功率放大器类的概述

功率放大器

功率放大器是一种重要的组件在一个巨大的范围的设备,从消费电子的移动产品,和许多其他系统。功率放大器的频率范围可能需要支持跨越从音频高GHz,用放大值和功率范围广泛。而不是离散与单个晶体管放大器设置,设计师可以选择功率放大器ICs提供高保真放大模拟系统。

有明显区别的配置和操作各种功率放大器的输出阶段,并选择功率放大器可以更多的参与比匹配输出功率与你的规格和放大价值。类功率放大器是指各种功率放大器电路的整体运行特点,不是具体的电路设计或拓扑。确保你花时间去理解功率放大器类在选择组件使用一个模拟系统。

功率放大器类

所有功率放大器的设计是为了增加的力量通过提供一个输入信号,权力从外部来源。放大器的输出功率必须足够足够的驱动负载设计为预定频率的操作(它可以是直流)。电压/电流放大器相比,功率放大器是为了直接驱动负载,它通常采用的最后一块信号链。pre-amplification一步常涉及在许多应用程序中,使用电压/电流放大器确保输入信号送入功率放大器是必要的强度、带宽和信噪比(信噪比)。

在最简单的意义上,所有的现代功率放大器作为调制器电路构建。输入信号是用来调节的力量来自外部电源,和支持电路设计规范权力是如何交付给一个负载。

功率放大器电路块

并不是所有的功率放大器的设计是相同的,为您的特定应用程序选择一个放大器电路之前,重要的是要知道各种功率放大器类之间的区别。各种功率放大器类选择基于他们用于源和信号放大电路驱动方法。

模拟功率放大器

类放大器通常分为两个主要类别:模拟功率放大器和数字PWM功率放大器。功率放大器在第一类操作通过控制导通角输出信号相对于输入信号。传导的角度可以认为是输出波形持续时间的功率放大器晶体管在国家。例如,如果晶体管在整个操作时间,导通角为360°。类A、B、AB和C放大器属于这一类。

PWN-Driven功率放大器

第二类的功率放大器使用脉冲宽度调制(PWM)与数字驱动电路切换开关状态。这些功率放大器通常被称为开关放大器;类D, F, G, S和T属于此类。PWM放大器类并不局限于那些下面提到的,还有其他放大器类本质上执行相同的函数在配置上有细微的差别。

模拟信号	PWM驱动
A类	类D
AB类	F类
B类	类克
C类	课上我
	类的年代

A类

类功率放大器的设计是使用只有一个开关晶体管。晶体管类型(是机器,IGBT,场效应晶体管最终用途)取决于应用程序。这些都是线性放大器增益高和360°传导角。结果是高效的高频信号的放大,因为信号失真水平很低,只要晶体管在线性范围操作。其缺点是由于过热(传导损失)降低效率。由于晶体管是总是在状态,即使没有输入信号,生成大量的热,效率低。

B类

B类功率放大器试图解决供暖问题在课堂上使用两个互补的晶体管放大器来放大整个波形。每个晶体管的导通角为180°,即。,都在国家的输入信号的持续时间的一半。一个晶体管在正半周期中进行的模拟波形,而另一个晶体管在负半周进行。

理论上,B类放大器可以75%的效率,但是,由于叠加波形的两半,有一个交叉区哪里有轻微的扭曲。这出现由于死区,发生以下整改晶体管的阈值。

B类功率放大器交叉失真

交叉失真附近发生0 V输出波形的测量。

AB类

顾名思义,这个配置是一个混合的a类和B类功率放大器。它解决了由于过热效率降低的问题。它同时减少了交叉失真出现在B类功率放大器通过使用二极管和电阻提供偏置电压。AB类放大器的效率一般在50%至60%之间。

C类

丙类放大器有最高的效率,最低的线性范围比上面提到的其他功率放大器类。丙类功率放大器的导通角小于90°。因此,这些放大器不适合音频放大,因为较小的导通角会导致更多的失真。丙类放大器调整负载,提高频率而压制别人。这使得丙类放大器适合应用高频无线电信号放大和振荡器。

通过发展从A到C类放大器,我们看到一个稳定的降低这些放大器的导通角,如下面。

B类功率放大器交叉失真

类D

这是一个非线性放大器,利用PWM开关。从理论上讲,它可以达到100%的效率。D类放大器需要小得多比其他放大器因为PWM功率变压器允许放大在相当高的频率。他们非常适合需要大功率放大在一个小的应用程序包,在功率放大器等无线协议。一种改进的替代类D类放大器是T,和这两个放大器类常常互相比较。

F类

F类放大器使用一组谐波谐振器(高品质因数平行LC电路)来提高输出功率传递给负载,提供效率高。一系列的谐波谐振器电路允许输入调制信号产生谐波组件在一些基本频率的倍数。随着越来越多的谐波组件被添加到放大器的输出信号链,放大电路的效率增加90%(至少在理论上),和真正的方波的输出方法由于这些谐波分量的叠加。