AB类功率放大器驱动电路的设计与研究
课程设计——AB类功放
一、设计要求：设计一个AB类功放，输出最大功率3W.a.给出电路结构图；b.仿真交越失真；c.计算输出为多少功率时，功放级管子的功耗最大二．设计思路过程1、功率放大器，一般用于大信号的处理，可以提高电路的输出功率2、交越失真：在A和B类的功放分析中，均是没有考虑到晶体管的Vbe，实际上浸提管在信号还是很小的时候没有进入放大状态，因此在信号的正负半轴的交界处会出现交越失真。
这是由于晶体管的基射结有0.5V的电压的缘故。
3、AB类功放通过在基极加上一个静态的偏置电压，用于减小交越失真。
4、由于晶体管的基射有着0.5V的势垒电压，因此考虑使用两个二极管来抵消这部分的势垒电压，从而减小交越失真。
仿真结果：电压图：10V0V-10V0s1ms2ms3ms4ms5ms6ms7ms8ms9ms10ms V(R8:2)V(D3:2)Time功率仿真：当负载小于或者等于15 的时候，平均最小的输出功率为3w仿真结果：Time 0s 1ms 2ms 3ms 4ms 5ms6ms 7ms 8ms 9ms 10ms W(R8)0W4.0W8.0W5、交越失真：当基极上面的静态偏置电压去掉的时候，便会出现交越失真Time 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms2.0ms V(R8:2)-2.0V0V 2.0V与输入信号的比较，可以明显看到，结果出现失真。
Time 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms2.0ms V(V3:+)V(R8:2)-2.0V0V2.0V6、功放级管子的功耗最大的时候输出功率：当输出电压为2(0.7)8.47Vo Vcc π=-=的时候，整个系统功耗最大222*(0.7)max 2.5*Vcc Pd w Rl π-==。
ab类功放电路
ab类功放电路AB类功放电路是一种常见的电子电路，用于放大音频信号。
在音频设备和音响系统中广泛应用。
本文将详细介绍AB类功放电路的原理、特点和应用。
一、原理AB类功放电路是由A类功放和B类功放两部分组成的。
A类功放负责放大音频信号的低功率部分，B类功放负责放大音频信号的高功率部分。
两部分分工合作，既能保证音频信号的高保真度，又能提供较大的功率输出。
A类功放是一种线性放大器，其工作在整个信号周期中。
当输入信号为正时，输出器件工作在导通状态，输出信号跟随输入信号进行放大。
当输入信号为负时，输出器件工作在截止状态，输出信号为零。
因此，A类功放的效率较低，但输出信号的失真较小。
B类功放是一种开关放大器，其工作在输入信号的正半周期和负半周期中的一半。
当输入信号为正时，输出器件导通，输出信号为正。
当输入信号为负时，输出器件截止，输出信号为零。
通过这种方式，B类功放能够提供较高的功率输出，但输出信号的失真较大。
二、特点1. 高保真度：由于A类功放工作在整个信号周期中，输出信号的失真较小，音频信号的保真度较高。
2. 高功率输出：通过A类功放和B类功放的合作，AB类功放能够提供较大的功率输出，适用于大型音响系统和音频设备。
3. 高效率：虽然A类功放的效率较低，但AB类功放通过合理的设计和控制，能够提高整体的功率放大效率。
4. 适用范围广：AB类功放电路适用于各种音频设备和音响系统，如功放器、扬声器等。
三、应用AB类功放电路广泛应用于音频设备和音响系统中。
其中，功放器是AB类功放电路的一个典型应用。
功放器是一种用于放大音频信号的设备，常见于家庭影音系统、车载音响等场合。
AB类功放电路能够提供高保真度和高功率输出，使音频信号在放大过程中保持较低的失真，并能够满足较大音量的需求。
AB类功放电路还可以用于扬声器系统。
扬声器是将电信号转化为声音的设备，而AB类功放电路则负责放大音频信号，使其能够驱动扬声器发出较大的音量。
在大型音响系统中，AB类功放电路能够提供足够的功率输出，保证音响效果的质量和声音的传播距离。
AB类功率放大器驱动电路的设计与研究
1 AB类功放驱动电路设计目标在实用电路中，往往要求放大电路的末级(即输出级)输出一定的功率，以驱动负载。
能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
经典功率放大器有4种类型：A类，AB类，B类和C类，他们的主要差别在于偏置的情况不同。
理想的4类经典放大器的最大效率的理论值与导通角的函数关系如图1所示。
A类功率放大器的线性度好，功率传递能力差，效率最大值为50％，导通角为360°；B类功率放大器通过减少一个周期中晶体管工作的时间来提高效率(最好可达78.5％)，保持了实现线性调制的可能性，工作周期为半周期；C类功率放大器提供了接近100％的效率，但同时归一化的功率传递能力和功率增益都趋于零，线性度差；AB类放大器的效率和线性度在A类和B类放大器之间，其最大的特点是导通角的范围为180°～360°，相应的设计目标就是实现他在一个周期的50％和100％之间的某段时间内导通的工作方式，对于单MOS管来说，就是使他的漏极有电流通过的时间多于半个周期。
2 功放驱动电路的具体设计和仿真2.1 镜像电流偏置方式在采用双电源供电的差分放大电路中，两管的静态工作点电流直接由恒流源电路提供。
对恒流源偏置电路的要求，除了提供稳定的静态工作点电流外，还应具有高的输出交流电阻。
镜像恒流源电路是目前应用最广的一种高稳定恒流源电路，他特别适合于用在集成电路中。
图2就是采用镜像电流偏置方式实现的驱动电路结构图。
这个电路是由2个性能上严格匹配的NMOS管和1个电阻、1个电感组成，IM1和IM2分别为电路中两个NMOS管M1和M2的漏极电流。
M1管与M2管的衬底与源短接，不存在体效应。
由于两个NMOS 管宽长比完全一样，因此，改变VDD或R，IM1和IM2相应的也就随之改变。
鉴于IM2犹如I M1的镜像，故将这种恒流源电路称为镜像恒流源电路。
图中的C和L作用跟前面分压偏置方式中论述的一样。
3W单声道AB类音频功率放大器
3W单声道AB类音频功率放大器概述LPA4871是一款3W、单声道AB类音频功率放大器。
工作电压2.5-5.5V，以BTL桥接方式，在5V电源供电情况下，可以给4Ω负载提供THD小于10%、平均3.0W的输出功率。
在关断模式下，电流典型值小于0.5μA。
LPA4871是为提供足功率、高保真音频输出而专门设计的，它仅需少量的外围器件，输出不需要外接耦合电容或上举电容，采用SOP-8封装，节约电路面积，非常适合移动电话及各种移动设备等使用低电压、低功耗应用方案上使用。
应用◆移动电话（手机等）◆扩音器，蓝牙音响等◆收音机◆GPS，电子狗，行车记录仪◆语音玩具等特征◆工作电压：2.5 - 5.5V◆创新的“开关/切换噪声”抑制技术，杜绝了上电、掉电出现的噪声◆10% THD+N，VDD=5V，4Ω负载下，提供高达2.9W的输出功率◆10% THD+N，VDD=5V，8Ω负载下，提供高达1.8W的输出功率◆关断电流< 0.5μA◆过温保护◆SOP-8封装订购信息LPA4871□□□F: 无铅封装类型SO: SOP-8封装及引脚配置Bypass+IN -INGND VDD VO1VO2图1. LPA4871的管脚定义图典型应用电路音频输入音频输入图3. LPA4871差分输入模式电路图最大额定值附注1：最大功耗取决于三个因素：T JMAX ，T A ，θJA ，它的计算公式P DMAX =(T JMAX -T A )/θJA ，LPA4871的T JMAX =150℃。
T A 为外部环境的温度，θJA 取决于不同的封装形式。
（SOP 封装形式为140℃/W ）电气参数典型特性曲线应用说明LPA4871内部集成两个运算放大器，第一个放大器的增益可以调整反馈电阻来设置，后一个为电压反相跟随，从而形成增益可以配置的差分输出的放大驱动电路。
外部电阻配置如LPA4871典型应用电路，运算放大器的增益由外部电阻R f、R i决定，其增益为A v=2×R f/R i，芯片通过V O1、V O2输出至负载，桥式接法。
AB类功率放大器输出级的计算机仿真
AB类功率放大器输出级的计算机仿真周晶【摘要】根据AB类功率放大基本电路，结合SABER软件仿真分析了交越失真产生原因、不同负载的失真以及同时说明了如何用仿真进行改善电路设计，给出了调节静态工作点和消除交越失真的方法。
%According to the fundamental class AB power amplifier circuit,combined with the SABER software simulation analyses the causes in the distortion,the distortion of different load,and also explains how to use the simulation to improve the circuitdesign,adjust the static working point is given and the elimination of hand in the distortion of the method.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】3页(P13-15)【关键词】失真;推挽;计算机仿真【作者】周晶【作者单位】中国人民解放军后勤工程学院，400016【正文语种】中文在工程应用中我们常常会用到功率放大电路，把直流电源供给的能量转换为交流信号能量输出,用以驱动负载。
根据对输出量的不同要求，可以构成如电压放大、电流放大或功率放大等不同功能的放大电路。
其中功率放大电路需要向负载提供一个较大的、低失真驱动功率，常见的功率放大器按晶体管静态工作点Q在交流负载线上的位置不同，可以分为A类、B类、C类以及AB类。
相比而言，AB类具有低失真、高转换效率的特点，因而更适合作线性功率放大器。
本文利用Saber软件对AB类功率放大器常见的三种推挽式输出级电路进行仿真，分析了参数的选取对输出性能的影响，从而为设计提供依据。
A、B、AB、D类音频功率放大器
A、B、AB、D类音频功率放大器d类功放D类功放指的是D类音频功率放大器(有时也称为数字功放)。
通过控制开关单元的ON/OFF，驱动扬声器的放大器称D类放大器。
D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。
已经问世多年，与一般的线性AB类功放电路相比，D类功放有效率高、体积小等特点。
发展历程D类功放芯片在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。
认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。
但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。
B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。
所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。
由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。
而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。
无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。
工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。
这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。
在理想情况下，D类功放的效率为100%，B类功放的效率为78.5%，A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。
D类功放实际上具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。
然而，开关功能(也就是产生数字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。
20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。
驱动级功率放大器的设计与实现
驱动级功率放大器的设计与实现摘要：设计了一个工作频段在902 MHz～928 MHz，输出功率为19 dBm、功率增益高达27 dBm、应用于射频识别(RFID)系统的驱动级功率放大器。
为缩短功率放大器的研发周期并提高其开发的成功率，设计运用了仿真优化和实际测试相结合的方法。
测试结果与仿真结果的高度一致性验证了这种方法的有效性。
关键词：射频识别；功率放大器；仿真优化；驱动级随着860 MHz～960 MHz(UHF)频段远距离射频识别(RFID)技术的快速发展，UHF频段读卡器在高速公路自动收费、停车场管理等领域得到广泛应用。
远距离射频识别技术的最大优势就是读卡距离远。
此处的卡为无源卡，需要接收读卡器的发射功率作为能量才能正常工作，从而把卡号发给读卡器。
所以在无线电管理委员会规定的最大发射功率的条件下，读卡器的发射功率越大，读卡的距离就越远。
然而决定读卡器发射功率大小的一个直接因素就是发射部分功率放大器的放大能力。
驱动级功放位于发射电路混频器和末级功放之间。
因为发射混频器的输出功率一般很小，所以驱动级的设计主要考虑在保持线性的条件下获得尽可能高的增益。
如果驱动级的增益不够会导致对末级功率放大器的增益指标要求更加苛刻。
一般末级功率放大器在要求高效率的情况下，很难获得较高的增益[1]。
所以，驱动级设计的好坏直接决定了整个功放系统的性能[2]。
如何设计一个高增益的驱动级放大器就成为RFID整个功放系统设计的一个难点。
关于高增益功率放大器的设计，不少文献都有比较详细的阐述，但这些设计是基于理论计算和辅助软件进行的，或者是直接进行实际测试的，很少有把辅助软件和实际测试相结合的，可见这样的设计周期长，同时设计的成功率也不高。
本文介绍了采用辅助软件和实际测试相结合来设计功率放大器的方法。
用辅助软件对所设计的功放进行理想情况下的验证。
用实际测试来检验仿真验证的准确性并对仿真的误差进行校正，从而使实际设计的功放满足设计要求[3]。
用6C19电子管制作的AB类推挽功率放大器
用6C19电子管制作的AB类推挽功率放大器一、电路特点 采用6N11做电压放大和P—K分割倒相，6N6推动。
6C19功率输出，电路见下图。
6C19功率管采用自给偏压，静态电流55mA左右，可通过调整R13的阻值调整阴极电压，从而调整其偏压值和工作点。
R13可用多只电阻并联使用。
总瓦数大一些好。
一般认为，P—K分割倒相电路无须调整。
在电子管的屏极和阴极接人阻值相同的电阻，因为它们是串联关系。
串联电路电流处处相等。
就会得到幅度相等而相位相反的两组电压。
其实不然，实际上在分割倒相电路中，由于负载是输出变压器。
不是纯电阻，它的阻抗是随频率变化的。
输出阻抗的不同导致不同频率时两路输出不平衡，造成阴极输出端的信号电压总是高于屏极输出端的信号电压，这是P—K分割倒相电路的特点同时也是它的弱点。
因此屏极电阻R4的值应该比阴极电阻R5的值大一些，并且应该在调整中确定其阻值。
具体方法是在输入端输入3kHz-5kHz正弦波信号。
测最两路输出电压，通过调整R4和R5的阻值，使输出电压基本相等即可。
二、输出变压器 6C19内阻低，输出变压器绕制相对简单。
用片厚0.35mm，舌宽32mm.叠厚45mm的EI型高硅片铁芯。
初级用φ0.27mm漆包线绕1100匝+1100匝（800FZ），次级用φ0.80mm漆包线绕105匝（8Ω）。
初、次级采用3夹2结构，初级1100匝+1100匝。
次级35匝+35匝+35匝，初级夹在次级之间，硅钢片交叉插，见图。
三、电源变压器 电源变压器采用成本较低、片厚0.5mm的电脑USP电源拆机铁芯。
舌宽40mm,叠厚60mm，初级220V用φ0.80mm漆包线绕550匝，次级高压180V用φ0.5mm漆包线绕450匝，6N11、6N6灯丝绕组用φ1.62mm漆包线绕16匝。
6C19灯丝绕组用φ1.50mm漆包线绕16匝。
初次级之间用厚0.2mm 铜皮做静电屏蔽。
四、整流滤波电路 整流采用摩托罗拉快恢复二极管。
AB类音频放大器设计谈
音频设计一直是大多数电子工程师热衷的课题，在音频设计中人们对完美的追求远远超过对成本的考虑。
然而，最简单的电路有时可提供最佳性价比方案。
虽然市场上众多新的低功率扬声器彰显出向D类音频性能发展的趋势，但就低成本、低失真和低噪声而言，AB 类音频性能仍然最有竞争力。
差分AB类输出AB类结构提供的信号与噪声加失真比可能比D类好达十倍。
它的结构更简单、输出端无需电抗滤波器件、输出信号中也不会出现由频率高达几百kHz的切换所产生的电磁辐射。
然而，AB类输出级还只是低噪声和低成本音频放大器结构的一部分。
另外，系统设计还证明若要在低频率下提供良好的音频性能，扬声器必须使用大容量的耦合电容器。
即便是有相当高阻抗的扬声器，也需要一个几千微法的电容器来提供极低的阻抗以获得足够的驱动。
AB类差分输出解决了这一问题，它可以直接驱动扬声器而不需要采用隔直流电容。
另外，与传统的单端驱动相比，如果差分输出信号反相，负载将获得两倍的输出电压。
差分输入级和噪声性能差分输入级也能为放大器的噪声性能带来好处。
噪声可以从两方面污染信号，即地线上的噪声和耦合到信号中的噪声。
在所有的混合信号音频设计中，附近会有一些数字电路，通常很难实现两个地平面(一个模拟、一个数字)的理想布放。
因此，高速数字噪声会耦合到模拟地上，从而极大地降低高性能放大器所炫耀的信噪比。
在高精度模拟设计中，一般都假设地线实际上永远不会达到零伏。
在地线上分别存在低频和高频噪声，前者是由流入模拟器件的电源端的电流所引起，而后者则通常由流入数字器件电源端的浪涌电流以及信号线和地之间的耦合噪声所引起。
如果输入信号的参考地为噪声地，那么该噪声将被丝毫不差地出现在放大器的输出端。
除了放大器的地线噪声外，噪声还可能从周围电路中耦合到信号中。
例如，手机中的噪声可能来自射频电路、高速数字电路或者几个开关式稳压器。
差分输入级克服了地噪声和信号噪声，而只有需要的信号才被放大。
如果在PCB上输入信号线靠的很近并相互并行，耦合到输入端的任何噪声将是共模的，因此不会被放大。
Class-AB宽带功率放大器匹配方法的设计与仿真
Class-AB宽带功率放大器匹配方法的设计与仿真王毅敏;李佳旺【摘要】With the rise of the third communication revolution in the software-defined radio, the broadband RF power amplifier becomes the key part of the software radio transmission system, and has the advantages of wide bandwidth, large dynamic range, small size, long service life and so on. According to the characteristics of software radio and the development trend of current power amplifier, a broadband linear power amplifier with output power of over 25 W and 30-500 MHz working band is designed and developed. By using the coaxial line for broadband matching, and via analyzing the structure model and working characteristics of the push-pull high frequency broadband power amplifier, ADS simulation is done and the design verified. With the appropriate reactance value, the real part of the input-output impedance for the power pipe is made to meet the requirement of the same axis matching. Finally, the coaxial line length, characteristic impedance and the best value of the related components are acquired. After adjustment and optimization, the design reaches the expected indicators. This transformation model has a good prospect of analysis and application in the actual market.%随着软件定义无线电第三次通信革命的兴起,宽带射频功率放大器成为软件无线电发射系统的关键一环,具有频带宽、动态范围大、体积小、寿命长等优点.针对软件无线电的特点及当今功率放大器的发展趋势,设计研制了一款输出功率在25W以上、工作在30～500MHz的宽带线性功率放大器.采用同轴线进行宽带匹配,通过分析推挽式高频宽带功率放大器的结构模型和工作特点,利用ADS仿真验证设计.以合适的电抗值使功率管的输入输出阻抗的实部达到同轴线匹配的要求,最终得到同轴线长度、特性阻抗和相关元器件的最佳取值.经过调整和优化,使设计达到所需指标.这种转换模型在实际市场中有很好的分析应用前景.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)003【总页数】7页(P727-733)【关键词】宽带功率放大器;同轴线匹配;推挽式;ADS【作者】王毅敏;李佳旺【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN722.750 引言随着灵活和开放的软件定义无线电第三次通信革命的兴起，越来越多的人开始投入到SDR架构的研究中。
AB类音箱功放设计
题目AB类音箱功放设计学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期2015年1月诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《XXXXXXXX》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要本文研究了AB类音频功率放大器的设计和制作一个音箱功放。
从而熟练掌握AB类功放的应用及其功能的实现。
还有体现出实践动手制作电路板，焊接电路的能力。
本设计为了可以最大限度的防止系统开关机时产生咔嗒声或噼啪声，所以包含了Pop--Click抑制电路模块，这样在人耳可闻的频域范围内拥有最大限度的电源抑制比(PSRR)，可以较好抑制TDMA谐波带来的噪声。
本设计通过外围设置选择高电平有效还是低电平有效，可以利用逻辑电平选择进入关断(Shutdowrl)状态，很大程度上减少了功耗。
芯片采用0．351．t131CMOSI艺进行制造。
通过仿真和测试后发现，在电源为5V电压输出2W功率，负载为4欧姆BTL时。
放大器待机功耗关断模式下小于0．1pA(典型值)，THD+N值更是小于1％。
关键字：AB类、音频功放、Pop--ClickAbstractIn this paper, a class AB audio power amplifier design and manufacture a speaker amplifier. In order to achieve proficiency in the application of a class AB amplifier and its functions. Also reflects the ability of hands-on production boards, soldering circuit practice. .This design can be better in order to generate clicks or crackling sound system when switching machines, and therefore contain Pop - Click suppression circuit module, so have a good power supply rejection ratio (PSRR at 217Hz frequency and phase lKl-lz etc. ), can preferably suppress TDMA noise caused by harmonics.This design choice by peripheral set active high or active low logic level can choose to enter the 关断(Shutdowrl) state, largely reducing the power consumption.Chip 0.351. t131CMOSI art manufacturing. After discovery by simulation and testing, when the power supply voltage of 5V 2W output power, the load is 4 ohms BTL. Under the standby power consumption 关断mode amplifier less than 0.1pA (typ), THD + N value is less than 1%.Keyword：Class AB, audio amplifiers, Pop - Click摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 音频功率放大器的发展现状 (1)1.2应用研究 (2)2 功率放大器设计方案选择 (4)2．1 功率放大器分类 (4)2．1．1 A类放大器 (4)2．1．2 B类放大器 (4)2．1．3 AB类放大器 (5)2．1．4 D类放大器 (5)2．2 功率放大器主要评价数据介绍 (6)2．2．1 频率响应 (6)2．2．2 总谐波失真加噪声(THD+N) (7)2．2．3 信噪比 (8)2．2．4 互调失真 (8)2．2．5 增益(Av) (9)2．2．6 最大输出功率(Po) (9)2．2．7 输出偏移电压以及断电流 (9)2．2．8 电源抑制比(PSRR) (9)2．3 设计难点和设计方案选择 (9)2．3．1 输入级设计 (9)2．3．2 输出级设计 (9)2．3．3 POP—CLICK抑制结构设计 (10)2．3．4 温度保护模块设计 (10)2．3．5 SHUTD0wN模块设计 (10)2．4 本章小结 (10)3 AB类音频放大器的设计 (12)3．1 芯片设计数据定义 (12)3．1．1 芯片主要参数数据 (12)3．1．2 管脚定义 (12)3．1．3 典型应用电路 (13)3．1．4 极限条件范围电源电压 (14)3．1．6 具体技术数据 (15)3.2 电路设计 (18)3．2．1 芯片框图及典型外围应用 (18)3．2．2 功能模块 (18)3．3．1 设计规则 (33)3．3．2 PCB版图布局 (33)3.4 小结 (37)4 Pspice仿真测试 (39)4．1 测试方法及测试数据 (39)4．2．1 常温电性能测试结果 (41)4．2．2 相关扫描测试结果曲线 (44)4．2．3 Pop＆click测试 (53)4．2．4 超温保护测试 (54)4．2．5 最低工作电压性能测试 (54)4．2．6 电性能参数电压测试 (55)4．2．7 电性能参数温度测试 (58)4．3 各项数据测试结果总结 (59)致谢 (60)参考文献 (61)1 绪论1.1 音频功率放大器的发展现状随着电子技术的发展与生活水平的提高，便携电子设备越来越多的出现我们身边。
AB类功率放大器
R
4
C
R
C
图 5-2-4
2
OTL 功放等效电路
5
4
图 5-2-5 无自举电路 OTL 功放输出波形
则电路放大倍数为
Au 1
R5 R4
C2 为隔直流电容，对于音频信号是短路的，而对于直流信号是断路的，稳定了静态工 作点，C2 电容量要足够大，如果该电容的电容量太小，低频率的音频就会损失较大，电 容量估算式子如下
5.2
一、实训目的
AB 类音频功率放大器
1、了解 B 类和 AB 类功率放大器的区别； 2、掌握 AB 类音频功率放大电路的分类； 3、掌握 OTL 型 AB 类音频功率放大电路的工作原理； 4、掌握 AB 类音频功率放大电路的调试要点和测试方法。 二、实训材料
元件名 电阻 电阻 电阻 电阻 电阻 电位器 参数/型号 10K 2K 470Ω 47Ω 1Ω 47K 数量 1 3 2 1 1 2 元件名 电位器 电容 电容 电容 电容 电容 参数/型号 470Ω 470μF 100μF 10μF 0.1μF 100pF 数量 1 2 2 2 2 1 元件名 三极管 三极管 三极管 三极管 二极管 参数/型号 9012 9013 2SD468 2SB562 1N4148 数量 1 1 1 1 1
V C V C C R 2 R R 1 3 C R Q 2 T 1
T
Q
NPN
C
3DD15
2
R
Q
3
Speaker
4
2
S
p
e
a
k
e
Q
1
PNP
Q
NPN
Q
1
图 5-2-1
AB 类推挽功放基本电路
高电压ab类功放-概述说明以及解释
高电压ab类功放-概述说明以及解释1.引言1.1 概述AB类功放是一种常见的功率放大器，它在音频领域被广泛应用。
它的主要特点是能够提供较高的功率放大并保持较低的功耗，因此被称为高效功放。
AB类功放采用两个互补的放大管进行工作，一个管子负责正半周，另一个管子负责负半周，这样能够有效地减小了交叉失真。
在AB类功放中，当输入信号的幅度较小时，只有一个放大管处于工作状态，另一个放大管处于关闭状态，此时功耗非常低，因此能够实现较高的功率放大效果。
而当输入信号的幅度较大时，两个放大管都会参与放大工作，从而提供足够大的输出功率。
高电压AB类功放是AB类功放的一种变种，它主要区别在于工作电压的选择。
通过选择合适的高电压，可以使得功放的输出功率更大，同时保持较低的功耗。
因此，高电压AB类功放在一些需要较高功率输出的应用领域，例如音响设备和舞台放音等方面得到了广泛的应用。
本文的目的是介绍高电压AB类功放的基本原理和设计要点。
首先我们将详细阐述AB类功放的基本原理，解释为什么它能够实现高功率放大和低功耗的特点。
然后我们将重点介绍高电压AB类功放的设计要点，包括电压选择、输出电路的设计和保护电路的设计等方面。
通过对高电压AB类功放的深入研究，我们可以更好地理解它的工作原理，同时也能够对其进行更有效的设计。
对于工程师和电子爱好者来说，了解和掌握高电压AB类功放的设计方法和技巧，将有助于他们在实际应用中更好地应对和解决问题。
同时，展望高电压AB类功放的未来发展，有助于我们更好地抓住机遇，推动该技术的进一步创新和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍了高电压AB类功放的设计和应用。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对高电压AB类功放的概述进行了简要介绍，包括其作用和特点。
接着阐明了文章的结构和内容布局，为读者提供了整体的文章框架。
正文分为两个主要部分。
首先，在2.1小节中，详细解释了AB类功放的基本原理，包括其工作原理和电路结构等。
S波段AB类GaAs功率放大器EDA仿真设计
design; And the whole amplifier circuit is simulated and optimized by HB (Harmonic Balance)
simulation, to achieve the required amplifier gain, VSWR, output power and harmonic distortion. Key words: ADS software；power amplifier ；load-pull simulation; HB simulation
该功率器件的输入、输出端均未匹配，因此应精心设计满足匹配、带宽、驻波特性、输 出功率等性能指标的输入、输出匹配网络。图 1 所示为该功率放大器的原理框图，输入匹配
Z S _ opt VG
VD Z L _ opt
Zin
Zout
图 1 功率放大器原理框图
电路对放大器输入端实数部分较小的复阻抗进行匹配，把放大器输入端的复阻抗变换为信号
值为(5-j18) Ω 。综合考虑功率管的小信号特性、功率输出特性、带宽要求以及采用微带线匹 配的可行性折衷设计，通过仿真优化，选取 ZL_opt =(6.4-j7) Ω 、 ZS _opt =(5-j13.5) Ω 做为中心频 率 3.3GHz 处输入、输出匹配电路设计的依据。匹配电路采用多节微带传输线实现，为了匹 配器件输入感性阻抗 Zin =(5+j13.5) Ω 和输出感性阻抗 Zout =(6.4+j7) Ω ( Zin Zout 定义如图 1)， 以及匹配较小的实阻抗部分到 50 Ω ，设计中采用低通结构的微带阻抗变换器。采用多节微 带阻抗变换器设计输入、输出匹配网络的原理如图 4。采用该原理设计出功率放大器的匹配
ab类功率放大器电路_理论说明
ab类功率放大器电路理论说明1. 引言1.1 概述在电子设备中，功率放大器起着至关重要的作用。
它们用于将输入信号增加到足够的功率，以便可以驱动扬声器、马达或其他负载。
其中一种常见的功率放大器类型是ab类功率放大器电路。
ab类功率放大器电路具有高效率、低失真和较好的线性特性，因此在音频放大和通信领域得到广泛应用。
1.2 文章结构本篇文章将首先介绍ab类功率放大器电路的基本原理，包括对功率放大器的概述、ab类功率放大器的定义与特点以及不同类型的功率放大器分类与应用场景。
然后，我们将详细探讨ab类功率放大器电路设计要点，包括输入级、驱动级和输出级各个方面的设计要点。
接下来，我们将通过一个实例分析展示如何搭建ab类功率放大器电路，并介绍调试方法。
最后，在结论部分对ab类功率放大器电路进行总结，并提出进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨ab类功率放大器电路的理论原理和设计要点，并以实例分析的方式帮助读者了解如何搭建ab类功率放大器电路并进行调试。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解ab类功率放大器电路，并在实际应用中具备基本的设计与调试能力。
2. ab类功率放大器电路的基本原理2.1 功率放大器概述功率放大器是一种用于增强输入信号幅度的电路，通常用于将低功率信号转换为高功率输出信号。
它在各种电子设备中得到广泛应用，如音频放大器、无线通信系统和功率驱动电源等。
ab类功率放大器是最常见和常用的功率放大器之一。
2.2 ab类功率放大器的定义与特点ab类功率放大器是一种能够提供高效能并具有较低谐波失真的电路。
它通过将输入信号分成两个不同相位的部分来工作，其中一个部分被引入一个npn型晶体管，另一个部分被引入一个pnp型晶体管，并在输出端合并。
ab类功率放大器的主要特点包括：- 高效能：由于两个晶体管轮流工作，并且只有在输入信号超过某个阈值时才会进行切换，在非使用状态时几乎没有静态功耗。
- 低谐波失真：由于将输入信号分成两个相位来处理，ab类功率放大器可以减小谐波失真级别。
AB类功率放大器的设计与仿真研究
研究与试制AB 类功率放大器的设计与仿真研究邓宏贵1,曹 祥1,罗 安2,曹 建1(1.中南大学物理学院电信系,长沙,410083; 2.湖南大学电气与信息工程学院,长沙,410082)摘 要:在比较A 类、B 类、C 类和介于A 类、B 类中间的AB 类四类功放电路各自优缺点的基础上,提出功率放大器工作点的选取以及通过阻抗匹配来实现高效率的方法。
讨论了放大器输入回路阻抗变换电路、晶体管放大电路以及输出回路阻抗变换电路的设计思想,运用电报方程从理论上推导出用于信号源和晶体管之间阻抗变换的传输线变压器输入输出阻抗计算公式,由此设计出模拟信号处理电路中非常重要的AB 类高功率放大器。
仿真和实验结果表明,放大器在1MHz ～50M Hz 的范围内,输入0.1W 时输出为1W,其增益达到10dB,并且失真率非常低。
关键词:AB 类;功率放大器;阻抗变换;电路仿真中图分类号:T N 722.7+5 文献标识码:A 文章编号:1005-488X(2005)04-0229-05Design and Simulation for AB Power AmplifierDENG Ho ng -gui 1,CA O Xiang 1,LUO An 2,CAO Jian1(1.College of P hysics ,Central South University ,Changsha ,410083,CH N ;2.College of Electrical and I nf ormation E ngineering ,H unan Univ ersity ,Changsha ,410082,CH N )Abstract :A discussio n on the adv antages and disadvantag es o f four kinds of amplify ing circuits such as class A ,class B,class C and class AB is presented.A method is pr opo sed for the oper ation po int of the pow er amplifier and the im plement o f high efficiency thr oug h impedance match .The design for impedance converting circuit o f input current ,transistor am -plifying circuit and conv erting circuit of output current is presented.T he teleg rapher equations are adopted to determ ine the impedance of transm ission-line transform er ,w hich is used to con-vert cir cuit impedance betw een signal source and transisto r.A ver y im po rtant A B hig h pow er amplifier is desig ned .Ex perimental results are presented to verify the effectiv eness of the pro -posed circuit.T he results show that amplifier has 10dB pow er g ain and low distortion-rate.Key words :class AB;pow er amplifier;impedance converting ;circuit sim ulation第25卷第4期2005年12月 光 电 子 技 术OPTOELECTRONIC T ECHNOLOGY Vol.25No.4Dec.2005基金项目:中南大学新世纪本科教改项目(204Y 55)。
一款改进型AB类音频功率放大器的设计
一款改进型AB类音频功率放大器的设计韩辉;薛超耀;马任月【摘要】设计了一种全差分高增益AB类音频功率放大器。
该运算放大器利用电流抵消技术以提高增益,并采用一种改进型AB类推挽式输出级结构得到大电流驱动能力和宽摆幅。
在0.35μm CMOS工艺条件仿真得到该运算放大器在5 V电源电压下,开环增益为97.4 dB。
输出摆幅范围0.07～4.91 V,静态功耗2.96 mW,功率管的面积〈0.2 mm2,在保证一定指标的前提下节省了芯片面积。
%A fully differential OP-AMP with a high gain and a class-AB output stage is designed in this paper.The technology of eliminating the current is used to achieve a high gain and an improved Class AB push-pull output stage is used to achieve a large current ability and a wide output swing.The operational amplifier is designed and simulated in a 0.35 μm CMOS process.With a 5 V power supply,the amplifier achieves an open loop gain of 97.4 dB with an output swing of 0.07~4.91 V,and dissipates 2.96 mW.The area of the power tube was less than 0.2 Square millimeters which diminishes the area of IC enormously in the premise of guaranteeing a certain index.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】5页(P51-55)【关键词】音频功率放大器;电流抵消技术;AB类推挽式输出级;宽摆幅【作者】韩辉;薛超耀;马任月【作者单位】西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071;西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071;西安电子科技大学电路CAD研究所,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN409随着经济发展与生活水平的提高，越来越多的便携电子设备出现。
丙类功率放大器的设计与研究业论文
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（论文）专科毕业设计科毕业设计（论文）设计（ 2010 届）题学专班学目院业级号丙类功率放大器的设计与研究物理与电子工程学院应用电子技术 07 应用电子技术（1）班 0705510033 张志斌杨金伟讲师 20010 年 3 月学生姓名指导教师完成日期台州学院毕业设计（论文）丙类功率放大器的设计与研究Class C power amplifier design and research学生姓名：张志斌 Student:Zhang Zhibin 指导老师：杨金伟讲师 Adviser: Lecturer Yang Jinwei台州学院物理与电子工程学院School of Physics & Electronics Engineering Taizhou University Taizhou, Zhejiang, China2010 年 3 月March 2010II台州学院毕业设计（论文）摘要本文主要概述丙类功率放大器的工作原理。
高频功率放大器根据其不同的工作状态，可以分为甲类、乙类和丙类三种工作状态，其中丙类的工作效率最高，但在要求非线性失真很小的场合，高频功率放大器不宜采用丙类工作状态；高频功率放大器的主要技术指标包括输出功率、效率功率增益、电流波形、负载特性等等；此外还对于电路方案的确定和电路板的制作方法和制作过程等做了简单的介绍；另外还有丙类功率放大器的技术指标的测试方法和测试结果。
关键词高频；放大器；丙类，III台州学院毕业设计（论文）AbstractThis paper outlines a Class C power amplifier works. High-frequency power amplifier according to their different working conditions, can be divided into A, B and C are three working conditions, including the highest efficiency class C, but required a small nonlinear distortion occasion. High-frequency power amplifier working status should not be used C; high frequency power amplifier key technical indicators including output power, efficiency, power gain, current waveform, load characteristics, etc.; the program also determine the circuit and circuit board production methods and production and made the process simple introduction; Class C power amplifier in addition to the technical specifications of test methods and test results.Key wordsHigh frequency；Amplifiers；C-class台州学院毕业设计（论文）目录1. 引言...... 1 2．设计方案...... 1 3．丙类放大器的硬件电路...... 2 3.1.丙类放大器电路...... 2 3.2.丙类谐振功率放大器工作原理...... 3 4．丙类放大器的主要技术指标 (6)5．丙类放大器的测试方法…… 8 6．丙类放大器的测试数据记录…… 9 7．PCB 板的设计与制作…… 10 7.1．硬件电路的制作…… 10 7.2．电路板制作的注意事项…… 11 8．结论……15 参考文献...... 16 谢辞 (17)附件 (18)V台州学院毕业设计（论文）1. 引言顾名思义,高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率, 常又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier)。
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1 AB类功放驱动电路设计目标
在实用电路中，往往要求放大电路的末级(即输出级)输出一定的功率，以驱动负载。
能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。
经典功率放大器有4种类型：A类，AB类，B类和C 类，他们的主要差别在于偏置的情况不同。
理想的4类经典放大器的最大效率的理论值与导通角的函数关系如图1所示。
A类功率放大器的线性度好，功率传递能力差，效率最大值为50％，导通角为360°；B类功率放大器通过减少一个周期中晶体管工作的时间来提高效率(最好可达78.5％)，保持了实现线性调制的可能性，工作周期为半周期；C类功率放大器提供了接近100％的效率，但同时归一化的功率传递能力和功率增益都趋于零，线性度差；AB类放大器的效率和线性度在A类和B类放大器之间，其最大的特点是导通角的范围为180°～360°，相应的设计目标就是实现他在一个周期的50％和100％之间的某段时间内导通的工作方式，对于单MOS管来说，就是使他的漏极有电流通过的时间多于半个周期。
2 功放驱动电路的具体设计和仿真
2.1 镜像电流偏置方式
在采用双电源供电的差分放大电路中，两管的静态工作点电流直接由恒流源电路提供。
对恒流源偏置电路的要求，除了提供稳定的静态工作点电流外，还应具有高的输出交流电阻。
镜像恒流源电路是目前应用最广的一种高稳定恒流源电路，他特别适合于用在集成电路中。
图2就是采用镜像电流偏置方式实现的驱动电路结构图。
这个电路是由2个性能上严格匹配的NMOS管和1个电阻、1个电感组成，IM1和IM2分别为电路中两个NMOS管M1和M2的漏极电流。
M1管与M2管的衬底与源短接，不存在体效应。
由于两个NMOS管宽长比完全一样，因此，
改变VDD或R，IM1和IM2相应的也就随之改变。
鉴于IM2犹如IM1的镜像，故将这种恒流源电路称为镜像恒流源电路。
图中的C和L作用跟前面分压偏置方式中论述的一样。
当两管完全对称时，温度的变化就不会引起IM1和IM2的变化，因此镜像恒流源电路是一种高热稳定的偏置电路。
这一偏置方法还消除了与固定电压栅偏置有关的热漂移问题。
对于AB类功放，给定VDD为3 V，Vin为直流偏置2 V，振幅1 V，频率1 GHz的正弦波，选定R为800 Ω，C为0.5 pF，L为0.065 nH，M1和M2均为宽0.6μm，长0.18 μm的NMOS。
从图3晶体管M2的漏极电流HSpice仿真波形图中可以看出Vg≥0.297 V的时长为0.69 ns，大于0.5
ns的半个周期时长，因此实现了AB类功放的驱动电路的要求，工作时间大于半个周期。
2.2 分压偏置方式
分压式偏置电路，顾名思义就是通过电阻的分压以给出所要达到的偏置电压的电路结构，如图4所示。
电路中的C为隔直电容，隔离输入的信号中由各种原因引起的直流分量，保证电路特性不被意外的直流分量所影响。
电路中的电源一般均通过扼流圈L对MOS管的漏极馈电，目的是尽量减小电路中不必要的直流功率损耗，提高功放的效率，在较低的电压下输出较大的功率。
因此电路中将扼流电感L接于电源与M1的漏极之间，将DC功率送到MOS管的漏极。
电路中R3为源极电阻，其值很小，使得消耗在他上面的直流功耗也很小，以尽量减小电路中不必要的直流功率损耗，提高功放的效率。
R1，R2分别称为上偏置电阻和下偏置电阻，他们的作用是将VDD进行分压，在MOS管栅极上产生栅极静态电压Vg，其值为：
分压式偏置电路不仅能够有效地稳定静态工作点，而且对于换用不同晶体管时，因参数不一致而引起的静态工作点的变化。
也同样具有自动调节作用。
对于AB类功放，给定VDD为3 V；Vin为直流偏置2 V，振幅1 V，频率1 GHz的正弦波，选定R1为2 kΩ，R2为1 kΩ，R3为10 Ω，C为5 pF，L为0.065 nH，M1为宽0.6 μm，长0.18 μm的NMOS，从给定的NMOS参数中可算出Vth0约为0.297 V。
设置的电阻使得Vg围绕1 V左右上下摆动，摆幅为1 V，即可使得晶体管M1工作时间大于半个周期而小于整周期，从图5晶体管M1漏极电流HSpice仿真波形图中也可以看出其每周期的工作时间为0.79 ns，大于半周期，实现了AB类功放的驱动要求。
2.3 栅极二极管偏置方式
如图6所示，这种电路是一种分压的特殊结构，通过电阻、电感、二极管对VDD进行分压，在M1栅极上产生正的静态偏置电压，使每周期内Vg高于0.297 V的部分增加，这样就可以实现AB类功放驱动的偏压
要求。
给定VDD为3 V，Vin为直流偏置2 V，振幅1 V，频率1 GHz的正弦波，选定C为15 pF，R为10 Ω，L1为0.065 nH，L2为2 nH，M1为宽0.6μm，长0.18 μm的NMOS。
HSpice仿真得出1 ns内的工作时间为0.75 ns，实现了AB类功放驱动电路的设计目标，每周期的工作时间多于半个周期。