低频功率放大器

低频功率放大器相信大家听到很多，但相信大家对于低频功率放大器还是很陌生的，那究竟什么是低频功率放大器？又应该怎样进行乙类推挽电路呢？以下从几个方面了解一下，希望对大家有帮助！

为了克服交越失真，推挽式昌体管电路是工作于甲、乙类状态的。
 
一、甲类功率放大器
 
图一是甲类功率放大器，负载RL通过阻抗变换器B变成集电极负载RL=nRLo对直流来说，变压器B初级直流电阻和Re均很小，所以直流负载线接近一条垂直线见图一
（b)为使放大器输出较大功率，可使交流负载线处于a点和b点位置：a点的Uce=UCM,而工作点Q处于ab直线中点，通常晶体管的饱和压降和穿透电流都很小，实际上可以认为Icmin=0和Ucemin=0o 因此，供给负载的电流和电压振幅分别为：

Icm=IcM/2, Ucem=UCM/2 ------------------------------------------------式1

负载的交流功率（或放大器输出功率）为：

PL=（UceM/）×（IcM/)=(IcM/)×(UcM/)=(1/8)IcM×UcM-------式2

工作点Q的集电极电流ICQ和电压UceQ分别为：

ICQ=ICM/2， UceQ=Ec=UCM/2---------------------------------------------式3

所以，直流电源的输入功率：

PD=IcQ×UceQ=(ICM/2)×(UCM/2)=1 /4IcMUcm-------------------------------式4

甲类功率放大器的效率为：

η=PL/PD=50%--------------------------------------------------------- 式5
 
可见：（1）晶体管的最大集射电压为电源电压EC的两倍。

（2）晶体管静态时耗功率为输出功率的两倍。

（3）甲类放大器的效率最高只有50%。
 
二、乙类推挽电路
 
图2（a）为乙类推挽电路，由于输出端使用变压器，因而晶体管对地有两个输出端，设电路完全对称，当输入信号Us为正半波时，BG1截止、BG2导通，输出电压UL为负半波，因此，两管轮流导通，一推一挽地工作，故称为推挽电路。

由于两管轮流地工作，所以把两管的输出特性按相反方向叠在一起，两管的交流负载线正好连成直线ab,工作点Q处于直线 ab的中点，如图2（b)所示，从图中可看出各电量的关系：

（1）如输出变压器的初级和次级绕组的匝数比为n，则每只晶体管的负载电阻RL为：

RL= （n/2)RL=(n/4)RL--------------------------------------------式6

而集电极与集电极之间的电阻RCC为

Rcc=nRL=4RL----------------------------------------------------- 式7

（2）变压器B2的初级绕组端电压振幅为：

Ucem=UceQ≈Ec---------------------------------------------------- 式8

初级绕组电流振幅为：

Icm=IcM---------------------------------------------------------- 式9

所以输送到初级绕组的功率为：

Ps=(Ucem/)×(Icm/)=(1 /2)EcIcm------------------------------式10

（3）通过每只晶体管的电流平均值为：

Ico=IcM/π------------------------------------------------------- 式11

由直流电源供给的功率为

PD= (2Ico)Ec=2×(Icm/π)×Ec--------------------------------------式12

（4）推挽电路的效率为：

η=(Ps/PD)100%={(1/2×Ec×Icm)/[2×(Icm/π)×Ec]}100%≈78.5%-----式13

设计推挽电路时要注意：

(1)为避免交越失真，晶体管应具有一定的偏置电流，但不要过大，否则使电路效率降低。

(2)晶体管的最大集电极电压Ucm>2Ec。

(3)晶体管的耗散功率Pcm≥1.2Pc1,其中Pc1为每只晶体管送给变压器B2初级的功率，即Pc1= [(1/2)Pso]。

(4)根据Pc1及Ec1的要求，算出晶体管负载电阻PL及输出变压器的匝数比n。

功率放大器，简称“功放”。

很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，

而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

功率放大器原理

高频功率放大器用于发射级的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在

一定区域内的接收级可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。

按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输

出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非

调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。

甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。

乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。

高频功率放大器大多工作于丙类。

但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能
力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。

除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。

丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100%，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。

如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。

我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供
的能量转换为交流输出的能量转换器。

高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。

低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。

例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。

因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。

例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。

中心频率越高，则相对频宽越小。

因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。

由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率
放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。

近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率响应很宽的传输线作负载。

这样，它可以在很宽的范围内变换工作频率，而不必重新调谐。

综上所述可见，高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大，效率高；它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同，因而负载网络和工作状态也不同。

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