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功率放大�
閱讀�13032�(shí)間:2010-11-01 16:32:11

  在給定失真率條件下,能產(chǎn)生功率輸出以�(qū)�(dòng)某一�(fù)�(例如�(yáng)聲器)�放大��

�(jiǎn)�

  利用三極的電流控制作用或�(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率�(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化的電�。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的�,即交流信號(hào)電流,三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的β�,β是三極管的交流放大倍數(shù),應(yīng)用這一�(diǎn),若將小信號(hào)注入基極,則集電極流�(guò)的電流會(huì)等于基極電流的β倍,然后將這�(gè)信號(hào)用隔直電容隔離出�(lái),就得到了電�(或電�)是原先的β倍的大信�(hào),這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)�(guò)不斷的電流及電壓放大,就完成了功率放��

原理

  高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末�(jí),作用是將高頻已�(diào)波信�(hào)�(jìn)行功率放�,以滿足�(fā)送功率的要求,然后經(jīng)�(guò)天線將其輻射到空間,保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平,并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種,窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路,故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器;寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路,因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器�,它將電源供給的直流能量�(zhuǎn)換成為高頻交流輸�。在 “低頻電子線路”課程中已知,放大器可以按照電流�(dǎo)通角的不�,將其分為甲、乙、丙三類工作狀�(tài)。甲類放大器電流的流通角�360o,適用于小信�(hào)低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等� 180o;丙類放大器電流的流通角則小�180o。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀�(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀�(tài)中�。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大,因而不能用于低頻功率放大,只能用于采用�(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然極近于正弦波形,失真很�。除了以上幾種按電流流通角�(lái)分類的工作狀�(tài)外,又有使電子器件工作于開關(guān)狀�(tài)的丁類放大和戊類放大。丁類放大器的效率比丙類放大器的還高,理論上可達(dá)100�,但它的工作頻率受到開關(guān)�(zhuǎn)換瞬間所�(chǎn)生的器件功�(集電極耗散功率或陽(yáng)極耗散功率)的限制。如果在電路上加以改�(jìn),使電子器件在通斷�(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減�,則工作頻率可以提高。這就是戊類放大器。我們已�(jīng)知道,在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功�,必須采用低頻功率放大器,而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特�(diǎn)都是輸出功率大和效率�,但二者的工作頻率和相�(duì)頻帶寬度卻相差很�,決定了他們之間有著本�(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低,但相對(duì)頻帶寬度卻很�。例�,自20� 20000 Hz,高低頻率之比達(dá) 1000�。因此它們都是采用無(wú)�(diào)諧負(fù)載,如電�、變壓器�。高頻功率放大器的工作頻率高(由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾�(wàn)MHz),但相�(duì)頻帶很窄。例如,�(diào)幅廣播電�(tái)�535�1605 kHz的頻段范圍)的頻帶寬度為 10 kHz,如中心頻率取為 1000 kHz,則相對(duì)頻寬只相�(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高,則相�(duì)頻寬越小。因此,高頻功率放大器一般都采用選頻�(wǎng)�(luò)作為�(fù)載回�。由于這后一特點(diǎn),使得這兩種放大器所選用的工作狀�(tài)不同:低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類(限于推挽電路)狀�(tài);高頻功率放大器則一般都工作于丙類(某些特殊情況可工作于乙類�。近年來(lái),寬頻帶�(fā)射機(jī)的各中間�(jí)還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大�,它不采用選頻網(wǎng)�(luò)作為�(fù)載回�,而是以頻率響�(yīng)很寬的傳輸線作負(fù)�。這樣,它可以在很寬的范圍�(nèi)變換工作頻率,而不必重新調(diào)諧。綜上所述可�,高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之�(diǎn)是要求輸出功率大,效率高;它們的不同之點(diǎn)則是二者的工作頻率與相�(duì)頻寬不同,因而負(fù)載網(wǎng)�(luò)和工作狀�(tài)也不同�   高頻功率放大器的主要技�(shù)指標(biāo)有:輸出功率、效率、功率增�、帶寬和諧波抑制度(或信�(hào)失真度)�。這幾�(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的,在�(shè)�(jì)放大器時(shí)�(yīng)根據(jù)具體要求,突出一些指�(biāo),兼顧其他一些指�(biāo)。例如實(shí)際中有些電路,防止干擾是主要矛盾,對(duì)諧波抑制度要求較�,而對(duì)帶寬要求可適�(dāng)降低�。功率放大器的效率是一�(gè)突出的問(wèn)�,其效率的高低與放大器的工作狀�(tài)有直接的�(guān)�。放大器的工作狀�(tài)可分為甲�、乙類和丙類等。為了提高放大器的工作效�,它通常工作在乙�、丙類,即晶體管工作延伸到非線性區(qū)�。但這些工作狀�(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴(yán)重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系�(shù)�,不能采用諧振回路作�(fù)載,因此一般工作在甲類狀�(tài);采用推挽電路時(shí)可以工作在乙�。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系�(shù)小,可以采用諧振回路作負(fù)�,故通常工作在丙�,通過(guò)諧振回路的選頻功�,可以濾除放大器集電極電流中的諧波成�,選出基波分量從而基本消除了非線性失�。所以,高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信�(hào)的非線性狀�(tài),不能用線性等效電路分析,工程上普遍采用解析近似分析方法——折線法�(lái)分析其工作原理和工作狀�(tài)。這種分析方法的物理概念清�,分析工作狀�(tài)方便,但�(jì)算準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中,窄帶高頻功率放大器:用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中心的窄帶信號(hào)功率,或放大窄帶已調(diào)信號(hào)�?qū)崿F(xiàn)倍頻的功�,通常工作于乙類、丙類狀�(tài)。寬帶高頻功率放大器:用于對(duì)某些載波信號(hào)頻率變化范圍大得短波,超短波電臺(tái)的中間各�(jí)放大�(jí),以免對(duì)不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀�(tài)�

性能指標(biāo)

  �(wú)論AV放大器和Hi-Fi功放�(duì)功率放大器要求十分嚴(yán)格,在輸出功�、頻率響�(yīng)、失真度、信噪比、輸出阻抗和阻尼系數(shù)等方面都有明確要求�

 ?。ㄒ唬⑤敵龉�?/FONT>

  輸出功率是指功放電路輸送給�(fù)載的功率。目前人們對(duì)輸出功率的測(cè)量方法和�(píng)�(jià)方法很不�(tǒng)一,使用時(shí)注意�   1、額定功率(RMS�

  它指在一定的諧波范圍�(nèi)功放�(zhǎng)期工作所能輸出的功率(嚴(yán)格說(shuō)是正弦波信號(hào)�。經(jīng)常把諧波失真度為1[%]�(shí)的平均功率稱為額定輸出功率或有用功率、持�(xù)功率、不失真功率�。很顯然�(guī)定的失真度前提不同時(shí),額定功率數(shù)值將不相同�

  2、輸出功�

  �(dāng)不考慮失真大小�(shí),功放電路的輸出功率可遠(yuǎn)高于額定功率,還可輸出更大數(shù)值的功率,它能輸出的功率稱為輸出功率,前述額定功率與輸出功率是兩種不同前提條件的輸出功率

  3、音�(lè)輸出功率(MPO�

  音樂(lè)輸出功率MPO是英文Music Power Outpur的縮�,它是指功放電路工作于音�(lè)信號(hào)�(shí)的輸出功�,也就是輸出失真度不超過(guò)�(guī)定值的條件�,功放對(duì)音樂(lè)信號(hào)的瞬間輸出功率�

  音樂(lè)輸出功率可以用來(lái)�(píng)�(jià)功放的動(dòng)�(tài)聽音效果,例如在平穩(wěn)的音�(lè)�(guò)程后面突然出�(xiàn)了沖擊性強(qiáng)的打擊樂(lè)器聲�,有的功放電路可在瞬間提供很大的輸出功率給以力度感有使不完的�;有的功放卻顯得力不從心底氣不足。為了反映這瞬間突�(fā)性輸出功率的能力可以用音�(lè)輸出功率�(lái)量度�

  4、峰值音�(lè)輸出功率(PMPO�

  它是音樂(lè)輸出功率,是功放電路的另一�(gè)�(dòng)�(tài)指標(biāo),若不考慮失真度功放電路可輸出的音�(lè)功率就是峰值音�(lè)輸出功率�

  通常峰值音�(lè)輸出功率大于音樂(lè)輸出功率,音�(lè)輸出功率大于輸出功率,輸出功率大于額定輸出功率,�(jīng)�(shí)踐統(tǒng)�(jì),峰值音�(lè)輸出功率是額定輸出功率的5-8倍�

 ?。ǘ㈩l率響�(yīng)

  頻率響應(yīng)反映功率放大器對(duì)音頻信號(hào)各頻率分量的放大能力,功率放大器的頻響范圍應(yīng)不底于人耳的聽覺頻率范圍,因而在理想情況�,主聲道音頻功率放大器的工作頻率范圍�20-20kHz。國(guó)際規(guī)定一般音頻功放的頻率范圍�40-16 kHz±1.5dB�

 ?。ㄈ⑹�?/FONT>

  失真是重放音頻信�(hào)的波形發(fā)生變化的�(xiàn)�。波形失真的原因和種類有很多,主要有諧波失真、互�(diào)失真、瞬�(tài)失真��

  (四�、動(dòng)�(tài)范圍

  放大器不失真的放大最小信�(hào)與信�(hào)電平的比值就是放大器的動(dòng)�(tài)范圍。實(shí)際運(yùn)用時(shí),該比值使用dB�(lái)表示兩信�(hào)的電平差,高保真放大器的�(dòng)�(tài)范圍�(yīng)大于90 dB�

  自然界的各種噪聲形成周圍的背景噪�,而周圍的背景噪聲和演奏出�(xiàn)的聲音強(qiáng)度相差很�,在通常情況下,將這�(gè)�(qiáng)度差稱為�(dòng)�(tài)范圍,優(yōu)良音響系�(tǒng)在輸入強(qiáng)信號(hào)�(shí)不應(yīng)�(chǎn)生過(guò)載失�,而在輸入弱信�(hào)�(shí),有不應(yīng)被自身產(chǎn)生的噪聲所淹沒(méi),為此好的音響系�(tǒng)�(yīng)�(dāng)具有較大的動(dòng)�(tài)范圍,噪聲只能盡量減�,但不可能不�(chǎn)生噪��

 ?。ㄎ�?、信噪比

  信噪比是指聲音信�(hào)大小與噪聲信�(hào)大小的比例關(guān)系,將攻放電路輸出聲音信�(hào)電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的大小�

 ?。�?、輸出阻抗和阻尼系數(shù)

  1、輸出阻�

  功放輸出端與�(fù)載(�(yáng)聲器)所表現(xiàn)出的等效�(nèi)阻抗稱為功放的輸出阻��

  2、阻尼系�(shù)

  阻尼系數(shù)是指功放電路給負(fù)載�(jìn)行電阻尼的能��

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