功率放大器

时间:2024-07-26 10:50:47编辑:分享君

什么是功率放大器

在通信设备中,一个多级放大器的最后一级总要带上一定的负载,例如使扬声器发出声音,或者接到长途线路上使信号能作远距离的传输等,这就要求放大器输出一定的信号功率。因此这一级放大器就称为功率放大器。功率放大器和电压放大器有共同之处,即二者是为了放大电信号,所以在电路结构上基本相同,如输入回路同是信号源与栅偏压串联,输出回路也是负载与屏极电源串联等,并且在分析方法上也基本相同,也是用图解法和等效电路法,但不同的地方是,电压放大要求输出电压的辐度大,而功率放大则要求输出一定的功率,即要求输出电压和电流的幅度都大。因此如何能使负载得到尽可能大的输出功率,就是对功率放大器的主要要求。因此,衡量功率放大器性能的标准主要是在容许的非线性失真条件下,尽可能得到最大的输出功率和较高的效率。


功率放大器的作用是什么

故名思意,功率放大器就是将小信号进行功充率放大。一般是指音频功率放大器,这种放大器不只要对信号电压进行放大,还要对电流进行放大。或者说功率放大后不仅要输出一定电压而且要输出一定电流。
例如,一般放大器信号输入是1V 输入阻抗是47K。Pi =1/47000=2X10^-6W 相当于2个微瓦如果输出是100W 阻抗为8欧。 功率放大了5X 10^8倍。


数字功率放大器有什么优势特点?

数字功率放大器是一种具有失真小、噪音低、动态范围大等特点的放大器,在音质的透明度、解析力,背景的宁静、低频的震撼力度方面是传统功放不可比拟的,下面Agitek安泰电子总结了它的特点:一:高保真。数字功放的交越失真、失配失真和瞬态互调失真均小。晶体管在小电流时的非线性特性会引起模拟功放在输出波形正负交叉处的失真(小信号时的晶体管会工作在截止区,此时无电流通过,导致输出严重失真)称为交越失真,交越失真是模拟功放天生的缺陷;而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格,即使如此也未必能够做到完全对称。而数字功放对开关管的配对无特殊要求,无须严格匹配;模拟功放为保证其电声指标,几乎无一例外都采用负反馈电路,在负反馈电路中,为抑制寄生振荡,采用相位补偿电路,从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上无须反馈电路,从而避免了瞬态互调失真。二、高效率,可达75%~95%。由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~95%(模拟功放一般仅为30%~50%,甚至更低),在工作时发热量非常小。功率器件均工作在开关状态,因此它基本上没有模拟功放的静态电流损耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,而且瞬态响应好。


功率放大器有哪些特点?

  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。
  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,效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。
  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,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。
  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。
  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e5a48de588b6e799bee5baa631333337393464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。


组成放大器的基本原则是什么

首先是放大器信号放大必须满足一定功率设计要求,如20mW放大至2W。这里可以选择是电流控制(如晶体管)还是电压控件(如场效应管)或集成电路。
其次是满足放大器电路输入、输出阻抗匹配,输入端获取最佳电信号,输出端输出最大功率。
再次是满足放大器最佳的稳定性和抗干扰性。(如放大器在不同温度下长期工作的稳定性,及抗外部和内部电路的高频低频电磁信号的干扰)。
最后是组成放大器成本的性价比(经济指标)以及装配工艺可操作便简性。


如何配置功率放大器达到最佳效果

功率放大器在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 对于很多朋友来说,对放大器并不是十分的了解,不清楚在功放音箱中,都需要哪些的配件进行配置,才能将功放的效果播放到一个最佳的状态? 第一种:就是在喇叭下面装个电阻做电流取样,实际上反馈回去的还是电压信号,是模拟的电流反馈,做的人最多,但是这个电路有缺陷的,有2个方面的原因, 1、是他的输出增益会随着阻抗的变化而变化。结果使加在喇叭2端的不是恒压了,好象这样可以使加到喇叭上的功率恒定。 但是不要忘记,扬声器的声压特性曲线是在恒压输出下TEST的啊,所以单纯的这种电路并不好声,听感不佳,好玩而已,不过有改进型的电路,以电压负反馈为主,加适量的这种类型的电流负反馈,倒是可以做出不错的声音,但此时电流负反馈的作用是改变功放的阻尼系数,对幅频特性影响不大。 2、是取样点在喇叭的下面,喇叭是个电感,电流流过电感其相位会变化,低频还好,高频可以移相90度,相位特性极差。 第二种:负阻放大器,除了在一些特别的场合,第一个用于音响上并取得成功的是YAMAHA,其主要的作用是对低频的延伸有很好的改善作用,但是对200Hz以上的频率却会起到劣化音质的效果,所以一般是用在超低频有源音箱上。 实际上,这种电路是和音箱搭配使用的,单独没有什么实际使用的意义。其工作原理是:如果音箱是一个刚体,那么加上一个管子,就可以变成一个理想的霍尔莫滋共鸣箱,那么不管这箱子大小如何,管子的粗细怎样,只要符合霍尔莫滋共振计算公式。哪怕20Hz的谐振点也可以做的到,箱子的大小,只是效率高低而已,由于音箱上有喇叭的存在,喇叭在发声的时候是在运动的,音箱就不是一个刚体,那么箱子就不会产生霍尔莫滋共鸣。 因此,如果在发声的时候喇叭的振膜是静止不动的。那么,箱子就接近刚体,就可以满足霍尔莫滋共振的条件,可以任意的设计这个箱子的谐振点。发声的时候让喇叭不动的工作就是负阻功放的任务了。负阻功放的工作原理是当喇叭在低频段工作的时候,其阻抗特性急剧变化,放大电路通过电流取样将这种变化取出来反馈给功放,使得功放以电流的形式进行控制喇叭,如果对放大电路进行等效分析,可以发现功放的内阻在计算上成负阻特性。 在动态放大的时候使得喇叭加放大器的内阻接近于0。结果这种电路使得在喇叭不管朝哪个方向都受到很强的阻尼。只要发声以结束,喇叭就不动了,箱子也就变刚体了。 第三种:电流模反馈放大电路,这个才是实用的电流放大电路,也是真正的电流型负反馈,其反馈的信号是电流,不是电压,就是说在负反馈端不是加上,而是加入,有电流流入的。这种电路最早是在视频传输,或则仪器设备象示波器什么的上用的很多。 由于是低阻负电流反馈输入这种电路的高频特性极佳,容性负载的驱动能力超强,只要进过改进,发现做功率放大器很是不错,可以弥补电压型放大器的一些先天不足,象开环频响低,闭环的瞬态频响失真,极弱的容性负载驱动能力。缺点是这种电路的开环增益比较低,闭环后的失真会比电压型放大器高一个数量级。 不过,做的好总失真也不会过0.01%。


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