信等领域中,用于放大高频 信号。射频放大器的特点是带宽宽、工作频率高,并具有较高的效率。 3.3 高压放大器

功放的种类和特点

功放的种类和特点 功率放大器简称功放,它可以说是各类音响器材中最大的一个家族了。其品牌、型号之多,实在举不胜举。虽然都称为功放,但以其主要用途来说,功放可以 分做两个主要类别,这就是专用功放与民用功放。 在体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅、公共场所扩声,以及录音监听等处所 使用的功放,一般说在其技术参数上往往会有一些独特的要求,这类功放通常 称之为专用功放或是专业功放。 而用于家庭的Hi-Fi音乐欣赏,AV系统放音,以及卡拉OK娱乐的功放,通常 我们称为民用功放或是家用功放。 专用功放与民用功放尽管在一些特性参数上有所差别,但也很难说有一条泾渭 分明的界线,比如用于音乐录音监听的功放很可能就是一台可用于家庭Hi-Fi 甚至是Hi-end功放。 Hi-Fi功放与AV功放Hi-Fi功放与AV功放是目前家用功放中的两个主要类别。这两类功放用于不同的用途,设计的侧重也不相同。Hi-Fi功放用于欣赏音乐,使用者追求的是尽可能的“原汁原味”。而AV功放的使用者追求的是与画面 相配合的“现场”效果,甚至是夸张了的“现场”效果。这两类功放不太好直 接比较孰优孰劣,比如价位同为三千多元的Hi-Fi功放与AV功放,Hi-Fi功放 的成本投入只在两个声道上,而AV功放的成本投入则要兼顾5—6个声道,还 要具有一定的效果处理功能。如果仅看其两个主声道的投入,肯定低于Hi-Fi 功放两个声道的投入。其放音效果的差异是显而易见的。但是无论是Hi-Fi功 放还是AV功放,都有高档精品型与超值普及型之分,比如天龙的AVC-A1型AV 功放,当其用于音乐放音时,其音效不会比一台四、五千元的Hi-Fi功放逊色。一般来说,很难能有一台可以对Hi-Fi、AV全兼容的AV功放,AV功放兼顾Hi- Fi音乐欣赏是有条件的,这一条件就是使用者欣赏音乐时的要求与标准,如果 使用者仅是用来欣赏一些休闲音乐,或是只要求能够听到乐曲的旋律,AV功放 是比较容易满足的,但是要是对音乐欣赏有较高的要求,一般的AV功放就难于满足了。 晶体管功放与电子管功放用于Hi-Fi欣赏的功放可以分作晶体管功放和电子管 功放两大类,以前还有用集成电路或是模块电路的Hi-Fi功放,但是现在已经 不多见了。 晶体管功放和电子管功放并不存在着优劣的差异,只不过应用的器件不同(一是晶体管,一是电子管),由于两类器件不同,其物理基理与电路特点也不相同。电子管的电流是电子在真空中受电场力的吸引运动形成的。而晶体管的电流是

简述高频功率放大器的特点

简述高频功率放大器的特点 高频功率放大器是一种电子设备,它具有放大高频信号的功能。高频信号是指信号频率在1MHz以上的信号,高频功率放大器主要用于无线电通信、雷达、医学设备和工业加热等领域。它具有以下特点: 1.高效率:高频功率放大器通常使用功率放大管作为放大器核心,这些管子具有高效率的特点。在高频信号下,功率放大管的效率可以达到60%以上,这意味着大部分的输入功率都能转化为输出功率,从而实现高效率的功率放大。 2.高线性:高频功率放大器要求在放大高频信号时,输出信号要与输入信号保持一致。这就要求功率放大器具有高线性度,即输出信号随着输入信号的变化而变化,而不会出现非线性失真。 3.高稳定性:在高频信号下,功率放大器的稳定性尤为重要。任何微小的变化都可能导致输出信号的失真。因此,高频功率放大器通常采用恒定电流源或者负反馈电路来提高稳定性。 4.高功率密度:高频功率放大器需要在小体积内实现高功率输出,因此需要具有高功率密度。这要求功率放大器的散热和结构设计都要优化,以实现高功率密度。 5.宽带:高频功率放大器需要能够放大多种频率的信号,因此需要

具有宽带特性。这就要求功率放大器的带宽尽可能宽,能够放大从几百kHz到几GHz的信号。 在中心扩展下,高频功率放大器的应用领域不断扩大。例如,在无线电通信领域,高频功率放大器可以用于增强信号的传输距离和穿透能力;在雷达领域,高频功率放大器可以用于增强信号的探测能力和精度;在医学设备领域,高频功率放大器可以用于磁共振成像等应用;在工业加热领域,高频功率放大器可以用于快速加热和热处理等应用。 总的来说,高频功率放大器具有高效率、高线性、高稳定性、高功率密度和宽带等特点。随着应用领域的扩大,高频功率放大器的需求也会越来越高,未来有望在更广泛的领域得到应用。

功率放大电路的主要特点

功率放大电路的主要特点 在一些电子设备中,经常要求放大电路的输出级能够带动某种负载,例如驱动电表,使指针偏转;驱动扩大音机的扬声器使这发出声音;驱动自动掌握系统中的执行机构等等,因而要求放大的输出功率.这种放大电路通称为功率放大器. 对功率放大电路的要求主要有: (1)依据负载要求,供应所需要的输出功率。为此要求放大电路的输出电压和输出电流都要有足够大的变化量。所谓最大输出功率系指在正弦输入信号下,输出波形不超过规定的非线性失真指标时,放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。在共射接法下,最大输出功率为 Pom=0.5UcemIcm (1) (2)具有较高的效率。放大电路输出给负载的功率是由直流电源供应的。在输出功率比较大的状况下,效率问题尤为突出。假如功率放大电路的效率不高。不仅将造成能量的铺张,而且消耗在电路内部的电能将转换成为热量,使管子,元件等温度上升,因而要求选用较大容量的放大管和其他设备,很不经济。 放大电路的效率为 η=PO/PV (2) 式中PO为放大电路输出给负载的功率,而PV为直流电源VCC所供应的功率 (3)尽量减小非线性失真。由于在功率放大电路中,三极管的工

作点在大范围内变化,使管子特性曲线的非线性问题充分暴露出来,因此输出波型的非线性失真比之小信号放大电路要严峻得多。在实际的功率放大电路中,应依据负载的要示来规定允许的失真度范围。由于功率放大电路中的三极管通常工作在大信号状态,因此在进行分析时,一般不能采纳微变等效电路法,而经常采纳图解法来分析放大电路的静态和动态工作状况。 射极输出器的特点是输出电阻低,带负载力量比较强,因此可以考虑作为最基本的功率放大电路,但是,一般的射击极输出器对正,负向输入信号跟随的力量不同。通常对负向输入电压的跟随范围相对比较小。 传统的功率放大电路经常采纳变压器耦合方式的互补对称电路,通常称为推挽放大电路。下图示出了一个典型的变压器耦合推挽功率放大电路的原理图.其中T1为输入变压器,T2输出变压器,三极管VT1,VT2接成对称形式.由图可见,当输入电压u1为正半周时,VT1导电,VT2截止;当u1为负半周时,VT2导电,VT1截止,两个三极管的集电极电流ic1和it2均只有半个正弦波,但通过输出变压顺耦合到负载上,负载电流il和输出电压uo则基本上是正弦波。下图变压器耦合推挽功率放大电路 功率放大电路彩变压器耦合方式的主要优点是便于实现阻抗匹配.但

功率放大器临界工作状态的特点

功率放大器临界工作状态的特点 功率放大器的临界工作状态是指放大器工作时,输入信号的幅度恰好能够使输出信号的幅度达到最大可持续值的状态。在临界工作状态下,功率放大器具有以下特点: 1. 最大幅度输出:在临界工作状态下,功率放大器的输出信号幅度能够达到最大值。这意味着放大器能够将输入信号增幅到最大程度,使输出信号能够尽可能地接近或达到放大器的供电电压幅度。 2. 线性放大:临界工作状态下,功率放大器能够实现线性放大,即输入信号与输出信号之间的幅度比例关系保持不变。这是因为在临界状态下,放大器工作在线性区域的中点,输入信号对应于放大器的线性放大范围。 3. 低失真:临界工作状态下,功率放大器的失真较低。这是因为放大器在临界状态下,工作在线性区域的中点,较少受到非线性失真的影响。因此,输出信号能够更准确地保持输入信号的形状,不会出现严重的失真现象。 4. 工作稳定:临界工作状态下,功率放大器能够保持相对稳定的工作特性。在这个状态下,放大器的偏置点、电流和电压都能够处于合适的范围,不易受到温度和供电电压的变化影响。这有助于提高放大器的工作稳定性和可靠性。 5. 最大效率:在临界工作状态下,功率放大器的效率达到最大值。效率是指输出功率与输入功率之比。由于临界工作状态下放大器

能够将输入信号有效放大,并且不发生过大的功率损耗,因此效率会得到最大化。 6. 电流波形保持:在临界工作状态下,功率放大器能够保持输入信号的电流波形。这是因为在临界状态下,放大器工作在线性区域的中点,对不同频率的信号都能够进行有效的放大而不发生显著的失真。 7. 输出功率稳定:临界工作状态下,功率放大器能够保持输出功率的稳定性。在这个状态下,输入信号的幅度可以适应不同的需求,输出功率的调整范围较大,能够满足不同应用场景的要求。 在功率放大器工作时,临界状态是需要精确调整和控制的,因为过低或过高的输入信号幅度都会导致输出失真或功率损耗。因此,对于功率放大器的设计和调试来说,准确的临界工作状态是十分关键的。 综上所述,功率放大器临界工作状态的特点包括最大幅度输出、线性放大、低失真、工作稳定、最大效率、电流波形保持和输出功率稳定。这些特点使得功率放大器能够在实际应用中提供高效、稳定、保真的信号放大功能。 但需要注意的是,临界工作状态也需要根据具体的应用需求和放大器的参数进行合理选择和调整。不同类型的功率放大器可能具有不同的临界工作状态特点,因此在设计和应用过程中,要根据具体的使用场景和要求进行评估和调试。 对于工程师来说,了解功率放大器临界工作状态的特点,能够更好地设计和应用功率放大器,实现高质量、高效率的信号放大。同时,

功率放大器

第5章 功率放大电路 功率放大电路(简称功放电路)通常位于多级放大电路的最后一级,其任务是将前级电路放大后的电压信号再进行功率放大,以输出足够的功率推动执行机构工作,如扬声器发声、电动机旋转、继电器动作、仪表指针偏转及电子束扫描等。功率放大电路的电路独特、类型众多,本章将专门介绍。 5.1 功率放大电路的特点与类型 功率放大电路的特点 第2章介绍的基本放大电路,虽然也有功率放大,但不能称为功率放大电路。因为这些放大电路一般位于多级放大电路的前级,故又称为前置放大电路,通常对小信号或微弱信号进行放大,研究的主要技术指标是电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等。 功率放大电路位于多级放大电路的最后一级,其特点是大信号放大,电路工作电压高、电流大。所以对功率放大电路有特殊的要求。 1.输出功率要足够大 输出功率主要是用来衡量末级功率放大的带负载能力的技术指标。在分析功率放大电路时,通常输入单一频率的正弦波信号,功率放大电路的输出功率为 o om om 1 2 P U I = (5.1) 式中,om U 和om I 分别是负载上的正弦波电压和电流的峰值。 在音响系统中,有最大输出功率、不失真输出功率和额定输出功率等技术指标。 (1)最大输出功率 最大输出功率是指不考虑失真时,功率放大电路能够输出的最大功率。该项技术指标的实用价值不大。 (2)不失真输出功率 不失真输出功率是指非线性失真不大于10%的情况下,功率放大电路实际能够输出的功率。该项技术指标常用。 (3)额定输出功率 额定输出功率又称标称功率,它是指应该达到的最低限度(由厂家

自定的失真度,一般为1%~3%)的不失真输出功率。 2.效率要高 功率放大电路将电源的直流功率转换成交流功率输出。功率放大电路向负载输出的交流信号功率与从电源吸收的直流功率之比,称为效率,用η表示。一般表示为 o DC 100% P P η=⨯(5.2)式中,o P为交流信号功率,DC P为电源提供的直流功率。 通常,电子设备的效率主要取决于功率放大电路的效率,效率高意味着电子设备耗电省。 3.非线性失真要小 功率放大电路的信号电流和信号电压其幅度变化大,易使放大管工作状态进入截止区或饱和区,从而产生严重的非线性失真。 非线性失真的程度通常用非线性失真系数来表示,它对应于一定输出功率下,输出新增的谐波成分总和与基波成分之比。 如在音响系统中,我国音频功率放大电路规定其谐波失真,一级机为小于等于0.5%,二级机为小于等于2%,三级机为小于等于5%,四级机为小于等于7%。 4.要考虑放大管的极限运用 由于信号电流大、电压高,功率放大管极易损坏,因而要考虑功率放大管的极限参数(I CM、P CM及U CEO)是否有足够的余量。另外,为确保功率放大管安全可靠地工作,通常对功率放大管加散热板。 5.1.2 功率放大电路的类型 功率放大电路种类繁多,电路设计五花八门,有不同的分类原则。 1.按电路形式分类 (1)OTL功率放大电路 OTL是英文Output Transformer Less的缩写,意为无输出变压器电 路。OTL采用一组电源供电,末级输出端对地直流电位约为1 2 U CC,故 末级输出与负载(如扬声器电路)之间必须有一个大容量的隔直耦合电容,这个电容会使功率放大电路频率特性变差。 (2)OCL功率放大电路 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写,意为无输出电容电路。

互补功率放大电路的特点

互补功率放大电路的特点 互补功率放大电路是一种常见的放大电路,它具有以下特点: 1. 互补性:互补功率放大电路由NPN型和PNP型晶体管组成,两个晶体管的工作方式相反,即一个为NPN型晶体管,另一个为PNP型晶体管。这种互补性的设计使得电路可以同时放大正半周和负半周的信号,从而实现对输入信号的全波放大。 2. 高增益:互补功率放大电路具有很高的电压增益和功率增益。这是因为在互补功率放大电路中,输入信号首先经过NPN型晶体管的放大,然后经过PNP型晶体管的放大,两个晶体管的放大效果相乘,从而得到较大的增益。 3. 低失真:互补功率放大电路可以实现低失真的放大。由于互补功率放大电路中使用了两个互补的晶体管,它们的非线性特性可以互相抵消,从而减小了整个电路的失真程度。同时,互补功率放大电路还可以通过负反馈的方式进一步降低失真。 4. 高效率:互补功率放大电路具有较高的功率转换效率。由于互补功率放大电路可以同时放大正半周和负半周的信号,因此可以更充分地利用输入功率,提高输出功率的利用率,从而提高整个电路的功率转换效率。 5. 宽带特性:互补功率放大电路具有较宽的频带特性。这是因为在

互补功率放大电路中,NPN型晶体管和PNP型晶体管可以分别处理正半周和负半周的信号,从而可以同时放大多个频率分量的信号,提高电路的频带宽度。 6. 可靠性高:互补功率放大电路由两个互补的晶体管组成,可以相互补偿,减少了单个晶体管的工作压力,从而提高了整个电路的可靠性和稳定性。 在实际应用中,互补功率放大电路常被用于音频功率放大器、无线电发射机等场合。它可以将输入信号放大到较大的幅值,同时保持较低的失真和较高的效率,能够满足对音质和传输距离的要求。

otl功率放大器

OTL功率放大器 引言 OTL(Output Transformerless)功率放大器是一种特殊的功率放大电路设计,其主要特点是没有输出变压器。相比于传统的功率放大器,OTL功率放大器具有更高的效率和更低的失真。 优点 1.高效率: 由于没有输出变压器,OTL功率放大器的 功率转换效率更高。传统功率放大器在能量转换时需要经过输出变压器,而变压器本身会引入损耗和能量耗散。因此,OTL功率放大器的高效率使其能够在相同功率输出条件下使用更少的能源。 2.低失真: 输出变压器是传统功率放大器中一个重要的 部分,但它也是产生失真的主要来源之一。由于输出变压器在传递信号时会引入不可避免的非线性失真,所以消除输出变压器可以大大减小失真。因此,OTL功率放大器具有更低的失真,能够更准确地还原音频信号。

3.宽频响: 输出变压器也会限制功率放大器的频率响应 范围。相比之下,OTL功率放大器可以提供更宽的频率响应范围,能够更好地传递高频和低频信号。这使得OTL功率放大器适用于更广泛的音频应用场景。 实现原理 OTL功率放大器的实现原理主要由以下几个方面构成。 输出级驱动 OTL功率放大器采用了一种特殊的输出级驱动电路,可以将功率信号直接从输出级传递到负载电阻上,而不需要输出变压器。这种驱动电路通常使用电流放大器,以实现较高的功率放大倍数。 功率耦合 OTL功率放大器通常通过功率耦合来连接不同的级别。功率耦合是指将不同级别的功率放大器连接在一起,以实现更大的功率放大。这可以使用电阻、电容或集成电路等来实现。

反馈控制 为了进一步提高功率放大器的性能,OTL功率放大器通常 采用反馈控制电路。反馈控制可以帮助减小失真和输出阻抗,提高放大器的稳定性和线性度。 应用领域 由于OTL功率放大器具有高效率、低失真和宽频响的特点,它在音频放大领域有着广泛的应用。 •家庭音响: OTL功率放大器可以用于家庭音响系统,提供高质量的音频放大效果。其低失真和宽频响特性可使 音频信号更准确地还原,提供更好的音质体验。 •舞台音响: OTL功率放大器在舞台音响系统中也有 重要应用。其高效率和高功率输出能力使其能够满足大型 演出场所的需求,同时保持音频信号的高质量和稳定性。 •专业录音: OTL功率放大器也适用于专业录音室。 其低失真和宽频响特性使其能够准确地还原录音信号,捕 捉细微的音频细节。

功率放大器的主要特点电子技术

功率放大器的主要特点 - 电子技术功率放大器要求在允许的失真条件下输出足够大的功率,放大器件几乎工作在极限状态,因此功率放大器是大信号放大器。功率放大器的电路结构、工作状态、分析方法及电路的性能指标等都与一般放大器不同。 功率放大器的主要特点: 1、尽量大的输出功率由于功率放大器要向负载供应足够大的功率,功放管在平安工作的前提下工作电压和工作电流接近极限值,即管子工作在极限值状态。 2、尽可能高的功率转换效率功率放大器的输出功率是通过晶体管将直流电源的直流功率转换而来,转换时功率管和电路中的耗能元件都要消耗功率,用P0表示负载所得功率,PE表示直流电源供应的总功率,η表示转换效率,则η=(Po/PE)*100%,η的大小反映了电源的利用率。例如,某放大器的效率η=50%,说明电源供应的直流功率只有一半转换成了输出功率传给了负载,另一半消耗在电路内部,这部分电能使管子和元件等温度上升,严峻时会烧坏晶体管。要重视功放管的散热问题,为了保证功率管的平安工作,一般给大功率管加装散热片。如何提高效率、减小功耗是功率放大器的一个重要问题。 3、允许的非线性失真功放管工作在大信号状态不行避开地产生非线性失真。同一功放管的输出功率越大,其非线性失真就越严峻。在不同场合对功率放大器非线性失真的要求是不一样的,在测量系统和

电声设备中必需把非线性失真限制在允许范围内,在驱动电动机或把握继电器中非线性失真就降为次要冲突。此外,分析功率放大器只能用图解法,微变等效电路法已不再适用。为了获得较大的输山功率和效率,功率放大器与负载要匹配,传统的功率放大器与负载之间接受变压器耦合,这类功率放大器的优点是便于实现阻抗匹配、输出功率大等,但出于变压器体积大、笨重、频率特性差,而且不利于集成。在现在生产的功率放大器中已很少接受,渐渐由互补对称功率放大器所取代。互补对称电路省去了笨重的变压器,具有电路结构简洁、效率高、频率响应好、易实现集成化等优点。互补对称功率放大器有两种形式:一种接受单电源及大容量电容器与负载耦合,称为OTL电路;一种接受双电源而个需电容器的直接耦合互补对称功率放大器,称为0CL电路。 由于上述缘由,晶体三极管工作在大信号状态,且耗散功率PC大,因此,选管时应保证晶体管平安工作,使工作时不超过晶体三极管的极限参数(ICM,PCM,BUCEO等)。

功率放大电路的特点电子技术

功率放大电路的特点 - 电子技术 放大电路的作用是将信号放大后输出,并驱动执行机构完成特定的工作,执行机构通常称为电路的负载。不同的负载具有不同的功率,放大器要驱动负载必需输出相应的功率,能够向负载供应足够输出功率的电路称为功率放大器,简称功放。 由前面的争辩可知,放大电路的实质是能量的转换和把握电路。从能量转换和把握的角度来看,功率放大电路和电压放大电路没有什么本质的区分,电压放大电路和功率放大电路的主要差别是所完成的任务不同。电压放大器的任务是放大输入电压;而功率放大电路是放大输入功率。 功率放大电路在多级放大电路中处于最终一级,其任务是能够向负载输出足够的信号功率,以驱动诸如扬声器、记录仪及伺服电机等功率负载。 功率放大电路在工作过程中的主要任务是向负载供应较大的功率信号,它主要具有以下特点: 1、输出功率足够大 为了实现尽量大的输出功率,要求功率放大器的电压和电流都要有足够大的输出幅度,因此,三极管往往工作在极限状态下。 2、效率高 放大电路在信号作用下向负载供应的输出功率是由直流电源转换而来的。在转换时,晶体管和电路中的耗能元件均要消耗功率。设放大电路的输出功率为PO,电源消耗的功率为PE,则功率放大电路的

效率为 (1) 3、非线性失真小 工作在大信号极限状态下的晶体管,不行避开地会产生非线性失真,且同一个晶体管,输出功率越大,非线性失真越严峻,因此功率放大电路的非线性失真和输出尽量大的功率是一对冲突。在不同的应用场合,处理这对冲突的侧重点不同。 例如,在音响系统中,要求输出功率肯定时,非纪线性失真尽量小;而在工业把握系统中,通常对非线性失真不要求,只要求功率放大输出功率足够大。 4、爱护及散热 在功率放大电路中,因功放管的集电极电流较大,所以功放管的集电极将消耗大量的功率,使功放管的集电极温度上升。为了爱护功放管不会因温度太高而损坏,必需接受适当的措施对功放管进行散热。另外,在功率放大电路中,为了输出较大的信号功率,功放管往往工作在大电流和高电压的状况下,功放管损坏的概率比较大,实行措施爱护功放管也是功放电路要考虑的问题。

电路基础原理功率放大器与音频放大器

电路基础原理功率放大器与音频放大器 电路基础是电子工程领域的基本功,功率放大器和音频放大器是其 中两个常见的应用。在这篇文章中,我们将介绍功率放大器和音频放 大器的基本原理,以及它们在电子设备中的应用。 一、功率放大器 功率放大器是一种电子设备,它可以将输入的低功率信号放大到较 高的功率级别。它通常使用晶体管、场效应管或功率放大器集成电路 作为放大元件。功率放大器有广泛的应用领域,如音响系统、无线通 信和汽车音响等。 功率放大器的基本原理是利用放大元件的非线性特性来放大输入信号。当输入信号到达放大元件时,放大元件的非线性特性会引起输出 信号的变化。通过调整放大元件的工作点,可以实现对输入信号的放大。 功率放大器的主要特点是可以提供大功率输出,但会伴随着一定的 失真。为了保证功率放大器的性能,需要在设计过程中综合考虑功率、频率响应、失真和效率等方面的因素。 二、音频放大器 音频放大器是一种特殊的功率放大器,它专门用于放大音频信号。 音频信号的频率范围通常在20Hz到20kHz之间,因此音频放大器需要具备较宽的频率响应。

音频放大器的设计主要考虑信号的准确性和音质的保持。因此,音频放大器需要具备低失真、低噪声和较高的信噪比等特点。此外,音频放大器还需要提供足够的功率输出,以驱动扬声器或耳机等音频输出设备。 常见的音频放大器有A类、AB类和D类等。其中,A类放大器具有较低的失真和良好的音质,但效率较低;AB类放大器在提高了效率的同时,还能保持较低的失真;D类放大器则具备较高的效率,但频率响应范围相对较窄。 三、功率放大器与音频放大器的应用 功率放大器和音频放大器在电子设备中有着广泛的应用。功率放大器主要用于驱动高功率设备,如扬声器、电机等。它在音响系统、无线通信、汽车音响等领域都起到了至关重要的作用。 音频放大器则用于放大音频信号,使其能够驱动扬声器或耳机,提供更好的音质和音量。音频放大器广泛应用于各种音频设备,如音响系统、音乐播放器、电视机等。 总结 功率放大器和音频放大器是电子工程中常见的应用。功率放大器可以将输入的低功率信号放大到较高的功率级别,而音频放大器则专门用于放大音频信号。这两种放大器在电子设备中有着重要的应用,能够提供足够的功率输出和良好的音质,为我们提供更好的音频体验。

功放的分类

功放的分类 什么是功放? 功率放大器简称功放,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后,产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。 功放的分类 一.按功放中功放管的导电方式不同,可以分为四类: 1.甲类功放(又称A类) 甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。 特点:甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式,推挽放大器可以是甲类,也可以是乙类或甲乙类。 2.乙类功放(又称B类) 乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。 特点:乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。 3.甲乙类功放(又称AB类) 甲乙类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。 特点:甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。 4.丁类功放(又称D类) 丁类功放也称数字式放大器,利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号

特点:具有效率高,体积小的优点。许多功率高达1000W的丁类放大器,体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器,但在有源超低音音箱中有较多的应用。 二.按功放输出级放大元件的数量,可以分为两类: 1.单端放大器 输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。 2.推挽放大器 输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。 三.按功放中功放管的类型不同,可以分为三类: 1.胆机 是使用电子管的功放。 2.石机 是使用晶体管的功放。 3.IC功放 [集成电路功放] 由于音色比不上上两种功放所以在HI-FI功放中很少看到他的影子。 四.按功能不同,可以分为三类: 1.功率放大器 简称功放,用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。 2.前置放大器

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