功率放大電路圖： 　　 　　功放部件：   　　R1_______________2K2 1/4W的電阻 　　R2______________27K 1/4W電阻 　　R3，R4____________2K2 1/2W微調(diào)電阻器金屬陶瓷或碳(或2K) 　　R5_____________100R 1/4W電阻 　　R6_______________1K 1/4W電阻 　　R7，R8__________330R 1/4W電阻 　　C1______________22μF25V的電解電容 　　C2______________47pF 63V聚苯乙烯或陶瓷電容器 　　C3，C4__________100μF50V電解電容器 　　C5____________2200μF50V電解電容 　　Q1____________BC550C 45V百毫安低噪聲高增益的NPN晶體管 　　Q2___________IRF530 100V 14A條N溝道HEXFET晶體管(或MTP12N10) 　　Q3__________IRF9530 100V 12A P溝道HEXFET晶體管(或MTP12P10)   　　評論：   　　這個項目是排序的挑戰(zhàn)：設(shè)計能夠不犧牲質(zhì)量的前提下，提供一個體面的輸出功率與最小的零件計數(shù)的 　　音頻放大器，功率放大器部分采用只有三個晶體管和一個電阻器和電容器并聯(lián)反饋配置中的極少數(shù)，但到8歐姆<0.08%THD @ 1kHz時可提供超過18W的剪裁發(fā)作(0.04%@ 1W - 1KHz和0.

以輸出功率為主要作用的放大電路稱為功率放大電路。它不僅要有合適的電流輸出，還要有較高的電壓輸出。一般來說，對功率放大器的要求是：具有足夠大的輸出功率，并且使功率放大電路中的晶體管工作在接近極限運(yùn)行狀態(tài)；效率要高；非線性失真要?。还Ψ殴艿纳嵋?。功率放大器按工作狀態(tài)分為甲類、乙類和甲乙類三種。一單管甲類功率放大電路典型的單管甲類功率放大電路如圖3-20所示。單管功率放大器的靜態(tài)工作點設(shè)在交流負(fù)載線的中點，在信號的整個周期內(nèi)集電極電路都有電流通過，這種工作狀態(tài)稱為甲類。甲類功放的失真較小，效率不大于50%，實際效率只有30%—400/0，靜態(tài)管耗大，故只用在小功率放大電路或作為大功率輸出電路的推動級。二、乙類功率放大電路1．乙類推挽功率放大電路乙類推挽功率放大電路如圖3-21所示。用輸入變壓器將輸入信號進(jìn)行倒相，即將輸入信號M變換成大小相等、相位相反的兩個信號，并將它們分別加到Vl和V2管的輸入端。因為VT1、VT2管是輪流導(dǎo)通的，導(dǎo)通管輸出的信號電壓幅值接近電源電壓，當(dāng)導(dǎo)通管集電極電流流過輸出變壓器半個繞組時，與截止管相連的那半個繞組中感應(yīng)出相反的電動勢。與電源電壓一起加到截止管上，使截止管承受的反向電壓最大值接近于兩倍電源電壓。乙類推挽功率放大電路的效率較高，實際功率可達(dá)600/0左右，整體對稱性好，偏置電路簡單，工作點穩(wěn)定且易調(diào)整，易于與負(fù)載相匹配，輸出功率較大，在較多場合使用，但也存在Vl、V2管制作要求高、體積大等缺點。特別是在兩個三極管交替工作時，由于三極管的非線性產(chǎn)生了波形失真，這種失真出現(xiàn)在兩個三極管交替導(dǎo)通的銜接處，故稱為交越失真。要克服交越失真，只要在靜態(tài)時給

為了使功率放大電路既有盡可能高的效率，又有盡可能小的失真，常采用工作于甲乙類或乙類狀態(tài)的互補(bǔ)對稱功率放大電路。 1．單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路單電源互補(bǔ)對稱功率放大電路又稱無輸出變壓器(OutputTra'nsformerless，OTL)互補(bǔ)對稱功率放大電路，其電路原理圖。 靜態(tài)時，調(diào)節(jié)R3使A點的電位為（1/2）Ucc，輸出耦合電容C2上的電壓即為A點和地之間的電位差，也等于（1/2）Ucc，并獲得合適的UBIB2，使VT1、VT2兩管工作于甲乙類狀態(tài)。 當(dāng)輸入交流信號配i時，在ui的正半周，VT．導(dǎo)通，VT2截止，電流ic1（VT1的集電極電流）通路為VT1→VT2→RL；在Ui的負(fù)半周，VT1截止，VT2導(dǎo)通，電流ic2（VT2的集電極電流）通路為VT2→RL→C2。 由此可見，在輸入信號ui的一個AAT3125ISN周期內(nèi)，電流ic1和ic2以正反方向交替流過負(fù)載尺。，在尺．，上得到一個交流輸出信號電壓u。。由于靜態(tài)電流很小，功耗也很小，因此提高了效率?？梢宰C明，理論上效率可達(dá)78.5%。注意，C2的容量必須足夠大。 2．雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路又稱無輸出電容(OutputCapacitorless，OCL)互補(bǔ)對稱功率放大電路。OTL互補(bǔ)對稱功率放大電路是采用大容量的極性電容C。與負(fù)載耦合，這將影響低頻性能，并且無法集成。為此，可將電容C2除去，采用OCL互補(bǔ)對稱功率放大電路。由于去掉了電容C2，故此電路須加負(fù)電源，在Mi的負(fù)半周為負(fù)載供電，即為其電路原理圖。 靜態(tài)時，由于電路對稱的結(jié)構(gòu)，兩管的電流相等，負(fù)載RL中無電流通過，兩管的發(fā)射極

多級放大電路的末級一般為功率放大電路，即功率放大電路是構(gòu)成多級放大電路的基本單元電路。從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，電壓放大電路和功率放大電路沒有本質(zhì)區(qū)別，都是利用三極管的放大作用將信號放大，所不同的是，前者的目的是輸出足夠大的電壓，而后者主要是要求輸出最大的功率；前者是工作在小信號狀態(tài)，而后者工作在大信號狀態(tài)。 兩者對放大電路的考慮有各自的側(cè)重面。 功率放大電路的要求 根據(jù)功率放大電路的目的可知功率放大電路的基本要求有以下3個方面： (1)向負(fù)載提供足夠大的功率，這就要求不僅要有較高的輸出電壓，還要有較大的輸出電流，因此功率放大電路的三極管通常工作在高電壓大電流狀態(tài)，三極管的功耗比較大。對三極管的各項指標(biāo)必須認(rèn)真選擇，且盡可能得到充分利用。 (2)由于從電源取用的功率較大，為提高M(jìn)AX6029EUK25+T電源的利用率，必須盡可能提高功率放大電路的效率。功率放大電路的效率是指負(fù)載得到的交流信號功率與直流電源的功率的比值。 (3)盡可能減小非線性失真。這是因為功率放大電路中的三極管工作在大信號狀態(tài)，非線性失真比小信號的電壓放大電路嚴(yán)重得多。 (4)功放管的散熱要好。 功率放大電路的分類 功率放大電路有3種工作狀態(tài)，分別為甲類、乙類和甲乙類。 1．甲類功率放大器靜態(tài)工作點設(shè)在放大區(qū)的中部，功放管在整個信號周期內(nèi)都有電流通過，輸出波形是完整的正弦波。靜態(tài)電流大，管子功率損耗大，效率低；在沒有信號輸入時，功率損耗最大，理想效率只有50%。 2．乙類功率放大器靜態(tài)工作點設(shè)置在橫軸上，功放管僅在信號的半個周期內(nèi)有電流通過，其輸出波形被削掉一半。沒有輸入信號時，電源不消耗功率，效率高，理想效率可達(dá)

電壓放大與電流放大 制作電壓放大級，通?？捎霉舶l(fā)射極或共基極以及源接地或柵接地的有電壓增益的電路。這些電路僅進(jìn)行電壓放大，因電路的電流小，故沒有發(fā)熱的問題。 在制作電流放大級時，要對電壓放大級放大后的電平信號進(jìn)行處理。因此，電源電壓與電壓放大級一樣，且由于進(jìn)行電流放大需流過大電流，所以晶體管變得很熱。 通常，在電流放大級使用射極跟隨器和源極輸出電路，但在器件發(fā)熱很嚴(yán)重的情況下，電路空載電流的溫度穩(wěn)定度就成為問題。首先解決這個問題是最為重要的。 簡單的推挽電路 在射極跟隨器的偏置方法。其中為無信號時，Tr1與Trz截止、空載電流沒有流動的情況，此種情況完全不必考慮溫度穩(wěn)定性問題。 但是，如上述第3章實驗所示，該電路的開關(guān)失真大，因此在本書設(shè)計的聲頻功率放大電路中沒有被使用。在聲頻以外的用途中（例如驅(qū)動電機(jī)和各種傳動裝置），不考慮溫度穩(wěn)定度也行，所以它是很有“作為”的電路。 對開關(guān)失真進(jìn)行修正 對晶體管的基極一發(fā)射極間電壓VBE用二極管EEEHA1H1R0R的正向壓降VF進(jìn)行抵消、進(jìn)而來消除開關(guān)失真的電路。 晶體管VBE的值具有溫度越高就越小的負(fù)溫度系數(shù)（-2.5mV/℃）。因此，由這樣昀電路取出大量負(fù)載電流時，Tr1與Tr2的溫度就升高（由集電極損耗引起的發(fā)熱），VBE的值就變小。 然而，即使Tr1和Tr2的溫度變高，二極管D1和D2上流動的電流變化也不大，所以，其正向壓降VF也幾乎是一定值。就是說，VF≈VBE的關(guān)系被破壞，而成為VF>VBE。 這樣一來，在Tr1和Tr2中，與VF和VBE之差相對應(yīng)的基極電流流動，為基極電流矗FE倍的集電極電流作為空載電流而流動，并且，這個集電

摘 要：針對容性負(fù)載， 從線性功率放大電路穩(wěn)定性設(shè)計的角度， 以某壓電執(zhí)行器為研究對象， 通過分析相關(guān)的設(shè)計指標(biāo)， 選擇出適用的功率運(yùn)算放大器; 運(yùn)用噪聲增益和反饋零點這兩種相位補(bǔ)法， 提高了電路的穩(wěn)定性， 避免了超調(diào)和振蕩， 通過理論計算、模型仿真、實物檢測相結(jié)合的方式， 逐步地驗證了所做的穩(wěn)定性設(shè)計是有效的、可行的。 0、引 言 線性功率放大電路在壓電材料的驅(qū)動、光電管、光譜儀、微機(jī)電、納米工程等方面都有著廣泛的應(yīng)用空間，由于該類應(yīng)用通常為高精度場合， 因此， 要求放大電路具有良好的穩(wěn)定性。其中， 壓電執(zhí)行器是利用逆壓電效應(yīng)， 通過功率放大電路， 以驅(qū)動容性壓電負(fù)載， 因此， 在設(shè)計時必須考慮到容性負(fù)載的技術(shù)特點和壓電執(zhí)行器的應(yīng)用要求。 如表1 所示， 某壓電執(zhí)行器要求在 200 V 的直流電源作用下， 在 10 V 的輸入電壓范圍內(nèi)， 能夠輸出360 V 的電壓峰峰值， 其工作頻率從直流至10 kHz。 容性壓電負(fù)載可以等效為10.6 nF 的電容， 電路工作環(huán)境為25 °C， 且只采用空氣對流冷卻。 表1放大電路的設(shè)計指標(biāo) 1、功率放大器的選擇 功率放大器的選擇步驟： 第一步: 利用最高頻率和最大電壓擺幅， 計算大信號響應(yīng)下的轉(zhuǎn)換速率。為了能夠跟蹤上給定的頻率和輸出振幅下的正弦波， 所需轉(zhuǎn)換速率S.R： 第二步: 在最高頻率下， 容性負(fù)載會產(chǎn)生最大電流，可以采用兩種方法得到輸出電流峰值I OP: 方法一: 第三步: 計算最壞情況下的功耗PDOU TMAX : 上式主要顯無功負(fù)載， θ> 40°。 第四步: 如表2 所示， 針對放大器的設(shè)計指標(biāo)， 選擇適用的功率

摘要: 介紹了利用微波單片集成電路(MMIC)器件實現(xiàn)提高超寬帶高速信號功率的兩種電路。這兩種功率放大電路（功率放大電路是用來輸出較大功率的電路，功率放大電路的主要任務(wù)是，在允許的失真限度內(nèi)，盡可能高效率地向負(fù)載提供足夠大的功率。）分別采用TC3331 和HMC327 芯片實現(xiàn)。工作帶寬分別為0.6GHz 和1GHz，功率增益分別為+30dB 和+20dB。文章分析討論了電路原理與設(shè)計方法，實際測試結(jié)果顯示這兩種放大電路具有良好的功率放大效果，可分別應(yīng)用于不同的通信場合，是適合超寬帶通信系統(tǒng)的功率放大電路。 1 引言 超寬帶(Ultra Wideband-簡稱UWB)技術(shù)是一種利用ns 級寬度極窄脈沖作載體的無線傳輸技術(shù)，其射頻(RF)傳輸帶寬通常超過1GHz。因此，這種超寬帶傳輸方式相對常規(guī)窄帶傳輸方式有低功率譜、低截獲、抗干擾能力強(qiáng)、可高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葍?yōu)點，用途非常廣泛，在精確定位、雷達(dá)、無線檢測、無線通信等諸多方面都有重要應(yīng)用。 UWB 技術(shù)在短距離高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用上雖然優(yōu)勢明顯。 然而無論是單脈沖UWB 信號還是多脈沖UWB 信號，其發(fā)射功率強(qiáng)度有限， 不能很好的抵抗突發(fā)脈沖的干擾和有效的遠(yuǎn)距離通信。為了實現(xiàn)有效的通信和適應(yīng)在某些特殊應(yīng)用的場合，比如軍事，礦井通信，電磁環(huán)境惡劣情況下通信等等，這時需要突破FCC 關(guān)于UWB 信號強(qiáng)度規(guī)范的限制，提高UWB 信號的發(fā)射功率，滿足系統(tǒng)特定的通信要求。這就需要在UWB 發(fā)射機(jī)加置功率放大器來有效放大UWB 信號。 2 UWB 高速(100M)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) UWB 短距離高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以實現(xiàn)從PC (個人計算機(jī))到PC 的1

本文采用AVR單片機(jī)ATmegal28作為核心控制器，結(jié)合10位串行D/A芯片TLC5615、功率運(yùn)放THS3092、可編程增益運(yùn)放AD603以及其他相關(guān)電路，構(gòu)成了可預(yù)置程控寬帶直流功率放大電路。該電路系統(tǒng)增益調(diào)節(jié)范圍為O～60 dB，步進(jìn)間距為1 dB，頻帶為DC～10 MHz，輸出電壓有效值為10 V，矩陣鍵盤預(yù)置增益值步進(jìn)，點陣液晶顯示實時電壓有效值，人機(jī)界面友好，操作簡單方便。 1 系統(tǒng)總體方案 若采用可編程放大的思想，將輸入的信號作為高速D/A轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓，那么D/A轉(zhuǎn)換器作為一個程控衰減器，對速度的要求很高。同時，為了實現(xiàn)O～60 dB增益可調(diào)，勢必需要D/A轉(zhuǎn)換器輸出衰減最少60 dB以上。假設(shè)信號源有效值低于20 mV，衰減后為20 μV，如此小的信號有可能完全被噪聲淹沒，或大大增加信號調(diào)理的難度。 也可采用2片AD603壓控增益寬帶放大器，每片實現(xiàn)-10～30 dB增益。通過測試發(fā)現(xiàn)，AD603輸出含有與增益無關(guān)的直流電壓，由于項目要求頻率可延伸至直流，即級與級之間不能加電容耦合隔離直流，則前級AD603輸出的直流偏置會嚴(yán)重影響后級放大。本文采用1片AD603，后級采用多通道繼電器切換增益的方式。AD603單片實現(xiàn)10～30 dB放大，后級跟隨不同固定增益的放大電路來實現(xiàn)分段連續(xù)放大，最后達(dá)到整體增益連續(xù)可調(diào)的目的。 本設(shè)計由小信號程控放大10 dB放大及調(diào)零、帶寬濾波、后級功率放大、單片機(jī)及人機(jī)交互等電路組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。程控放大電路采用一片電壓控制芯片AD603實現(xiàn)-10～30 dB放大。調(diào)零放大電路采用OPA690構(gòu)成10 dB同

■ 概述SJ2038 是雙 BTL 的音頻功率放大器。當(dāng)電源電壓為 6V 時，在保證 THD 小于 10%的情況下，可向 4Ω負(fù)載提供 3.5W 的輸出功率或者可向 8 Ω負(fù)載提供 2.2W 的輸出功率。該音頻功率放大器外圍元器件極少，高品質(zhì)的輸出功率。SJ2038 電路的特點為外部控制，低功耗關(guān)斷模式和內(nèi)部過熱保護(hù)，并且在電路中減少了“開機(jī)浪涌脈沖”?！龉δ芴攸c負(fù)載為 4Ω 電壓 6V 典型為 3.5W關(guān)斷電流典型為 0.7μA 工作電壓范圍 2.0V~6.0V 開機(jī)浪涌脈沖抑制電路 過熱保護(hù)電路DIP 封裝■ 管腳排列圖 SJ2038是專門為了USB電源供電的小對箱而設(shè)計的低壓功放IC，播放音樂信號時峰值電流小，且所需濾波電容小，開機(jī)時電源濾波電容所產(chǎn)生的峰值電流小，避免了USB電源因過流而保護(hù)。采用SJ2038后，不僅節(jié)約了電源部分材料成本，因無高壓電源，無需認(rèn)證，還節(jié)省了認(rèn)證測試成本，且此IC為DIP16封裝外圍非常少，可以用單面PCB，無需散熱片，節(jié)約了外圍零件成本以及PCB成本和散熱片成本。

純直流Hi-Fi甲類大功率放大電路如下圖所示，制作后的實物圖如下圖所示。甲類功放能抵消奇次諧波失真，末級晶體管始終工作在線性范圍內(nèi)，晶體管自始至終處于導(dǎo)通狀態(tài)，因而不存在交越失真和開關(guān)失真等問題，而且甲類功放始終保持著大電流的工作狀態(tài)，對大動態(tài)的音頻信號能迅速反應(yīng)，因而可以獲得高保真的重放效果。 電路特點如下： ①采用電流負(fù)反饋電路，電流負(fù)反饋放大器可以很好地兼顧非線性失真與瞬態(tài)互調(diào)失真 這兩項指標(biāo)，而且轉(zhuǎn)換速率比電壓負(fù)反饋放大器要好，可以提供理想的放大效果。 ②采用全對稱線路、互補(bǔ)推挽放大形式，而且輸人級采用了恒流源做負(fù)載，有效地隔離了電源噪聲，并減少非線性失真，使本功放噪聲極低，背景干凈，解析力強(qiáng)。 ③電路簡潔，純直流線路，頻帶寬，瞬態(tài)失真小，響應(yīng)快，動態(tài)范圍寬，并且采用了直流伺服電路，輸出自動調(diào)零。 ④末級電流放大每聲道采用了6對東芝大功率管做甲類并聯(lián)輸出，6管并聯(lián)，改善了阻尼系數(shù)，增強(qiáng)了電路的驅(qū)動能力，可輕松地去驅(qū)動低阻抗的大音箱。 ⑤精心設(shè)置輸人／輸出的地線，帶揚(yáng)聲器（喇叭）保護(hù)部分，但不帶整流濾波部分和散熱器，安裝兩邊帶外露散熱器的大功放機(jī)殼即可。因為純甲類功放發(fā)熱溫度很高，不適宜濾波電容靠近，整流濾波建議采用4-8只1萬μF/50 V的日本名牌電解電容，整流橋電流為30 A以上，每聲道最好單獨(dú)采用400 W、雙32 V的環(huán)形變壓器及整流濾波部分，效果更卓越。 元器件的選擇與調(diào)試如下： ①線路板采用環(huán)氧玻纖板，全部線路均鍍銀。 ②電阻全用金屬膜電阻（音頻部分的全用1/2 W的美國DALE電阻，末級功率管射極電阻用陶瓷電阻），電容采用日本的黑金剛/

甲類功率放大電路 圖5-61是常用的單管甲類功率放大電路，與小信號變壓器禍合放大器相似。圖中，TI是輸人變壓器；R1、R2和凡可組成分壓式電流負(fù)反饋偏置電路，建立和穩(wěn)定晶體三極管的靜態(tài)工作點；q是發(fā)射極旁路電容;C是交流通路電容；輸入變壓器T1次級的交流信號，通過電容器C和Q加到晶體三極管的發(fā)射結(jié)上；VT是做功率放大的晶體三極管；T2是輸出變壓器。 在功率放大器中，為了使負(fù)載獲得盡可能大的輸出功率，功率放大器與負(fù)載之間要求阻抗匹配，通常采用輸出變壓器作為晶體三極管與負(fù)載之間的藕合元件。在如圖5-61中所示的功率放大器中，輸出變壓器還起隔直流的作用，可避免功放管的靜態(tài)工作電流通過揚(yáng)聲器引起聲音失真。 在制作單管功率放大器時，為使放大器能夠可靠地工作，并獲得盡可能大的輸出功率，必須合理地選擇靜態(tài)工作點。此外，正確地設(shè)計輸出變壓器，是設(shè)計單管功率放大器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 (2)乙類推挽功率放大電路 圖5-62是變壓器禍合乙類推挽功率放大電路，主要由兩個特性相同的三極管VTI和VT2、一個輸人變壓器T1和一個輸出變壓器T2構(gòu)成。輸人變壓器把前級的輸出信號藕合到VTl和VT2的基極，輸出變壓器將VTI和VT2的集電極輸出信號禍合到負(fù)載RL上。變壓器中間抽頭的目的是保證電路對稱和起信號倒相作用，T2還兼有負(fù)載匹配作用。 當(dāng)有正弦信號u;輸人時，通過輸人變壓器T1將使VTI和VT2的基極得到一個大小相等而極性相反的信號電壓u c1和uc2o若在某一瞬間VTI次級上半繞組感應(yīng)出來的電壓使VTl的基極對公共端為正，則VT2的基極對公共端為負(fù)（下半繞組的作用）。于是VT1截止，vu導(dǎo)通。輸出變壓器

根據(jù)三極管在放大信號時的信號工作狀態(tài)和三極管靜態(tài)電流大小劃分，放大器電路主要有3種放大器類型：一是甲類放大器電路，二是乙類放大器電路，三是甲乙類放大器電路。 除上述三種放大器電路之外，還有超甲類等許多種放大器電路。音響系統(tǒng)中由于不允許存在信號的非線性失真，所以只用甲類放大器電路和甲乙類放大器電路。 功率放大器種類(1).甲類放大器 甲類放大器就是給放大管加入合適的靜態(tài)偏置電流，這樣用一只三極管同時放大信號的正、負(fù)半周。在功率放大器電路中，功放輸出級中的信號幅度已經(jīng)很大，如果仍然讓信號的正、負(fù)半周同時用一只三極管來放大，這種電路稱之為甲類放大器。 在功放輸出級放大器電路中，甲類放大器的功放管靜態(tài)工作電流設(shè)得比較大，要設(shè)在放大區(qū)的中間，以便給信號正、負(fù)半周有相同的線性范圍，這樣當(dāng)信號幅度太大時(超出放大管的線性區(qū)域)，信號的正半周進(jìn)入三極管飽和區(qū)而被削頂，信號的負(fù)半周進(jìn)入截止區(qū)而被削頂，此時對信號正半周與負(fù)半周的削頂量是相同的。甲類放大器電路的主要特點如下所述： (a).在音響系統(tǒng)中，甲類功率放大器的音質(zhì)最好。由于信號的正、負(fù)半周用一只三極管來放大，信號的非線性失真很小，這是甲類功率放大器的主要優(yōu)點。 (b).信號的正、負(fù)半周用同一只三極管放大，使放大器的輸出功率受到了限制，即一般情況下甲類放大器的輸出功率不可能做得很大。 功率三極管的靜態(tài)工作電流比較大，在沒有輸入信號時對直流電源的消耗比較大。 功率放大器種類(2).乙類放大器 所謂乙類放大器就是不給三極管加靜態(tài)偏置電流，且用兩只性能對稱的三極管來分別放大信號的正半周和負(fù)半周，正、負(fù)半周再在放大器的負(fù)載上將正、負(fù)

本文所應(yīng)用到的相關(guān)器件資料：LM380 LM380內(nèi)部等效電路: LM380應(yīng)用電路:

本文所應(yīng)用到的相關(guān)器件資料：LM380

當(dāng)超聲波進(jìn)入物體時，聲波頻率會發(fā)生反射面、映射、透射、信號接收器可以接受雷達(dá)回波，分析雷達(dá)回波可以準(zhǔn)確檢測缺點的部位、外觀和尺寸。ATA-4315是一種理想化的可變交換和DC數(shù)據(jù)信號的單向超聲波功率放大電路。隨著設(shè)備結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的日益關(guān)注，無損檢測技術(shù)已成為當(dāng)代結(jié)構(gòu)設(shè)備制造和應(yīng)用過程中不可缺少的監(jiān)測方法之一，超聲功率放大電路在無損檢測技術(shù)中不可缺少。應(yīng)用于航空航天、電力工程制造、石化設(shè)備運(yùn)輸、生產(chǎn)加工等各行各業(yè)，機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)通常處于極端辦公環(huán)境，容易損壞、腐蝕等損壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷，因此機(jī)械設(shè)備及時實時監(jiān)控成為無損檢測技術(shù)應(yīng)用的主要水平。當(dāng)超聲波進(jìn)入物體時，聲波頻率會發(fā)生反射面、映射、透射、信號接收器可以接受雷達(dá)回波，分析雷達(dá)回波可以準(zhǔn)確檢測缺點的部位、外觀和尺寸。在超聲波導(dǎo)波無損檢測技術(shù)中，必須采用高壓驅(qū)動。ATA-4315是一種理想化的可變交換和DC數(shù)據(jù)信號的單向超聲波功率放大電路。大輸出150VP-P(±75VP)工作電壓，105.75WP輸出功率，可促進(jìn)高壓輸出功率負(fù)荷。電壓增益數(shù)控機(jī)床可調(diào)，一鍵存儲常見設(shè)置，為您帶來方便簡單的使用選擇，可應(yīng)用于主頻率計配套設(shè)施，完成數(shù)據(jù)信號的極端擴(kuò)展。超聲功率放大電路的特點：●最大輸出電壓150Vp-p(±75Vp)；●最大輸出電流1Arms；●帶寬(-3dB)DC~3MHz；●壓擺率1000 V/μs。超聲波功率放大電路的輸出是連續(xù)輸出功率，輸出過電流過電壓保護(hù)作用證儀器設(shè)備不易發(fā)生外部短路故障或外部電流電壓意見反饋。電壓增益數(shù)控機(jī)床0~50倍可調(diào)，實際分為粗調(diào)（1step）和細(xì)調(diào)（0.1step）。集成液晶顯示器的收獲表明，

使用成本低、功耗大、輸出功率檢測元件(MAX4002)與4股波段GSM/GPRS功率放大電路(PA)(XIN9133)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)方案。XIN9133內(nèi)部有一條高速控制環(huán)城路，用于調(diào)節(jié)放大器的集極工作電壓，并在每個級別保持一個固定的參考點。使用成本低、功耗大、輸出功率檢測元件(MAX4002)與4股波段GSM/GPRS功率放大電路(PA)(XIN9133)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)方案。這種控制系統(tǒng)不斷調(diào)節(jié)電源電壓，使其保持在允許的極小值，為功率放大電路提供合理的維護(hù)，與今天的GSM系統(tǒng)軟件相比具有顯著的優(yōu)勢。在GSM手機(jī)中，PA可以進(jìn)行調(diào)整，精確設(shè)置功率，并且不能發(fā)送帶外數(shù)據(jù)信號(這就要求嚴(yán)格控制輸出功率的轉(zhuǎn)換切線斜率，防止帶外噪音)。此外，必須限制PA在其自身的時間間隙內(nèi)進(jìn)行發(fā)送，這也要求嚴(yán)格控制輸出功率的轉(zhuǎn)換切線斜率。如果在功放寬環(huán)工作時，系統(tǒng)軟件不能顯示上述操作，則很難達(dá)到GSM的標(biāo)準(zhǔn)要求。因為PA是離散系統(tǒng)元件，所以增益值和輸出都會隨著頻率、電池電壓和溫度而變化，另外，各集成ic的增益值操作切線斜率也不一樣。本文提供的輸出功率控制系統(tǒng)具有以下重要優(yōu)點:●頻率、溫度、Vcc變化時，輸出功率變化最??；●負(fù)載特性阻抗變化時，確保工作可靠；●環(huán)城路可靠性最高；●不同輸出功率等級環(huán)城路網(wǎng)絡(luò)帶寬變化最小；●最佳臨時頻帶和突發(fā)反應(yīng)。功率放大電路XIN9133和MAX4002可以顯示良好的閉環(huán)控制功率放大器輸出操作。MAX4002不斷檢測和操作XIN9133的功率，使輸出功率輸出只在狹窄范圍內(nèi)變化，與PA負(fù)荷、開關(guān)電源、溫度變化無關(guān)。典型的輸出功率輸出脈沖信號可以 操作到十分之一的dB

為實現(xiàn)單電源供電，且不用變壓器和大電容，可采用橋式推挽功率放大電路，簡稱BTL電路，如圖所示。 圖中四只管子特性對稱，靜態(tài)時均處于截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載上電壓為零。設(shè)晶體管b-e間的開啟電壓可忽略不計。 工作原理：輸入電壓為正弦波 ◆當(dāng)ui>0時，T1和T4管導(dǎo)通，T2和T3管截止，電流如圖所示，負(fù)載上獲得正半周電壓； ◆當(dāng)ui

無輸出電容的功率放大電路，簡稱OCL電路。如圖所示。 在OCL電路中，T1和T2特性對稱，采用雙電源供電。靜態(tài)時，T1和T2均截止，輸出電壓為零。設(shè)晶體管b-e間的開啟電壓可忽略不計。 工作原理：輸入電壓為正弦波時 ◆當(dāng)ui>0時，T1管導(dǎo)通，T2管截止，正電源供電，電流如圖所示，電路為射極輸出形式，uo≈ui； ◆當(dāng)ui

變壓器耦合功率放大電路的優(yōu)點：可以實現(xiàn)阻抗變換，缺點：體積大、笨重、效率低、高頻和低頻特性均較差。 無輸出變壓器的功率放大電路（簡稱OTL電路）：用一個大電容取代了變壓器，如圖所示。T1為NPN型管，T2為PNP型管，它們的特性對稱。 靜態(tài)時，前級電路應(yīng)使基極電位為VCC/2，由于T1和T2特性對稱，發(fā)射結(jié)電位也為VCC/2，故電容上的電壓VCC/2，極性如圖所標(biāo)注。設(shè)電容容量足夠大，對交流信號可視為短路；晶體管b-e間的開啟電壓可忽略不計。 工作原理：輸入電壓為正弦波時 ◆當(dāng)ui>0時，T1管導(dǎo)通，T2管截止，電流如圖所示，由于T1和RL組成的電路為射極輸出形式，uo≈ui； ◆當(dāng)ui

一、電路特點變壓器耦合推挽功率放大電路如圖Z0411所示。其特點是：（1）T1和T2，由兩個NPN同型號并且特性完全相同的管子組成；（2）利用變壓器原、副邊匝數(shù)比的不同實現(xiàn)阻抗變換，將實際的負(fù)載電阻RL通過原、副邊的匝數(shù)比（n = N1 / N2），變換成所需要的等效電阻；（3）為了減小交越失真，靜態(tài)時利用基極偏置電路，使T1和T2 具有較小集電極電流IC1＝IC2。由于輸出變壓器原繞組兩部分（N1 和N2 ）的繞向一致，而IC1和IC2的流向相反，故繞組的直流磁勢IC1 N1 - IC2 N2=0，即鐵芯中無磁通，工作時不致產(chǎn)生磁飽和現(xiàn)象。這是它的主要優(yōu)點之一。二、工作原理靜態(tài)時，iL = 0，無功率輸出。因為無輸入信號（ui = 0）時，IC1和IC2很小，電源供給的直流功率也很小。當(dāng)輸入正弦信號電壓ui時，則通過輸入變壓器Tr1將使T1和T2基極得到一個大小相等而極性相反的信號電壓ui1和 ui2。當(dāng)ui為正半周時，由變壓器的同名端可知ube1為正，ube2為負(fù)。于是T1導(dǎo)通，T2截止。此時，輸出變壓器Tr2的原邊上半邊繞組有集電極電流iC1流過，而下半邊繞組無電流，iC2 =0。同理，在ui 的負(fù)半周時，情況正好相反，T1 截止，T2導(dǎo)通。Tr2原邊上半邊繞組無電流通過，而下半邊繞組有電流。于是在一個周期的兩個半周內(nèi)。iC1、iC2輪流通過Tr2的原邊上下兩半繞組，而且大小相等，相位相反。因此，Tr2 的副邊將有一個較完整的正弦波iL通過通過負(fù)載RL 。變壓器耦合推挽功率放大電路與互補(bǔ)對稱功放電路比較，前者雖然解決了負(fù)載與放大電路輸出級的阻抗匹配問題，但其體積大、笨重

在圖（a）所示電路中，設(shè)晶體管b-e間的開啟電壓可忽略不計，T1和T2管的特性完全相同，輸入電壓為正弦波。當(dāng)輸入電壓為零時，由于T1和T2的發(fā)射結(jié)電壓為零，均處于截止?fàn)顟B(tài)，因而電源提供的功率為零，負(fù)載上電壓也為零，兩只管子的管子壓降均為VCC。 其工作原理： ◆當(dāng)輸入信號使變壓器副邊電壓極性為上“+”下“-”時，T1管導(dǎo)通，T2管截止，電流如圖所示； ◆當(dāng)輸入信號使變壓器副邊電壓極性為上“-”下“+”時，T2管導(dǎo)通，T1管截止，電流如圖所示； ◆圖（b）為圖（a）所示電路的圖解分析，等效負(fù)載R/L上能夠獲得的最大電壓幅值近似等于VCC。因此負(fù)載RL上獲得正弦波電壓，從而獲得交流功率。T1和T2 “推挽”工作方式：同類型管子（T1和T2）在電路中交替導(dǎo)通的方式稱為“推挽”工作方式。 電路的工作狀態(tài)： 甲類：在放大電路中，當(dāng)輸入信號為正弦波時，若晶體管在信號的整個周期內(nèi)均導(dǎo)通（即導(dǎo)通角θ=360°），則稱之工作在甲類狀態(tài)； 乙類：若晶體管僅在信號的正半周或負(fù)半周導(dǎo)通（即θ=180°），則稱之工作在乙類狀態(tài)； 甲乙類：若晶體管的導(dǎo)通時間大于半個周期且小于一個周期（即θ=180°~360°之間），則稱之工作在甲乙類狀態(tài)； 提高功放管效率的方法： 減小功放管的管耗。具體做法是減小功放管的導(dǎo)通角，增大其在一個信號周期內(nèi)的截止時間，從而減小管子所消耗的平均功率。因而有些功放中，功放管工作在丙類或丁類狀態(tài)，此時管子的導(dǎo)通時間較短，管子平均管耗小，電路的效率較高。但此時管子工作在非線性狀態(tài)，集電極電流失真，必須采取措施消除失真。

如圖（a）所示為單管變壓器耦合功率放大電路，因為變壓器原邊線圈電阻可忽略不計，所以直流負(fù)載線如圖（b）所示。（uCE=VCC-iCRC，RC=0，uCE=VCC。）若忽略晶體管基極回路的損耗，則電源提供的功率為 PV=ICQVCC 從變壓器原邊向負(fù)載方向看的交流等效電阻為 故交流負(fù)載線的斜率為 ，且過Q點，如圖（b）中所畫。通過調(diào)整變壓器原、副邊匝數(shù)比N1/N2，實現(xiàn)阻抗匹配，可使交流負(fù)載線性與橫軸的交點約為2VCC。此時，R/L中交流電源的最大幅值為ICQ，交流電壓的最大幅值為VCC。最大輸出功率為 即三角形QAB的面積。 當(dāng)輸入正弦波電壓時，集電極動態(tài)電源的波形圖如圖（b）中所畫。在不失真的情況下，集電極電流平均值仍為ICQ，故電源提供的功率仍為 PV=ICQVCC 電路的最大效率 由于電源提供的功率不變，因而輸入電壓為零時，效率也為零；輸入電壓愈大，iC幅值愈大，負(fù)載獲得的功率就愈大，管子的損耗就愈小，因而轉(zhuǎn)換效率也就愈高。但是，人們通常希望輸入信號為零時電源不提供功率，輸入信號愈大，負(fù)載獲得的功率也愈大，電源提供的功率也隨之增大，從而提高效率。為了達(dá)到上述目的，在輸入信號為零時，應(yīng)使管子處于截止?fàn)顟B(tài)。而為了使負(fù)載上能夠獲得正弦波，常常需要采用兩只管子，在信號的正、負(fù)半周交替導(dǎo)通，因此產(chǎn)生了變壓器耦合乙類推挽功率放大電路，如下圖（a）所示。

第一節(jié) 學(xué)習(xí)要求： 1．了解功率放大電路的主要特點及其分類；2．熟悉常用功放電路的工作原理及最大輸出功率和效率 的計算；3．了解集成功率放大電路及其應(yīng)用。 本章的重點：OCL、OTL 功率放大器 本章的難點：功率放大電路主要參數(shù)分析與計算 第二節(jié)功率放大電路的一般問題 功放以獲得輸出功率為直接目的。它的一個基本問題就是在電源一定的條件下能輸出多大的信號功率。功率放大器既然要有較大的輸出功率，當(dāng)然也要求電源供給更大的注入功率。因此，功放的另一基本問題是工作效率問題。即有多少注入功率能轉(zhuǎn)換成信號功率。另外， 功放在大信號下的失真，大功率運(yùn)行時的熱穩(wěn)定性等問題也是需要研究和解決的。 一、功率放大電路的特點、基本概念和類型 1、特點： (1) 輸出功率大(2) 效率高(3) 大信號工作狀態(tài)(4) 功率BJT的散熱2、功率放大電路的類型 (1) 甲類功率放大器 特點：· 工作點Q處于放大區(qū)，基本在負(fù)載線的中間，見圖5.1。· 在輸入信號的整個周期內(nèi)，三極管都有電流通過。· 導(dǎo)通角為360度。 缺點：效率較低，即使在理想情況下，效率只能達(dá)到50%。由于有ICQ的存在，無論有沒有信號，電源始終不斷地輸送功率。當(dāng)沒有信號輸入時，這些功率全部消耗在晶體管和電阻上，并轉(zhuǎn)化為熱量形式耗散出去；當(dāng)有信號輸入時，其中一部分轉(zhuǎn)化為有用的輸出功率。 作用： 通常用于小信號電壓放大器；也可以用于小功率的功率放大器。 (2) 乙類功率放大器 特點：· 工作點Q處于截止區(qū)。· 半個周期內(nèi)有電流流過三極管，導(dǎo)通角為180度?！?由于ICQ=0，使得沒有信號時，管耗很小，從而效率提高。 缺點：波形被切掉一半，嚴(yán)重

該功率放大器可將功1—2W、88—108MHZ調(diào)頻發(fā)射機(jī)的功率擴(kuò)展至于10—15W，采用單管丙類放大及多級低通濾波器組成，具有較高的轉(zhuǎn)換效率及很強(qiáng)的詣波抑制能力。 電路如圖所示，采用大功率發(fā)射管C1972，其參數(shù)如下：175MHZ、4A、25W、功率增益≥8.5db、按圖所示參數(shù)，電路工作中心頻率約為98MHZ，輸入約2W的射頻功率時，額定輸出可達(dá)15W。為保88~108MHZ內(nèi)的任一頻點時輸出達(dá)到額定值，可根據(jù)前級的中心頻率對部分元件作適當(dāng)調(diào)整。必要時，可減少低通波波器級數(shù)，以增大輸出功率。經(jīng)擴(kuò)展后的功率信號由三級低通濾波器濾去高次詣波成份饋入了發(fā)射天線。元件選擇：除電解電容外，其它用高頻瓷片電容器， C11、C12、C14用高頻特性好，性能穩(wěn)定的可調(diào)電容，扼流電感RFC1、RFC2用成品電感器，必須注意RFC2的電流承載能力，應(yīng)選用線徑較粗的帶磁心的電感器。L1—L6可用?0.8mm的高強(qiáng)度漆包線制，直徑約5MM，圈數(shù)圖中以“T”為單位標(biāo)明。Q1用普通Q9插座，與插頭配套使用。Q2用專用50Ω射頻輸出接頭，接解電阻更小，更有利于阻抗匹配。功率放大管用比較常見的發(fā)射專用管C1972，當(dāng)然如果您銀子特別充足，買塊C2538等高增益管的話，功率將會更大。 調(diào)試電路時，務(wù)必注意因電路功率大，一定要接上假負(fù)載（本人用30支1W、1500Ω高精度金屬膜電阻并聯(lián)制成），并且要有足夠在的散熱裝置，正常工作時電源功率不低于2.5A，天線阻抗嚴(yán)格等于50Ω，不能用短棒拉桿天線，否則強(qiáng)烈的射頻回饋電流將使電路造成自身干擾，大部分射頻能量無法輻到空間而消耗在功率管上，使其過熱損壞；必須通

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