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兩類功率放大電路設計方法解析

鉅大LARGE  |  點擊量:71次  |  2020年08月31日  

摘要
在放大電路中,當輸入信號為正弦波時:如果晶體管在信號的整個周期內均導通(導通角為360°),稱之為甲類狀態(A類);如果晶體管僅在信號的正半周或負半周導通(導通角為180°),稱之為工作在乙類狀態(B

在放大電路中,當輸入信號為正弦波時:假如晶體管在信號的整個周期內均導通(導通角為360°),稱之為甲類狀態(A類);


假如晶體管僅在信號的正半周或負半周導通(導通角為180°),稱之為工作在乙類狀態(B類);


假如晶體管的到同事間大于半個周期而且小于整個周期(導通角在180-360°之間),稱之工作在甲乙類狀態(AB類);


假如晶體管的導通時間小于半個周期(導通角小于180°),稱之工作在丙類狀態(C類);


假如晶體管工作在開關狀態,此時管子僅在飽和導通時消耗功率,稱之工作在丁類狀態(D類)。


如何解決效率低:降低Q點(但會引起截止失真),故可以采用推完輸出電路或者互補對稱射極輸出器。


功放種類效率高低失真情況音質好壞工作狀態備注


甲類功率、效率低無交越、開關失真音質好飽和區散熱差、成本高、壽命短


乙類效率高(75%)失真情況嚴重聲音粗糙放大區出現熱量小


甲乙類效率居中失真比乙類好,比甲類差音質效果一般微導通應用最廣泛,存在開關失真


丙類效率特高失真很大音質極差通信用途,不適合HI_FI


丁類效率最高失真小音質效果一般只在工作時導通,優秀產品少


交流等效原則:


1.旁路電容等效為短路;2.扼流電感等效為開路;3.偏置電阻從電路中取消


射極輸出器屬于“電壓串聯負反饋”,特點是:輸入電阻大、輸出電阻小、電壓增益小于或接近于1。輸出與輸入相位相同。沒有電壓放大用途。很大的電流放大用途。


從輸入端看進去的輸入電阻Ri=rBE+(1+β)Re≈βRe。相當于把Re放大了β倍,所以輸入電阻是很高的。把射極輸出器的輸入端與信號源相連接,它對信號源的功率損耗就很小,這是射極輸出器的一個優點。


射極輸出器的輸出電阻Ro=Ib(rBE+Rg)/Ie=rBE+Rg/1+β??梢?,射極輸出器的輸出電阻Ro要比接在輸入端的信號源內阻Rg小β倍。即使要輸出較大的負載電流,關于輸出電壓的影響還是較小的,這也是射極輸出器的一個優點。


射極輸出器由于輸出電壓通過Re全部反饋到輸入回路,與輸入信號串聯后再加到晶體管基極與發射極之間,反饋電壓就是輸出電壓。由于信號由基極輸入而由發射極輸出,因此Uo/Ui=Ui-Ube/Ui≤1,可見這種電路的一個特點就是電壓增益小于1。


從射極輸出器的輸入電阻大、輸出電阻小這種特點來看,它就相當于一個阻抗變換器。由于其電壓增益小于1接近于1,沒有電壓放大用途,并且輸出電壓的極性與輸入相同,所以這種放大器又稱為電壓跟隨器,常簡稱“射隨器”。


反饋過程


NOTE:OTL,通常指單電源供電、沒有輸出變壓器、功放輸出級和喇叭直接耦合的電路形式。一般要用大容量耦合電容隔直。


OCL,指的是采用±雙電源供電、沒有輸出耦合電容、輸出直流電位為零的電路形式。OCL電路可以算作OTL電路的特例,畢竟,OCL也是沒有變壓器的。


甲類、電乙類,指的是輸出級功率管的靜態直流工作點設置的不同方式。


無論是OTL還是OCL電路,都是既可以設計成甲類的,也可以沒計成甲乙類的,還可以設計成乙類的。


前者指的是電路連接形式,后者指的是工作點設置方式,是不同的兩個問題。


互補對稱電路:電路中采用兩支晶體管,NpN、pNp各一支,兩管特性一致。


類型:OTL:OutputTransformerLess無輸出變壓器形式;OCL:OutputCapacitorLess,無輸出電容形式


OCL工作原理及線路圖


特點:1.靜態電流IBQ、ICQ等于0;2.每管導通的時間等于半個周期;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


利用甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路可以消除交越失真,原理圖如下,u1正半周重要是T1管導通發射極驅動負載;u1負半周重要是T2發射機驅動負載→T1,T2導通時間》u1半個周期→T1,T2工作在甲乙類放大。


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