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两类功率放大电路设计方法解析
两类功率放大电路设计方法解析
  • 发布时间:2020-09-18 17:07

两类功率放大电路设计方法解析

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在放大电路中,当输入信号为正弦波时:假如晶体管在信号的整个周期内均导通(导通角为360°),称之为甲类状态(A类);


假如晶体管仅在信号的正半周或负半周导通(导通角为180°),称之为工作在乙类状态(B类);


假如晶体管的到同事间大于半个周期而且小于整个周期(导通角在180-360°之间),称之工作在甲乙类状态(AB类);


假如晶体管的导通时间小于半个周期(导通角小于180°),称之工作在丙类状态(C类);


假如晶体管工作在开关状态,此时管子仅在饱和导通时消耗功率,称之工作在丁类状态(D类)。


如何解决效率低:降低Q点(但会引起截止失真),故可以采用推完输出电路或者互补对称射极输出器。


功放种类效率高低失真情况音质好坏工作状态备注


甲类功率、效率低无交越、开关失真音质好饱和区散热差、成本高、寿命短


乙类效率高(75%)失真情况严重声音粗糙放大区出现热量小


甲乙类效率居中失真比乙类好,比甲类差音质效果一般微导通应用最广泛,存在开关失真


丙类效率特高失真很大音质极差通信用途,不适合HI_FI


丁类效率最高失真小音质效果一般只在工作时导通,优秀产品少


交流等效原则:


1.旁路电容等效为短路;2.扼流电感等效为开路;3.偏置电阻从电路中取消


射极输出器属于“电压串联负反馈”,特点是:输入电阻大、输出电阻小、电压增益小于或接近于1。输出与输入相位相同。没有电压放大用途。很大的电流放大用途。


从输入端看进去的输入电阻Ri=rBE+(1+β)Re≈βRe。相当于把Re放大了β倍,所以输入电阻是很高的。把射极输出器的输入端与信号源相连接,它对信号源的功率损耗就很小,这是射极输出器的一个优点。


射极输出器的输出电阻Ro=Ib(rBE+Rg)/Ie=rBE+Rg/1+β。可见,射极输出器的输出电阻Ro要比接在输入端的信号源内阻Rg小β倍。即使要输出较大的负载电流,关于输出电压的影响还是较小的,这也是射极输出器的一个优点。


射极输出器由于输出电压通过Re全部反馈到输入回路,与输入信号串联后再加到晶体管基极与发射极之间,反馈电压就是输出电压。由于信号由基极输入而由发射极输出,因此Uo/Ui=Ui-Ube/Ui≤1,可见这种电路的一个特点就是电压增益小于1。


从射极输出器的输入电阻大、输出电阻小这种特点来看,它就相当于一个阻抗变换器。由于其电压增益小于1接近于1,没有电压放大用途,并且输出电压的极性与输入相同,所以这种放大器又称为电压跟随器,常简称“射随器”。


反馈过程


NOTE:OTL,通常指单电源供电、没有输出变压器、功放输出级和喇叭直接耦合的电路形式。一般要用大容量耦合电容隔直。


OCL,指的是采用±双电源供电、没有输出耦合电容、输出直流电位为零的电路形式。OCL电路可以算作OTL电路的特例,毕竟,OCL也是没有变压器的。


甲类、电乙类,指的是输出级功率管的静态直流工作点设置的不同方式。


无论是OTL还是OCL电路,都是既可以设计成甲类的,也可以没计成甲乙类的,还可以设计成乙类的。


前者指的是电路连接形式,后者指的是工作点设置方式,是不同的两个问题。


互补对称电路:电路中采用两支晶体管,NpN、pNp各一支,两管特性一致。


类型:OTL:OutputTransformerLess无输出变压器形式;OCL:OutputCapacitorLess,无输出电容形式


OCL工作原理及线路图


特点:1.静态电流IBQ、ICQ等于0;2.每管导通的时间等于半个周期;3.存在交越失真


https://wenku.baidu.com/view/b2fdba3987c24028915fc379.html?rec_flag=default&sxts=1559548359319https://wenku.baidu.com/view/a3378931a88271fe910ef12d2af90242a895abc6.html


利用甲乙类双电源互补对称功率放大电路可以消除交越失真,原理图如下,u1正半周重要是T1管导通发射极驱动负载;u1负半周重要是T2发射机驱动负载→T1,T2导通时间》u1半个周期→T1,T2工作在甲乙类放大。


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