功率放大器
什么是功率放大器
什么是功率放大器功率放大器是一种电子设备，它的主要功能是将输入信号的功率放大到所需的水平，并以更大的输出功率来驱动负载。
功率放大器通常用于各种应用，包括音频放大器、射频放大器和电力放大器等。
一、功率放大器的基本原理功率放大器的基本原理是利用放大器中的有源器件（如晶体管或真空管）对输入信号进行放大，从而输出更大的功率。
其中，晶体管放大器是最常用的功率放大器之一。
晶体管功率放大器的基本构成包括输入端、输出端和供电电路。
输入端负责接收输入信号，输出端则提供放大后的信号输出，供电电路则为晶体管提供所需的电流和电压。
通过对供电电路的调整，可以控制晶体管的工作状态，进而实现对输入信号功率的放大。
二、功率放大器的分类根据不同的工作频率和应用领域，功率放大器可以分为多种不同的类型。
以下是几种常见的功率放大器分类：1. 音频功率放大器：主要用于增强音频信号的功率，使其能够驱动扬声器或其他音频负载。
常见的音频功率放大器包括A类、AB类和D 类放大器等。
2. 射频功率放大器：主要用于增强射频信号的功率，常见于通信系统、雷达系统和卫星通信等领域。
射频功率放大器通常需要具备高频率响应和较高的功率放大能力。
3. 电力放大器：主要用于电力传输和驱动高功率负载。
电力放大器通常采用大功率晶体管或管子作为放大器的核心器件，以提供足够大的输出功率。
三、功率放大器的应用功率放大器广泛应用于各个领域，以下是几个典型的应用示例：1. 音频放大器：音频功率放大器被广泛应用于音频系统中，如家庭音响系统、车载音响系统以及音乐会、演唱会的音响设备等。
它能够增强音频信号的功率，使声音更加清晰、立体，提升音乐和语音的质量和音量。
2. 无线通信：射频功率放大器在无线通信系统中扮演重要角色，例如在手机、基站以及卫星通信设备中。
它能够放大无线信号的功率，以实现信号的远距离传输和覆盖。
3. 医疗设备：医疗设备中常使用功率放大器来增强信号的功率，如心电图机、超声波设备和放射治疗设备等。
什么是功率放大器它在电子电路中的作用是什么
什么是功率放大器它在电子电路中的作用是什么功率放大器是一种电子器件，它可以将输入信号的功率放大到更高的水平，并输出给负载。
在电子电路中，功率放大器扮演着至关重要的角色，用于增强信号的幅度、电流和功率，以满足各种应用的要求。
一、功率放大器的分类功率放大器按照放大方式和使用材料的不同，可以分为几种不同的类型：1. 线性功率放大器：它是最常见的功率放大器。
线性功率放大器可以将输入信号放大到相同或接近相同的比例，同时保持信号的波形和频率不变。
2. 非线性功率放大器：这种功率放大器主要用于无线通信领域。
非线性功率放大器能够在不同频率处提供较大的功率增益，但会对信号的波形产生失真。
3. 开关功率放大器：开关功率放大器主要用于数字信号处理和功率放大器。
它可以在高效率和高功率输出的同时，快速地切换信号。
二、功率放大器的作用功率放大器在电子电路中的作用可以总结如下：1. 信号增强：功率放大器能够将输入信号的幅度增加到更高的水平。
这对于一些需要较大幅度信号的应用非常重要，例如音频放大器和无线通信设备。
2. 驱动负载：功率放大器能够提供足够的电流和功率，以驱动各种负载，如音响扬声器和电动机。
它可以确保负载得到足够的电力供应，从而正常运行。
3. 信号处理：功率放大器可以对信号进行处理，如滤波、调制和解调。
这能够改变信号的特性和形式，以适应不同的应用需求。
4. 改善信噪比：功率放大器可以提高信号的功率，从而减少信号与噪声之间的比值，提高信噪比。
这对于需要高质量信号的应用，如音频设备和通信系统非常重要。
5. 分配功率：功率放大器能够将输入功率分配给不同的输出通道，以满足多信号源和多负载的要求。
例如，在多通道音频系统中，功率放大器可以确保每个通道获得适当的功率供应。
三、功率放大器的应用领域功率放大器在各种领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 音频设备：功率放大器在音响系统、音乐演奏和放送系统中被广泛使用，以提供足够的声音功率和音质。
功率放大器的工作原理
功率放大器的工作原理
功率放大器是一种电子设备，其工作原理是将输入信号的功率放大到较大的输出功率。
在功率放大器中，通常使用晶体管或真空管作为放大器的核心元件。
首先，输入信号通过输入端进入功率放大器。
接下来，输入信号经过放大器内的电路结构，例如驱动电路、功率放大电路等。
这些电路结构根据输入信号的特征，将输入信号的功率进行放大。
在放大器的电路中，晶体管或真空管起到关键的放大作用。
当输入信号经过晶体管或真空管时，管子的工作点会发生变化。
这导致输入信号被放大，并产生较大的输出信号。
为了实现高效的功率放大，功率放大器还需要使用负载电路。
负载电路将输出信号的功率调整到最适合的工作状态，以提供最大的功率输出。
此外，为了保证功率放大器的稳定性和可靠性，功率放大器还需要使用负反馈电路。
负反馈电路可以根据输出信号的特征进行反馈控制，自动调整放大器的工作状态，使其能够稳定地放大输入信号。
综上所述，功率放大器通过合理设计的电路结构，利用晶体管或真空管等放大元件，将输入信号的功率放大到较大的输出功率。
这样，功率放大器能够为各种电子设备提供足够的功率输出，以满足实际应用的需求。
功率放大器
1 VCC U om U om ( ) RL 4
VCC
两管管耗
PT = 2 PT1
2019年1月14日星期一3时5分 45秒
2 VCC U om U om ( ) RL 4
13
2
3.电源供给的功率PE
PE = Po PT
4.效率
2VCCUom RL
2 VCC RL
• 输出功率小
• 静态功率大，效率低
2019年1月14日星期一3时5分 45秒
6
三. BJT的几种工作状态
甲类： Q点适中，在正弦信号的
整个周期内均有电流流过BJT。
iC
乙类：静态电流为0，BJT只在
正弦信号的半个周期内均导通。
IC Q
Q1
甲乙类： 介于两者之间，
导通角大于180°
UCEQ
VCC uCE
Uom
iC2
2019年1月14日星期一3时5分 45秒
负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES
11
三、分析计算
1.输出功率Po
Po = U o I o U om 2 U om U om 2 RL 2 RL
2
＋ VCC
最大不失真输出功率Pomax
ui
Pomax (VCC U CES ) 2 VCC 2 RL 2 RL
+
VCC
IcQ
Ic Q
R b1
RL
ui
uce
uce
1.三极管的静态功耗： PT U CEQ I CQ
电源提供的平均功耗： 若 U CEQ
1 VCC 2
Q
PE VCC I CQ
功率放大器的分类及其参数
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
功率放大器(功放)知识
功放基本知识：功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。
一套良好的音响系统功放的作用功不可没。
功放是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
分类：按功放中功放管的导电方式不同，可以分为甲类功放（又称A类）、乙类功放（又称B类）、甲乙类功放（又称AB类）和丁类.功放（又称D类）。
甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。
甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。
单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。
乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。
甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。
丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号，具有效率高，体积小的优点。
许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。
这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。
按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。
单端放大器的输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。
功率放大器
功率放大器功率放大器，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载（例如扬声器）的放大器。
功率放大器通常位于多级放大器的最后一级，其任务是是将前级电路放大的电压信号再进行功率放大，以足够的输出功率推动执行机构工作。
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。
本章将讨论功率放大器的电路组成工作原理等内容。
第一节功率放大器的基本概念一、功率放大器的组成功率放大器通常由3部分组成：前置放大器、驱动放大器、末级功率放大器。
1、前置放大器起匹配作用，其输入阻抗高（不小于10kΩ），可以将前面的信号大部分吸收过去，输出阻抗低（几十Ω以下），可以将信号大部风传送出去。
同时，它本身又是一种电流放大器，将输入的电压信号转化成电流信号，并给予适当的放大。
2、驱动放大器起桥梁作用，它将前置放大器送来的电流信号作进一步放大，将其放大成中等功率的信号驱动末级功率放大器正常工作。
如果没有驱动放大器，末级功率放大器不可能送出大功率的声音信号。
3、末级功率放大器起关键作用。
它将驱动放大器送来的电流信号形成大功率信号，带动扬声器发声，它的技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。
二、功率放大器的工作原理利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流放大，就完成了功率放大二、功率放大器的分类功放输出级的工作状态分类功率放大器按输出级的工作状态可分为甲类、乙类、AB甲乙类等多种。
甲乙类放大器既可避免产生乙类放大器的交越失真，又可解决甲类放大器功耗过大的问题，还能在低负载阻抗时继续较好地工作。
模电第08章功率放大器(康华光)
2 VCC π RL
2
当Vom≈VCC时效率最高:
π 78.5 % 4
（1-15）
四、 功率BJT的选择原则
1. 最大管耗和最大输出功率的关系 2 一管管耗: 1 VCCVom Vom
PT1 RL ( π 4 )
Vom=?时PT1最大? 令(dPT1)/(dVom)=0, 得出: 当Vom=2VCC/ =0.64VCC时PT1最大。
O
iC
O
UCE
t
——晶体管导通的时 间大于半个周期,导通 角>180º 静态IC 0,管 , 耗较小效率较高,不失 真,一般功放常采用。
4.丙类工作状态——导通角小于180°
（1-4）
§8.2 甲类功率放大器实例
一. 共射极放大器
Rb R b1
ui vi
– vo +
+V +VCC CC
交流通路
+ vi –
——晶体管在输入信 号的整个周期都导通, 导通角=360º, 波形好。 但静态IC较大, 管耗大 效率低。
（1-3）
2.乙类工作状态
IC Q UCE iC
o
o
t
——晶体管只在输入 信号的半个周期内导 通,导通角=180º, 静 态IC=0, 管耗小效率 高, 但波形严重失真 。
3.甲乙类工作状态
IC Q
Ｔ １ ui Ｔ２
－
uo
RL
t
交越失真
vo
VCC
t
（1-17）
§8.4 甲乙类互补对称功率放大电路
一.甲乙类双电源互补对称电路
1.电路 2.静态分析(vi=0时) T3处在放大状态, D1~D2处 在导通状态。 VBE1=VEB2≠0 T1~T2处在微导通状态。 IB1=IB2 ≈0,IC1=IC2 ≈0, VCE1=VEC2≈VCC 电源提供静态功率: PV =2IC1VCE1≈0 ∵对称, 两管射极电位: vo=VE=0
功率放大器知识大全
率放大是一种能量转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载。
功率放大器简介利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
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。
功率放大器种类目前市场上车用功率放大器的种类很多，分类方法也比较复杂。
最常见的是按照工作方式分为：A型、B型和AB型。
A型是指放大器每隔一定时间收集一次主机传输过来的音频信号，并将其放大后传输给扬声器，而这一过程中的“缓冲作用”保证了系统能够输出温和、平顺的声音信号，不足之处处在于消耗的能量较大。
B型功率放大器则是取消了前面所说的“缓冲作用”，放大器的工作一直处于适时状态，但是音质方面较前者就要差了一些。
AB型放大器，实际上是A型和B型的结合，每个器件的导通时间在50％-100％之间，可以称得上是当前比较理想的功率放大器。
功率放大器选购选择功率放大器的时候，首先要注意它的一些技术指标：1、输入阻抗：通常表示功率放大器的抗干扰能力的大小，一般会在5000-15000Ω，数值越大表示抗干扰能力越强；2、失真度：指输出信号同输入信号相比的失真程度，数值越小质量越好，一般在0.05％以下；3、信噪比：是指输出信号当中音乐信号和噪音信号之间的比例，数值越大代表声音越干净。
功率放大器1
• 乙类推挽管安全工作的条件： vCEmax≈2 VCC< V(BR)CEO iCmax= ILm≈ VCC/RL < ICM P Cmax /2= 0.2 PLmax <PCM 同时动态点不能超过二次击穿限定的安全区
交越失真 当输入信号很小，没有达 到管子导通电压 V B E ( o n ) 时 ， 管子没有导通，正负周 期交替过零时不能衔接 ， 会有非线性失真 ， 这就是 交叉失真或者交越失真 。 如果输入信号电压振幅越 小 ， 交越失真就越严重 。 为了消除交越失真 ， 必须 在管子B-E间加合适的正 向偏置电压 ， 其值应该稍 大于两管导通电压之和 。
交流负载线是一条经过Q点，斜率为
1 − R 'L
的直线。
• 性能分析
iC = ICQ + Icmsinωt vCE =VCEQ + (− R'LIcmsinωt) =VCEQ − Vcmsinωt， Vcm=Icm* R'L
N''
输出信号功率： PO=(½)Icm*Vcm = (½)Icm2 * R'L 直流功率： PD= VCCICQ 集电极管耗： PC= PD − PO 集电极效率： ηc = P0 = 1 Vcm I cm PD 2 VCC I CQ • 讨论 当PD一定时，要使不失真的输出信号功率最大，Q点应在交 流负载线的中点，输出交流电压和电流幅值为 Vcm = VCC − V CE(sat) ≈ VCC ， Icm = ICQ − ICEO ≈ ICQ 此时 Pomax=1/2 VCCICQ ηcmax =50%
1 2 CEO BE(ON) L i 1 CC L 1 2 L 2 cc L
功率放大器分类及原理
功率放大器分类及原理
功率放大器是一种电子设备，用于放大音频信号的功率，以便驱动扬声器或其他负载。
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为以下几种类型：1. 按工作方式分类：功率放大器可以分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等工作方式。
其中，甲类工作方式的效率最低，但失真最小；丙类工作方式的效率最高，但失真最大。
2. 按输出功率分类：功率放大器可以分为小功率、中功率和大功率等输出功率等级。
其中，小功率放大器适用于家庭音响等小型场合，而大功率放大器适用于演出、会议等大型场合。
3. 按使用场合分类：功率放大器可以分为家用、专业、车载等使用场合。
其中，家用功率放大器适用于家庭音响等场合，而专业功率放大器适用于演出、录音棚等场合。
4. 按输入信号类型分类：功率放大器可以分为模拟和数字输入信号类型。
其中，模拟输入信号类型的功率放大器适用于传统的音频设备，而数字输入信号类型的功率放大器适用于数字音频设备。
功率放大器的原理是将输入的音频信号放大到足够的功率，以便驱动扬声器或其他负载。
功率放大器通常包括前置放大器、功率放大器和输出级等部分。
前置放大器用于放大输入信号，功率放大器用于放大前置放大器输出的信号，输出级用于驱动扬声器或其他负载。
功率放大器的工作原理基于电子管或晶体管等半导体器件的放大作用，通过控制器件的工作状态来实现对输入信号的放大。
功率放大器的分类
功率放大器的分类功率放大器是一种用来增加信号功率的电子电路，它能够把某一范围较低的输入功率，放大至一定程度的输出功率。
它通常用来增强模拟电路或加频信号的放大，也可以用来放大无线电信号和声波信号。
主要有以下三种分类：1、绝对功率放大器：绝对功率放大器通常用于模拟电路，它可以把较低的输入功率放大到一定程度的输出功率。
它的最大的特点是：即使当输入信号发生改变时，功率也会保持不变。
2、半导体功率放大器：半导体功率放大器通常用于无线电和频率调制的信号放大。
它可以把低级的输入信号放大至较高的输出功率，在这个过程中不会有失真。
3、变压器放大器：变压器放大器主要应用于低频声波信号的放大，它可以把较低的输入电压放大到较高的输出电压，提高信号的质量。
变压器放大器的主要优点是：几乎不存在失真，因此它的性能更稳定。
功率放大器对信号的放大如此重要，它已经成为现代电子电路中必不可少的元件了。
无论是在模拟电路还是在加频和无线电信号放大中，功率放大器都有着重要的应用。
功率放大器的分类还可以根据它们的工作原理分类，比如磁控放大器，热管放大器，以及机械放大器等。
磁控放大器是利用励磁线圈的磁场效应来放大信号的，这种放大器的优点是低噪声，缺点是响应慢。
热管放大器是利用温度变化来增大信号的，它的缺点是体积大，效率低。
机械放大器是利用加工技术把信号从低频增大至高频的，除了在调制频率方面有良好的表现外，它还有很多其他的优点，比如它的可靠性和稳定性。
此外，还有一些其他的功率放大器，比如脉冲放大器，超声放大器，光纤放大器，机械振荡放大器等，它们各自都有不同的应用场景和不同的性能特点。
这些放大器的应用广泛，可以用来处理声音，图像，数据等多种信号，每种放大器在满足其特殊应用需求的前提下，都给用户提供了便捷而又高效的信号处理方案。
总之，功率放大器是当今电子电路中极其重要的一类元件，它们极大地改善了信号放大的效率，并为不同场景的信号处理提供了可靠而有效的解决方案。
什么是功率放大器如何设计一个功率放大器电路
什么是功率放大器如何设计一个功率放大器电路功率放大器是一种电子设备，用于将输入信号的功率放大到更大的输出功率。
在很多应用中，例如音频放大器、射频放大器等，功率放大器都扮演着至关重要的角色。
本文将介绍功率放大器的基本概念和设计原理，并提供一个设计功率放大器电路的简要指南。
1. 功率放大器的概念功率放大器是一种电路，它能够增加输入信号的功率，并输出一个更大的电功率。
在传输和传导电信号时，常常需要通过一些设备来放大信号的强度，以确保信号能够有效地传输或驱动负载。
2. 功率放大器的设计原理设计一个功率放大器的电路需要考虑以下几个因素：2.1 放大器类型的选择根据应用需求选择合适的功率放大器类型，常见的功率放大器类型包括晶体管放大器、功放集成电路等。
每种类型的功率放大器都有其特定的特点和适用范围。
2.2 输入与输出参数的规定根据应用场景和需求，确定输入和输出信号的参数，如电压、电流、频率等。
这些参数的确定将直接影响到电路的设计和选择元器件的性能。
2.3 选择适当的功率放大器电路拓扑不同的功率放大器电路拓扑，如A类、B类、AB类、C类等，能够提供不同的功率放大效果和效率。
根据需求选择适当的电路拓扑，同时考虑功率损耗和线性度等因素。
2.4 选取合适的元器件根据电路设计需求，选择合适的元器件，如晶体管、电容、电感等。
合理的元器件选择可以提高功率放大器的性能和稳定性。
2.5 良好的热管理功率放大器在工作过程中会产生大量的热量，因此需要设计有效的热管理系统，如散热器、散热风扇等，以确保电路的正常工作和长寿命。
3. 设计一个功率放大器电路的简要指南以下是设计功率放大器电路的简要指南，供参考：3.1 确定应用需求和规格首先明确功率放大器的应用需求和规格，并对输入输出参数进行规定，如输入电压信号范围、输出功率要求等。
3.2 选择适当的功率放大器类型根据应用需求和规格，选择合适的功率放大器类型，如晶体管放大器、功放集成电路等。
模拟电路第5章功率放大器
功率放大器
5.1 功率放大电路的一般特点 功率放大器：以向负载提供所需要的足够大的功率为 目的的放大器。 1、功率放大电路的特点及主要研究对象 ①输出功率大。 ②输出波形基本不失真。 ③效率要高，功率、效率、非线性失真为主要指标。 ④必须考虑管子的极限参数，并增加散热措施和保护 电路。 ⑤由于信号幅值大，在分析时不能用小信号模型，而 用图解法。
-VCC
5.3.2 甲乙类单电源互补电路 (OTL OTL) OTL 静态时 1 、基本电路
RC3 D1 vi R2 D2 T3 R1 VK VCC VCC/2 t Re Ce VCC K C T2 RL T1 vo 调节R2使：VK=VCC/2 电容C上的电压 Vc =VCC/2 输入信号时： 输入信号时 Vi为负半周，T1导通, T2截止， Vo为正半周。 Vi为正半周，T1截止，T2导通， 电容C放电，相当于电源， 电容C放电，相当于电源 因为电容C很大，其上电压可 认为不变。 Vo为负半周。
VCCVom V PT 1 = π RL 4 RL
PT = V CC = PV Po 2 V om V π RL 2 RL
2 om
2 om
dPT 1 =0 最大管耗： dVom
PT 1(max)
Vom =
2
π
VCC
2 1 VCC 2 = 2 = 2 Po (max) = 0.2 Po (max) π RL π
输出功率最大时的管耗
Vom ≈ VCC
2 VCC 4 π P1 = = 0.137Po(max) T 2RL 2π
1 T /2 PT 1 = ∫ vCE iC dt T 0 2 VCC 4 π 1 T /2 Vom sin ωt = ∫ (VCC Vom sin ωt ) dt P = T 0 RL 2π T RL
功率放大器介绍
功率放大器介绍功率放大器（PA）是一种电子设备，用来提高输入信号的功率。
它广泛应用于通信、广播、无线电、音频和雷达系统等领域中。
功率放大器通常使用晶体管、真空管、FET（场效应管）等半导体器件作为放大器的关键部件。
功率放大器的主要功能是将输入信号的功率放大到所需的输出功率水平。
输入信号可以是来自麦克风、信号产生器、无线电天线或其他源。
放大器通过应用电流或电压来控制其输入和输出之间的功率转换。
功率放大器的输出功率通常以瓦（W）为单位进行度量。
1.增益：功率放大器能够提供输出信号的放大程度，即输入信号和输出信号之间的比例关系。
增益通常以分贝（dB）为单位进行度量。
2.频率响应：功率放大器的频率响应指的是其能够放大的频率范围。
不同的功率放大器在频率响应上可能有所不同，因此选择合适的功率放大器是确保信号质量的重要因素。
3.效率：功率放大器的效率指的是其能够将输入功率转换为有用输出功率的能力。
高效率的功率放大器可以减少能源浪费，并减少设备的发热。
4.线性度：功率放大器的线性度指的是其在不同输入功率水平下输出信号的失真程度。
线性功率放大器能够准确地放大输入信号而不引入失真。
在选择和设计功率放大器时，需要考虑许多因素，包括输出功率、频率范围、电源要求、输出阻抗、输入和输出保护电路等。
不同的应用领域和要求可能需要不同类型的功率放大器。
下面介绍几种常见的功率放大器类型：1.A类功率放大器：A类功率放大器是一种基本的功率放大器，具有简单的电路结构和低成本。
然而，A类功率放大器的效率相对较低，并且会引入较大的功率失真。
2.AB类功率放大器：AB类功率放大器是在A类功率放大器基础上作出改进的一种类型。
它结合了A类功率放大器的简单性和低成本，同时提高了效率和线性度。
3.D类功率放大器：D类功率放大器是一种高效率的功率放大器，适用于需要低功耗和高输出功率的应用。
D类功率放大器使用脉冲宽度调制（PWM）技术，能够在高频率上工作。
功率放大器常见的分类
功率放大器常见的分类功率放大器是一种将信号电平增大的电路，用于驱动负载，例如扬声器、电动机等等。
功率放大器的主要作用是将信号源的信号放大，增加输出信号的驱动能力，使输出的信号可以更好地驱动负载。
根据放大器的使用场景和应用需求的不同，功率放大器可以分为以下几种分类。
分类一：按照功率级别分类根据功率级别的高低，功率放大器可以分为很多不同的类别。
1.低功率放大器低功率放大器通常是指功率在几百mW到几个W之间的放大器。
它们广泛应用于小型电子设备，例如智能手机、平板电脑、MP3播放器等等。
2.中功率放大器中功率放大器的功率级别在几个W到几十W之间，这种放大器通常用于家庭音响系统、汽车音响系统、电视机等等。
3.高功率放大器高功率放大器的功率级别在几十W到几千W之间，这种放大器通常用于专业音响系统、舞台音响系统、演唱会音响系统等等。
分类二：按照工作方式分类1.甲类功率放大器甲类功率放大器是一种比较常见的功率放大器类型，它的输出电流波形与输入信号波形完全相同，但输出电流只在输入信号的正半周或负半周上进行放大。
甲类功率放大器的效率一般比较低。
2.乙类功率放大器乙类功率放大器在正、负半周都有放大，但是在输入的小信号范围内，乙类功率放大器会自动关闭，以减小功耗和热损失。
乙类功率放大器的效率比甲类功率放大器高很多。
3.甲乙混合类功率放大器甲乙混合类功率放大器是甲类功率放大器和乙类功率放大器的组合，它既能够输出高保真度的信号，同时又具有高的效率。
甲乙混合类功率放大器通常是高端音响设备中的重要组成部分。
分类三：按照管路技术分类1.BJT功率放大器BJT功率放大器是基于双极型晶体管的电路，其结构简单，价格较便宜，在各种电气设备中被广泛应用。
但该种功率放大器效率较低，不太适合高功率的应用场景。
2.MOSFET功率放大器MOSFET功率放大器是比较流行的一种功率放大器，它基于金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）实现电路放大功能。
功率放大器工作原理
功率放大器工作原理功率放大器是一种电子设备，用于将低功率电信号放大为高功率输出。
它在许多领域中被广泛应用，例如音频放大器、射频放大器、雷达系统和通信系统等。
本文将介绍功率放大器的工作原理和常见的工作模式。
一、功率放大器的基本原理功率放大器是由输入级、驱动级和输出级等组成的放大器电路。
其中输入级负责接收输入信号并将其放大到合适的幅度，驱动级负责进一步放大信号并将其传递给输出级，输出级负责将信号放大到所需的输出功率。
在功率放大器中，通常会使用晶体管、真空管或功率放大模块等作为放大元件。
这些元件能够提供放大信号所需的电流和电压增益，从而实现信号的放大过程。
二、功率放大器的工作模式功率放大器可以运行在不同的工作模式下，常见的有A类、AB类、B类和C类等。
下面将介绍每种工作模式的特点和应用领域。
1. A类功率放大器A类功率放大器具有线性放大特性，能够输出精确复制输入信号的放大信号。
在A类功率放大器中，放大元件始终处于导通状态，因此具有较高的谐波失真，效率较低。
A类功率放大器广泛应用于音频放大器和对放大精度要求较高的应用中。
2. AB类功率放大器AB类功率放大器综合了A类与B类功率放大器的特点，既能提供较高的放大效率，又能保持较低的谐波失真。
在AB类功率放大器中，放大元件在无输入信号时处于截止状态，只有在接收到输入信号时才导通。
AB类功率放大器广泛应用于音频放大器和通信系统中。
3. B类功率放大器B类功率放大器只在输入信号的半个周期内进行放大，另一半周期则关断，因此具有较高的效率。
在B类功率放大器中，通常使用两个互补型放大元件，一个负责放大正半周信号，另一个负责放大负半周信号。
B类功率放大器常应用于音频放大器、扬声器系统等。
4. C类功率放大器C类功率放大器只在输入信号为正弦波的峰值时进行放大，其他时间段则关断。
与B类功率放大器相比，C类功率放大器具有更高的效率和更小的失真。
C类功率放大器广泛应用于射频放大器、无线通信系统等。
《功率放大》课件
非线性失真的测量
非线性失真的抑制
通过优化电路设计、选择合适的元件 和采取有效的反馈措施等可以抑制非 线性失真。
非线性失真可以通过测量谐波失真系 数、互调失真系数等指标来评估。
频率响应
频率响应的定义
01
频率响应是指功率放大器在不同频率下的输出功率的变化情况
。
频率响应的测量
02
在标准测试条件下，使用合适的测试设备对功率放大器的频率
功率放大器的分类
总结词
功率放大器可以根据不同的分类标准进行分类，如按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等。
详细描述
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为多种类型。按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等； 按用途可分为通用型和专用型；按电路结构可分为分立式和集成式。不同类型的功率放大器具有不同的特点和应 用范围。
无线通信系统
移动通信基站
在无线通信系统中，功率放大器用于 放大信号，确保信号覆盖范围和通信 质量。
卫星ห้องสมุดไป่ตู้信
卫星通信系统中的功率放大器用于将 信号放大并发送到卫星上，实现远距 离通信。
雷达与声呐系统
雷达
雷达系统中的功率放大器用于放大发射信号，提高探测距离和精度。
声呐
在声呐系统中，功率放大器用于放大声音信号，提高水下探测的灵敏度和距离。
03
功率放大器的主要 参数
输出功率
输出功率
指功率放大器输出的最大 功率，通常以瓦特（W） 为单位表示。
输出功率的测量
在标准测试条件下，使用 合适的测试设备对功率放 大器的输出功率进行测量 。
输出功率的调整
根据实际需要，可以通过 调节音量控制或输入信号 的大小来调整功率放大器 的输出功率。
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(8-29)
集成功放 LM384 外部电路典型接法： 输入信号 ui
6 2
Vcc
14
电源滤波电容 输出耦合大电容
500
8 1
+
调节音量
5
2.7
0.1
8
外接旁路电容
低通滤波,去除高频噪声
(8-30)
电子技术 模拟电路部分
第八章 结束
2
5 . 3W
(8-17)
8.2.5 乙类功率放大电路存在的缺点
由于晶体管特性存在非线性，vi <vT 时晶体 管截止。 iB
iB
vBE ui t VT
t
(8-18)
乙类放大的输入输出波形关系: vi t 死区电压 v´o ´ t v"o vi T2 iL RL vo T1
+VCC
t
vo t 交越失真
当连线，即可向负载提供一定的功率。
集成功放LM384：
生产厂家：美国半导体器件公司 电路形式：OTL 输出功率：8负载上可得到5W功率 电源电压：最大为28V
(8-28)
集成功放 LM384管脚说明: 14 -- 电源端（ Vcc）
3、4、5、7 -- 接地端（ GND） 10、11、12 -- 接地端（GND） 2、6 -- 输入端 （一般2脚接地） 8 -- 输出端 （经500 电容接负载）
-VCC
交越失真：输入信号 vi在过零 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。
(8-19)
克服交越失真的措施：
电路中增加 R1、D1、 D2、R2支路。 静态时 T1、T2两管发射结电位 分别为二极管D1、 D2 的 正向导通压降，致使两管 均处于微弱导通状态, 即 构 成 甲乙类功率放 大电 路。
【注意】
采用甲乙类单电源互补功率放大电路（OTL），由于每 个管子的工作电压不是原来的VCC而是1/2VCC 。 所以，在应用前面所用的计算功率放大电路的指标时 的公式必须加以修正，即将 1/2VCC 代入前面的公式即 可。
(8-27)
8.4 集成功率放大器
特点：工作可靠、使用方便。只需在器件外部适
1. 最大管耗和最大输出功率的关系 管耗：
dP T 1 dV om 1 RL
PT 1 1 RL ( V cc V om V om 4
2
)
(
V cc
V om 2
dP T 1
)
0
dV om
V cc
V om 2
0
Vom
2Vcc
0.6Vcc
最大管耗： PT 1m
2Vcc 2 2Vcc ( ) 4
1.求最大输出功率Pom，并验证BJT能否安全工作。
2.电路在η =0.6时的输出功率PO。
《解》
1. 求 Pom
Pom
1 V cc 1 12 W 9W 2 RL 2 8
12 8
2
2
验证能否正常工作：
i CM V cc RL 1 .5 A
u CEM 2V cc 2 12 24 V PT 1 M 0 . 2 Pom 0 . 2 9 1 . 8W
(8-23)
方式二： ib
e ib T2
e
b
T1
b
c ic
c
ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能确定均如下： 1 2 晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
(8-24)
改进后的OCL互补输出功放电路：
T1：电压推动级 T2、R1、R2： UBE倍增电路
此时，虽然减小了静态功耗，提高了效率， 但出现了波形失真，为此，必须从电路的结构 上采取一定的措施。
(8-6)
8.2 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.2.1 电路组成
+VCC T1
vi
iL
RL T2 -VCC
vo
采用两只不同类型的 BJT，一个工作在信号 的正半周，另一个工作 在信号的负半周，从而 在负载上得到一个完整 的波形。
电子技术 模拟电路部分
第八章
功率放大器
(8-1)
概述
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。 例1： 扩音系统 信 号 提 取 电 压 放 大 功 率 放 大
(8-2)
例2：温度控制 R1 R1-R3:标准电阻 Va : 基准电压 Rt :热敏电阻 R3 b
0
V om sin t d ( t ) (V cc V om sin t ) RL
2 V cc V om V om 2 ( sin t sin t ) d ( t ) RL RL
0
1 RL
(
VccVom
Vcc 功 放
加 热 元 件
a
+ + - A vo1
vo
A：电压放大器
R2
Rt
温控室
温度调节 过程
室温T T
Rt
Vb
VO1
VO
(8-3)
8.1 功率放大电路的一般问题
一. 对功率放大电路的要求： 1. 要求输出功率尽可能大。 2. 效率要高。 3.非线性失真要小。
4.要考虑考虑功率器件的散热问题。
Vom 4
2
)
(8-10)
两管的总管耗：
PT PT 1 PT 2
2 RL ( VccVom
Vom 4
2
)
3.直流电源供给的功率PV 直流电源供给的功率PV包括负载功率和管耗两部分。 当 vi=0时， PV=0
2
;
当vi≠0时，PV=PO+PT
2
1 V Om 2 V cc V om V om PV ( ) 2 RL RL 4
(8-20)
+VCC
R1 D1 ui T1 vO
D2
R2
iL
T2 RL
-VCC
8.3 甲乙类互补对称功率放大电路
8.3.1 甲乙类双电源互补功率放大电路（OCL）
T3 构成前置放大级 T1、T2 互补输出级 静态时D1、D2产生 压降为T1、T2提供偏压 使其处于微导通状态
iC 1 iC 2 iL 0 vo 0
2 2 2 1 2Vcc Vcc 1 Vcc ( 2 2) 2 RL RL
最大输出功率：
Pom
1 Vcc 2 RL
2
(8-13)
最大管耗： PT 1 m
2V cc 2 2V cc ( ) 2 2 2 1 2V cc V cc 1 V cc ( 2 2) 2 4 RL RL
信号周期内各导电180°，且通 过两管的电流和两管的两端在数值上也相等，为求 总管耗，故只需求出单管的管耗就可以了。 设： v o V om Sin t
PT 1
则，T1管耗为：
uo RL d ( t )
1 2 1
2
1 2
0
(V CC u o )
(8-22)
8.3.2 电路中增加复合管
增加复合管的目的是：扩大电流的驱动能力。 复合管的构成方式： c 方式一： ic c ic ib b ib T1 b e T2 i c 1 1 i b , i b 2 i e 1 (1 1 ) i b ,
e
ic 2 2 ib 2 , i c i c 1 i c 2 1 2 (1 1 ) i b
能够正常工作。
(8-16)
2.求电路在η=0.6时的输出功率Po 根据：
Po PV
V om
4 V cc
可求出在效率η=0.6时的输出电压幅值
V om 4 V cc
0 . 6 4 12
9 . 2V
然后求出此时的输出功率
1 V om 1 9 .2 Po 2 RL 2 8
ic2
-VCC
T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 式，称为乙类放大。
(8-8)
8.2.3 分析计算
1.输出功率
Po Vo I o
Vom 2
2 om
Vom
1 Vom 2 RL 2 RL
2 cem 2 cc
2
最大输出功率
P om
1 V 1 V 1 V 2 RL 2 RL 2 RL
T3、T4、T5、T6： 复合管构成的输出级
vi
+VCC T1
T3
R1 T2 T4
R2
T5
T6
RL
输出级中的T4、T6均为NPN型 晶体管，两者特性容易对称。
-VCC
(8-25)
8.3.3 甲乙类单电源互补功率放大电路（OTL）
由于电路对称，当ui=0时：
iC 1 iC 2 iL 0 vo 0
2.功率BJT的选择 功率BJT参数的选择原则： ⑴ 每只管子的最大允许管耗必须大于 0.2Pom 。 ⑵ 每只管子的 |V(BR)CEO|＞2VCC 。 ⑶ 所选BJT的最大集电极电流ICM＞VCC/RL。
(8-15)
《例》乙类功放电路如图所示。
设：VCC=12V，RL=8Ω，BJT参数:ICM=2A， |V(BR)CEO| ＝30V， PCM=5W，试求：