乙类推挽功率放大器
甲类,乙类,甲乙类,D类功放比较
甲类、乙类、丙类功率放大器的特点甲类功率放大器,是指当输入信号较小时,在整个信号周期中,晶体管都工作于它的放大区,电流的导通角为 180度,适用于小信号低频功率放大,且静态工作点在负载线的中点。
乙类功率放大是指其集电极电流只能在半个周期内导通,导通角为90度。
丙类功率放大是指其集电极电流导通时间小于半个周期的放大状态,导通角小于90度,丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。
低频功率放,其负载是阻性,只能在甲类或甲乙类(丙类)推挽工作,高频谐振攻放,工作在丙类。
1、A类功放(又称甲类功放)A类功放输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。
当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器。
当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
A类功放的工作方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用负反馈,它的开环路失真仍十分低,因此被称为是声音最理想的放大线路设计。
但这种设计有利有弊,A类功放放最大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满电流流入,电能全部转为高热量。
当讯号电平增加时,有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音色圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。
A类功率功放发热量惊人,为了有效处理散热问题,A类功放必须采用大型散热器。
因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流。
一部25W的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。
所以A类机的体积和重量都比AB类大,这让制造成本增加,售价也较贵。
乙类推挽输出级电路与功率放大器
2 U U 1 E = C 0m - 0m R 4 L
1 ) = I0m - I0m2 RL 4
Ec
休息1 休息2 返回
3 直流电源供给的功率PE
电源 EC(或 Ee)供给电流的平均值
1 I = T
ic
T
0
i c (t )dt =
I 1 U 0m = 0m RL
I
Io m
(3) 复合管的应用:
R 其中 L = Re // R L
1 u= ⅱ: A ' h h ie 1 (1hfe 1) ie 2 (1hfe 1 )(1hfe 2 )R L
' (1hfe1 )(1hfe2 )R L
电路仿真1 电路仿真2
ib1
+
ui
i0 ie2 i0 R ie2 e A = = i = ⅲ: ib1 ib1 ie2 R e R L ib1
0
· Q
截止区
u BE
饱和区
(3) 甲乙(AB)类工作状态
静态工作点设置在放大区内,但接 近截至区,在信号的大半周期内三极 管导通,导通角θ >1800
ic
· Q
截止区
u BE
(4) 丙(C)类工作状态
静态工作点设置在截至区内,晶体管只
饱和区
ic
有在信号正半周的一部分时间内导通,输 出信号电流波形只有一个尖顶,导通角 θ <1800 。
u1 =
N1 uL N2
返回
N2 = iL N1
(5)变压器耦合推挽功放
ii:
ui
ui + ui1 + ui2 iC2
工作原理
iC1
EC
1.3乙类功率放大器
1.3 乙类推挽功率放大器 1.3.1 变压器耦合乙类推挽功率放大器一、电路 结构特点:上下对称 Tr1:输入变压器,保证两管轮流工作;Tr2:输出变压器,实现输出信号合成。
二、定性工作原理输入信号正半周时,T1导通,T2截止; 输入信号负半周时,T2导通,T1截止。
两个管子轮流工作,一推一拉(挽)所以叫推挽。
三、定量性能分析 Q 点:1、 静态 0CQ I =直流通路: CEQ CC V V =2、 交流通路 2'L L R n R =,12w n w =为输出变压器变比3、 交流负载线:过Q 点,斜率为1'L R -。
4、 动态分析 设:sin i im v V t ω= 当正半周(0)t ωπ≤≤时, 有1sin C cm i I t ω=1sin CE CC cm v V V t ω=-同理,负半周(2)t πωπ≤≤时,2sin C cm i I t ω=-1sin CE CC cm v V V t ω=+两管叠加后21()sin (02)L C C cm i n i i nI t t ωωπ=-=-≤≤RL'.v v i i i oc1c2L L R ++--Tr1Tr2w2CEui i = n ( ic2 - ic1 )i iLC2C1ttttuotCE1i B1ti C1ttVccIcmIbmVcmVcm = Icm*RL'5、 定量计算(1) 输出功率('L R 上功率就是L R 上功率)o P22111'2'22cm o cm L cm cm L V P I R V I R ===每管输出功率1112o o o P P P ==引进集电极电压利用系数ξcmCCV V ξ=, ξ与激励bm I 有关,(01)ξ≤≤ cm CC V V ξ∴=⋅, 'CCcm L V I R ξ⋅=则:22222max ()112'2'2'cm CC CCo o L L L V V V P P R R R ξξξ⋅===⋅=⋅ 其中:2max2'CC o L V P R =为理想状态,满激励下的输出功率----最大输出功率。
乙类互补推挽功率放大电路的分析计算
PD C m
V C C 2 πRL
Pcmax PTm 0.4Po
PTm(single) 0.2Po
max 78.5%
甲类:Pcmax=4W→ 大功率管→必须加散热片→体积增大 乙类: Pcmax=0.2W —中功率管
说明:一般0.1W以下的管子称为小功率管。
制作单位:北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
2UomVCC πRL
PD C m
2VC C 2 πRL
3. 效率
Po U o m
PDC
4 VCC
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
m
4
78.5%
2Po RL
Po
P U o m 2
o
2RL
81/117
PC
PC
2VCC
2PO RL
PO
matlab代码如下。
om PTm
PTm(single) 0.2Pom
P U o m 2
o
2RL
83/117
甲类功放 (CE、无变压器)
Pcmax 4Po
max 2 5 %
例:负载输出功率 Po=1W, 甲类CE单管放大和乙类放 大电路的管子子功耗是多少? 分析:
乙类功放
Po(m ax )
V C C 2 2 RL
PO
x = 0:0.1:10
y = 24/pi*sqrt(2*x/8)-x;
plot(x,y)
82/117
4. 集电极的最大功耗PC
PC PDC Po
2VCC π
2Po RL
Po
令
d PC d Po
0 , 解 得 Po
乙类互补推挽放大器设计
电子应用系统CDIO一级项目设计说明书题目:乙类互补推挽放大器设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计周数:设计成绩:2012年6月18日1、CDIO设计要求本次CDIO设计题目如下:运用课程《电子线路》的非线性部分相关知识及课外资料,设计一个符合要求的、合理的乙类互补推挽功率放大器。
设计要求为:1.电源电压U=10~15V2.输入阻抗Z≥1KΩ3.输出负载R=8Ω4.输出功率P=1~5W5.放大倍数X≥20倍6.带宽f =100~200KHZ7.无失真8.multisin仿真结果2、CDIO设计正文2.1 功率放大电路功率放大电路着眼于较大的输出。
其特点是在同样的供电电压下有着较大的电流输出能力,即具有较大的“负载能力”。
在实际应用中,需要功率放大电路的场合很多。
例如带动电机的转动、仪表的指示、继电器的动作、天线的发射、扬声器的发声等。
要实现这些控制,就要在电压放大之后,在用功率放大电路提供负载所需要的足够的电功率。
2.2 功率放大电路的特性1、有足够大的功率输出2、非线性失真小3、效率高2.3 功率放大电路的分类1、按功放管的工作状态分为甲类、乙类、甲乙类和丙类2、按工作频率的高低分为低频功率放大电路和高频功率放大电路3、按负载的性质分为非谐振功率放大电路和谐振放大电路4、按电路结构分为单管功率放大电路、变压器耦合推挽功率放大电路和无变压器的功率放大电路2.4 乙类互补推挽功率放大电路推挽的意思是两个晶体管一推一拉的工作。
如下图是乙类互补对称推挽功率放大电路的原理电路。
T1、T2分别为NPN和PNP型三极管,他们的特性要相同。
信号从两个晶体管的基极输入,从公共射极输出,RL为负载电阻。
这个电路可以看成是由两个射极输出器组合而成。
由于半导体三极管的发射结处于正向偏置它才能导通,因此,当输入信号u处于正半周时,T2截止,T1导通并处于放大状态,由电流ie 1流过负载RL;而当输入信号处于负半周时,T1截止,T2处于放大状态,由电流ie 2流过负载RL,由此便在负载上产生完整的电压波形。
乙类推挽功率放大器
(2) 克服交越失真的基本途径
在输入端为两管加合适的正偏电压,使其工作在 甲乙类。
由传输特性图可见:只要 VBB 取值合适,上下两路 传输特性起始段的弯曲部分就可相互补偿,合成传输特 性趋近于直线,在输入正弦电压激励下,得到不失真的 输出电压。
(3) 常用电路
vi2 vi1 ,分别加在两管的基射极之间,实现两
管轮流导通。
Tr2——输出变压器,隔断 iC1 和 iC2 中的平均分 量,并利用初级绕组的中心抽头将 iC1 和 iC2 中的基波 分量在 RL 中叠加,输出正弦波。
T1 和 T2——特性配对、相同导电类型的 NPN 功 率管
(2) 工作原理 (忽略射结导通压降) vi1(t) > 0 时, vi2(t) < 0,T1 管导通,T2 管截止, ic1 处于正半周的半个正弦波; vi2(t) >0 时, vi1(t) < 0,T2 管导通,T1 管截止, ic2 处于负半周的半个正弦波。iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加,输出正弦波。
T2 对 T4 的限流保护作用同上。
五、输入激励电路
1. 必要性 互补推挽功率放大器 中的功率管接成射极跟随 器,电压增益小于 1。若 要求功率管充分利用,输出最大信号功率,则 RL 上的 信号电压振幅达到接近电源电压(单电源时,接近 VCC/2)。为此,要求输入激励级为互补功率管提供振 幅接近电源电压的推动电压。
VBEQ1
VBEQ2
VBB 2
VBB 2VTn(IR / IS ) IS 为二极管 D1 和 D2 的反向饱和电流,VT 为温度电 压当量。
3. vBE 倍增电路 (1) 电路 直流:由 T3、R1、R2 组成, 且由电流源 IR 激励,为互补功率 管 T1、T2 提供偏置电压 VBB。 交流:T3、R1 构成电压并 联负反馈电路,反馈电路的电阻
1.3乙类推挽功率放大电路
2. 过流保护电路 (1) 电路:T1、T2 :保护管,R1、R2 :取样电阻。 (2) 原理 :以保护管 T1 为例 正常时,VR1 < VBE1(on),T1 截止, 不起保护作用。 异常时,VR1 > VBE1(on),T1导 通,分流 i1 , 限制 T3 管的输出电流, 起到了限流保护作用。 T2 对 T4 的限流保护作用同上。 五、输入激励电路 1. 必要性 互补功放, 功率管为射随器,Av < 1。若要求输出最大 信号功率,则要求激励级提供振幅接近电源电压的推动电 压(单电源为1/2VCC)。
乙类推挽电路时,两管的合成传输特性
(2) 解决途径 输入端两管适当正偏,使其工作在甲乙类。 由传输特性图可见:只要 VBB 取值合适,上下两路传输 特性起始段的弯曲部分就可相互补偿,合成传输特性趋近于 直线,在输入正弦电压激励下,得到不失真的输出电压。
(3) 常用电路 ① 二极管偏置电路 ② vBE 倍增电路 2. 二极管偏置电路 电路:IC中,偏置二极管由三极管取代,如图 (b)、(c)
作业:1-14,1-16,1-17
式中,VBE3 = VT ln(IE3 / IS) VT ln(IR / IS)
R2 R1 VBE3 VBB VBB VBE3 (1 ) R1 R2 R2
上式表明:偏置电路提供的偏置电压 VBB 是 VBE3 的倍 增值,且其值受 R1 和 R2 控制,故称为 VBE 倍增电路。 (3) 具有热补偿:T℃↑ → ICQ →VBE3→VBB → ICQ
2. 电路 T3 : 输入激励级, T3 的直流负载R(忽略T1 T2)基流,直流负载线为 (b)Ⅰ。 3. 影响输出振幅的因素 交流负载r R//ri < R ,交流负载线(b)Ⅱ所示。故 T3 管最 大输出电压振幅减小,小于 VCC/2。 若使 r > R,则交流负载线如图(b)Ⅲ,输出信号电压振 幅可接近 VCC/2。 4. 改进电路 (1) 电流源构成有源负载放大器,直流电阻小,交流电 阻大。
(64)乙类互补推挽功率放大电路
输出信号uo
T2导通 uo≈ui
+
A
+
u_i
T2
RL uo _
_VCC
乙类互补推挽电路工作情况 iC
Uopp=2(VCC – UCES)
Q
O
uCE
Uopp O
iC uCE
T1通
t
T2通
3. 主要指标计算
设 uoUom si nt
(1) 输出功率
Po UoIo
1 2 Uom Iom
U
2 om
2RL
乙类互补推挽功率放大电路
1. 电路组成
+VCC
T1
iC1
io
电路特点 (1) 晶体管T1、T2特性对称
+
+ (2) 电源对称
u_i
T2
RL uo iC2 _
(3) T1、T2射极输出
_VCC
2. 工作原理
设ui=Uimsin t
a. 当ui =0 时 UA =0
T1、T2截止 uo=0
静态功耗为零
+VCC
iC1 T1
io
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
b. ui >0 时 T1导通 输入信号ui T1
+VCC iC1
电流io方向 输出信号uo
T2截止 uo≈ui
+
A
+
u_i
T2
RL uo iC2 _
_VCC
c. ui <0 时
电流io方向 +VCC
T1截止 输入信号ui T1
乙类推挽功率放大器
1.1 CDIO 设计目的通过设计乙类互补推挽功率放大器,掌握利用分离原件组成OTL 功放电路的原理,提高电路原理图读图技能,熟练掌握较复杂电路的装调操作方法。
1.2 CDIO 设计正文1.2.1设计要求电压增益:20倍直流输入电压:不大于10V输出功率:1W 以上(负载RL =8Ω)频率特性:20Hz ~50KHz1.2.2 设计原理乙类工作时,为了在负载上合成完整的正弦波,必须采用两管轮流导通的推挽电路。
通常使用T1和T2两个特性配对的互补功率管(NPN 型和PNP 型),若忽略功率管发射结导通电压,则当输入信号正半周期时,两功率管分别导通和截止,输出为正半周的半个正弦波;当输出信号负半周期时,两功率功率管分别截止和导通,输出为负半周的半个正弦波,通过负载的电流通过合成形成完整的正弦波。
1.2.3设计过程负载RL =8Ω Vo= V Po R L 22*=,输出功率Po=1W峰值为Vp=4V ,峰峰值为Vp-p=8V若要实现输出功率为Po=1W ,则直流电源电压Vcc >8所以取Vcc=10V输出电流Io==L CC R V /221422mA 取β=100,1b I =Io/β=4.22mA 取5I =20mA ,所以5R =0.5cc V /5I =250Ω取E V =0.2Vcc=2VE R =2V/20mA=100Ω因为E 5V R /R A ==2.5<10,所以E R 取值不合适令64E R R R +=,4R =10Ω,5R =250Ω当交流分析时,6R 被短路,V A =25符合要求Q2三极管基极电流'b I = I5/β=20mA/100=0.2mA2I =5~10倍的'b I ,取2I =2mA E 2V V =b +0.7V=2.7V6R = 2b V /2mA=1.35k Ω4R =(Vcc-2V b )/2mA=3.65k Ω电路中R 、C 电路为高通滤波电路,频率在20Hz ~50KHz所以计算得2C =40uF ,3C =2mF ,旁路电容1C =100nF1.3仿真结果图1 乙类功放原理图图2 输入端电压与输出端电压比较图3 示波器仿真波形1.4设计总结通过这次的乙类推挽功率放大器的设计,发现了自己很多知识上的漏洞,通过查阅书籍和在网上搜索资料,以及询问同学,总算做出了这个波形不是真的仿真电路。
甲类乙类甲乙类推挽式放大器
经常会看到XX功放是采用推挽式结构,或者说XX采用甲类放大器,效果出色什么的描述,但各位可否知道这些类型功放工作代表的意义呢?下面就简单介绍一下:1.甲类放大:晶体管静态工作点设置在截止区与饱和区的中分点的放大电路,叫做甲类放大电路,适合于小功率高保真放大。
甲类放大又称为A类放大,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)。
正弦信号的正负两个半周由单一功率输出原件连续放大输出的一类放大器。
当输入信号较小时,在整个信号周期中,晶体管都工作于它的放大区,电流的导通角为180度,且静态工作点在负载线的中点。
甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,适用于小信号低频功率放大,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。
2.乙类放大:晶体管静态工作点设置在截止点的放大电路,叫做乙类放大电路,适合于大功率放大。
乙类放大又称为B类放大,在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的输出元件分成两组,轮流交替的出现电流截止(即停止输出)。
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。
乙类功率放大其集电极电流只能在半个周期内导通,导通角为90度。
乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。
3.甲乙类放大:管静态工作点设置在截止区与饱和区之间,靠近截止点的放大电路,叫做甲乙类放大电路,适合于大功率高保真音频放大,推挽电路通常就是甲乙类放大电路。
甲乙类放大又称AB类放大,它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。
4.丙类放大:晶体管静态工作点设置在截止区内的放大电路,叫做丙类放大电路,适合于大功率射频放大。
丙类放大又称为C类放大,丙类放大器工作在开关状态,它只处理正半周信号,也就是脉动直流信号。
乙类推挽功率放大电路精要
单电源供电电路等效为 VCC/2 和 VCC/2 的双电源供电电路。
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三、准互补推挽(tuī wǎn)电路
1.问题(wèntí)的提出
互补要求两功率管特性配对,难实现。 2.解决办法
采用复合管取代互补管,构成准互补
推挽电路。
3.电路
复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管;T3
与 T4 等效为 PNP 型管。
图 1–3–7 准互补推挽电路
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三、准互补推挽电路
3.电路 复合管 T1、T2 等效为 NPN 型管; T3与 T4 等效为 PNP 型管。 其中,T1、T3 为小功率管,它们 之间是互补(hù bǔ)的,T2、T4 为大功 率管,它们是同型,便于特性配对,故 称为准互补(hù bǔ)推挽电路。
2.电路
T3:输入激励级, T3 的 直 流 负 载
R(忽略 T1 和 T2基极
电流),直流负载线 为Ⅰ。
图 1–3–9(a) 未加自举电容的电路 (b)输入激励级图解分析
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3.输出(shūchū) 振幅
交流负载 r R//ri < R ,交流负载线如Ⅱ所示。故 T3 管最 大输出电压(diànyā)振幅减小,小于 VCC/2。
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• 4、下图又属于(shǔyú)哪类功率放大器?
图 1–3–3 加偏置的互补推挽电路及其传输特性
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• 5、功率放大器考虑哪些因素? • A、增益 • B、效率(损耗) • C、失真(shī zhēn)(饱和、截止、交越失真
(shī zhēn)) • D、安全(电压、电流、损耗功率处于安全区)
即 vC vO。 工作原理:Av 1,故 vB vO
vC,通过 R2 的交流电流 i 0,因而
1.2 功率放大器的电路组成和工作特性
图 1–1–5
乙类工作时,为在负载上合成完整的正弦波,必须采用
两管轮流导通的推挽(Push-Pull)电路。
第十五页,共二十六页。
实现方案(fāng àn): ① 变压器耦合推挽功放;
② 乙类互补推挽功放。
1.变压器耦合功放 (1) 电路(diànlù)结 构 Tr1:输入变压器,利用二次绕组的中心抽头(chōu 将 tóu) vi (t) 分成两个幅值相等,极性相反的激励电压 vi1 = - vi2 ,分别加在 两管的基 - 射极之间,实现两管轮流导通。
(2)工作原理 vi(t) > 0 时,T1 管(NPN 型) 导 通(忽略射结压降),T2 管 (PNP型) 截止,iC1( iE1)为正弦波的正半周;
vi(t) < 0 时,T2 管导通,T1 管截 止,iC2( iE2)为处于正弦波的负半周。
图 1–2–5(b) 互补推挽
通过 RL 的电流 iL = iE1 – iE2 ,合成完整的正弦波。
相应(xiāngyīng) Po 和 PD 达到最大,即
乙类功放的最大集电极效率(xiào lǜ)
③ 若激励不足
比甲类功放高
Vcm 减小,引入电源电压利用系数 表示 Vcm的减小程度。
第二十二页,共二十六页。
定义(dìngyì)
= Vcm/VCC
集电极管耗:
分析:当输入激励由大减小,即 减小时,Po、PD、 C 均单调减小,而 PC1 和 PC2 的变化非单调,
Tr2:输出变压器,隔断 iC1 和 iC2 到负载的平均分量,并利用 一次绕组的中心抽头将 iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加,输
出正弦波。
T1 和 T2:特性配对、相同导电类型的 NPN 功率管。
甲乙类互补推挽功放
微调R1和R2的比值,就可以得到满意的T1、T2管的偏压值。 调整R1、R2、T3参数,使R1和R2中间点的电位近似 为0。
制作单位:北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
甲乙类互补推挽功放
878/1.175.3甲乙类互补推挽功率放大电路
1. 乙类互补对称功率放大器存在问题
当输入信号Ui在0~Ube之间变化时,不足以克服死区电 压,三极管不导通,此时在正、负半周交替过零处会出现 一些非线性失真,这个失真称为交越失真。
ui VCC
T1
iE1
Uon
t
-U on
+
+
ui -
T2
RL
uo -
uo
iE2
io io
- VCC
交越失真
t
8解9/1决17交越失真办法:可给三极管稍稍加一点偏置,让管子工作在
临界导通或微导通状态,使之工作在甲乙类。
2. 甲乙类双电源互补对称放大电路 R1
甲乙类双电源互补对称放 大电路1特点: 1静态时,三极管微导 通 ,给三极管稍加了一点 偏
+ ui -
流经R1电阻和R2的电流近似相 等,有
+ ui
T3
U BE4 UCE4
R2
R1 +R2
R1 M
对于T4管,其发射结的导通电
R2
压基本稳定(如硅管约0.7V,
RC3
锗管约0.3V),所以有
V CC
iC1
T1 T4
T2
io
+ RL uo
-
iC2
UCE4
1 R 1 R2
U BE4Fra bibliotek- VCC
乙类双管推挽功率放大器
乙类双管推挽功率放大器利用两只型号相同、主要参数相同的晶体管,采用变压器耦合组成工作在乙类状态的推挽功率放大器,可以获得高效率、低失真的功率放大。
乙类推挽功率放大器电路图如图4- 70所示。
电路工作的主要特点是两管交替工作,并将每管工作时所得半周期输出波形进行合成,完成不失真的放大。
由图4- 70可以看出,输入变压器B1次级和输出变压器B2初级都有中心抽头。
B1 次级的L1和L2分别接在BG1和BG2的基椛浼洌Vぴ谛藕诺缪?/FONT>Usr 输入时,两管基一射极间的输入信号ub1和Ub2 大小相等,极性相反。
由于两管均未引人基极偏流,两管将分别在Usr 的两个半周期内导通,一管导通,一管截止,相互配合,交替工作/“推挽放大”的名称由此得来。
在输出端,B2初级的L3和L4分别接在两管集电极和电源负极之间,当两管交替输出的集电极电流通过时,在变压器次级感应出极性相反的电压,最后正负半周合成为完整的波形。
图4一70中所标正负号不加圈者表示Usr ,正半周时的情况,加圈者表示负半周的情况。
读者可自行分析每半周时电路的具体工作过程。
需要指出,电路工作在乙类状态时,两管基极都未设偏置。
由于晶休管输入特性曲线上存在一段“死区”,在信号正负半周交接的零值附近,出现没有放大输出的情况,反映到负载上就会出现波形的两半周交界处有不衔接的现象。
这种现象叫“交越失真”,参看图4一70。
推挽放大器如果采用甲乙类放大方式,就可以大大减小交越失真。
所以一般的实用电路,在静态时都要给晶休管加上一定的正向偏压。
保证晶休管在信号电压较低时,仍处于良好导通状态。
图4一71是甲乙类推挽功率放大器电路图。
电路中,Rb1、Rb2、Re共同组成分压式电流负反馈偏置电路,同时供给两管正向偏压。
推挽功率放大器的效率是比较高的,一般可达50%~70%。
变压器耦合方式虽然有根多优点,但变压器体积大而且笨重,功率损耗大。
此外,变压器是个电磁元件,通过变压器的信号频率不同,线圈所呈现的阻抗也不同。
乙类推挽功率放大器的研究 Multisim仿真 课程设计报告
乙类推挽功率放大器的研究摘要:随着现代通信技术的发展,功率放大器已成为无线通信系统中一个不可或缺的部分。
功率放大器的性能在很大程度上影响并制约着整个通信系统的通信质量和技术水平,如何保证它能低噪声,高效率,宽频带,高增益,高质量的运作是贯穿在功率放大器整个设计过程中的中心问题。
而乙类放大器适于宽带大功率工作,大多数集成运放的末级输出都采用乙类推挽形式;乙类推挽电路采用不同极性的放大器件(N型或P型)构成的高保真放大器中最常用的放大器。
由于它们工作在对称放大状态,具有类似差分的特性抵消失真中的偶次谐波,获得较低的失真度。
并且晶体管功耗小,效率高,可制作优质的功率放大器。
本文针对乙类推挽功率放大器的电路结构和工作原理进行了详细的分析,关键词:功率放大器乙类消除交越失真1 设计任务功率放大器是通过将直流输入功率转换化为交流功率输出,以提高发射信号能量,便于接收机接收的电路,因而要求输出功率大,效率高,同时,输出中的谐波分量应该尽量小,以免对其他频道产生干扰。
根据电流导通角的不同,功率放大器分为甲类、乙类、丙类等。
失真是指输出信号波形发生变化的现象,波形失真的原因和种类有很多,主要有非线性失真、频率失真和相位失真等。
当不考虑失真大小时,功放电路的输出功率可远高于额定功率,还可输出更大数值的功率,它能输出的最大功率称为最大输出功率。
发射机的输出功率和效率主要取决于高频功率放大器,对同一耗散功率来说,效率的提高意味着输出功率的增大,当输出功率一定时,效率的提高使消耗的电源功率减小,管子的耗散功率降低,可降低冷却系统的压力。
这对于节省能源、使用较小的功率管输出较大的功率、减小设备的体积和重量都有重要的实际意义。
这几项指标要求是互相矛盾的,在设计放大器时应根据具体要求,突出一些指标,兼顾其他一些指标。
例如实际中有些电路,防止干扰是主要矛盾,对谐波抑制度要求较高,而对带宽要求可适当降低等。
而率放大器的效率是一个突出的问题,其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。
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乙类推挽功率放大器
一.选择题
( )1.决定功率放大器效率的主要因素是。
A.电路的输入功率
B.电路的工作状态
C.电路的最大输出功率
D.功放管的消耗功率
( )2.乙类推挽功率放大器设置适当的静态工作点,其目的是。
A.消除饱和失真
B.增大放大倍数
C.消除交越失真
D.改善频率特性
( )3.一个理想乙类功放电路的最大输出功率为10W,当输入信号为零时,每个功放管的管耗约为。
A.10W
B.1.35W
C.2W
D.0W
( )4.乙类功率放大器的失真一般是。
A.饱和失真
B.截止失真
C.交越失真
D.线性失真
( )5.甲乙类功放提供一定的偏置电流的目的是为了。
A.消除饱和失真
B.增大放大倍数
C.消除交越失真
D.改善频率特性
( )6.变压器耦合推挽功放中的输出变压器,其作用是。
A,耦合作用 B.合成波形的作用
C.分解波形的作用
D.A和B两者兼有
( )7.一个乙类功放的理性输出功率为4W,当输入信号为0时,则功放管的管耗为。
A.4W
B.2W
C.088W
D.0W
( )8.低频功放之所以工作在甲乙类,除了提高效率为,还为了。
A.克服交越失真
B.克服截止失真
C.克服饱和失真
D.克服频率失真
二.判断题
( )1.乙类功放的效率比甲类功放的效率高。
( )2.乙类功放的管耗会随着输出功率的增大而增大。
( )3.在甲乙类推挽功放电路中,当负载由固定负载减小时,输出功率增大。
( )4.乙类功放的效率最高,故乙类功放应用最广泛。
( )5.在推挽功率放大器电路中,只要两个三极管具有合适的偏置电流,就可以消除交越失真。
( )6.对于乙类功放,当输入信号为零时,电源提供的功率和管耗均为零,随着输入信号的增大,输出功率增大,同时管耗也随之增大。
( )7.推挽功率放大器输入交流信号时,总有一个功放三极管是截止的所以输出波形必然失真。
( )8.晶体管不能放大功率,只能起能量转换作用。
( )9.功放电路中的非线性失真就是交越失真。
三.填空题
1.由于在功放电路中功放管常常处于 工作状态,因此,在选择功放管时要特别注意 、 和 三个参数。
2.一个乙类推挽功放电路的电源电压24G V V =、负载16L R =Ω,变压器初级线圈匝数为160N =,现要求其输出最大不失真功率om P 达到50W 则输出变压器的匝数比n = ,次级线圈的匝数2N = 。
3.甲乙类推挽功放电路与乙类功放电路比较,前者加了偏置电路向功放管提供少量 ,以减少 失真。
4.推挽功率放大器的最大输出功率om P = ,最高理论效率η= 。
5.为了提高功率效率,低频功率放大器应该工作在 工作状态;但该电路存在交越失真,故实用的低频功率放大器一般工作在 工作状态。
6.乙类功率放大器中每个三极管导通时间为 半个周期;甲乙类功放电路中每个三极管导通时间 半个周期。
四.分析计算题
1.某变压器耦合乙类功放,已知电源电压12G V V =,原边匝数1200N =,副边匝数250N =,负载电阻8L R =Ω,则负载上获得的最大输出功率为多少?此时直流电源提供的功率为多少?
2.已知变压器输出乙类推挽功率放大器中,150CM I mA =,8L R =Ω,()36BR CEO V V =,15G V V =;试求:(1)输出变压器的匝数比n ;(2)推挽功放的最大输出功率om P ;(3)推挽功放的最大理想效率m η;(4)直流电源提供功率G P 、
3.乙类推挽功率放大器如图所示。
(1)当输入正弦波信号时,在电路的适当位置画出功放管工作时信号波形的变化情况;
(2)当12G V V =,6n =,8L R =Ω时,求电源供给功率G P 、最大输出功率om P 和功放的管耗cm P 。