什么是功率放大器?
功率放大器(Power Amplifier)是一种电子设备,用于将输入信号的功率放大,以提供足够的功率来驱动负载。它是音响系统中的核心组件之一,也是各种电子应用中常用的设备之一。
功率放大器的工作原理基于电子管的放大原理,通过将输入信号的电流或电压进行放大,使其达到足够的功率来驱动负载。具体来说,功率放大器通常由输入级、输出级和放大级等部分组成,其中输入级负责接收输入信号并将其转换为适合放大器放大的信号,输出级则将放大的信号转换为适合负载工作的信号,而放大级则是实现信号放大的主要部分。
功率放大器的作用是将输入信号的功率放大,以提供足够的功率来驱动负载。在音响系统中,功率放大器的作用是将微弱的音频信号放大,以推动扬声器发出足够的音量。在其他电子应用中,功率放大器的作用也类似,即将弱小的信号放大,使其能够驱动各种负载。
此外,功率放大器还具有以下作用:
- 提高音质和音量:功率放大器能够将微弱的音频信号放大,使音响系统能够输出更大的音量和更好的音质。
- 增强音频动态范围:通过放大微弱的声音信号,功率放大器能够增强音频的动态范围,使听众能够更好地感受到音乐和声音的细节。
- 推动扬声器或其他负载:功率放大器能够提供足够的功率来推动扬声器或其他负载,使其能够产生清晰、饱满的声音。
- 协调各个音频组件:在音响系统中,功率放大器是各个音频组件之间的桥梁,它能够协调各个组件的工作,使整个系统的工作更加协调和稳定。
下面小编分享一些功率放大器电路图,以及简单分析它们的工作原理。
功率放大器电路图分享
1、基于RF2132的线性功率放大器电路图
如图所示为由RF2132构成的线性功率放大器电路。射频信号(RF)由3脚输入,经过前置放大器、末级功率放大器放大后由10、11脚输出。3脚与内部放大器直接耦合,其外加一个隔直耦合电容,3脚输入阻抗为50Ω,但确切的阻抗值由1脚外接的内部级间匹配网络决定。
L1为输出中心频率级间调整电感;R1可改进线性,增加级放大器偏流;L2为放大器输出级旁路电感;C7与14、15脚内部连线电感组成串联谐振,谐振频率为2f0,可有效短路输出的二次谐波,改善增益和效率。输出端10、11、14、15脚在芯片内部已连接。
8脚接功率控制脚(PC),可以控制该脚电压从而控制电源功率。在室温下,当电压为低电平时(0.5V或更低时),放大器电源处于关断状态。Vcc=4.8V,Vpc=4.0V。
2、基于RF2155的915MHz功率放大器电路图
如图所示为由RF2155构成的915MHz功率放大器应用电路。射频信号(RF)由7脚输入,经过前置放大器、末级功率放大器放大后由11脚输出。7脚与内部放大器是直接耦合,因此建议在7脚外加一个UHF隔直耦合电容。由于有4个增益可以设置,所以在输入端串联一个6.8nH电感。
末级功率放大器为不匹配集电极晶体管,输出端11脚和14脚在芯片内部已连接,14脚作为末级功率放大器电源供电端,通过这些脚向末级功放提供偏置电流。14脚也作为二次谐波的滤波电路,能有效地短接二次谐波,采用约500mils传输线作为电感与33pF电容构成滤波器(在靠近Vcc处可放置一个钽电容)。8脚接功率控制脚(PC),可以控制该脚电压从而控制电源功率。
当电压为低电平时(0V时),放大器电源处于关断状态;当电压为高电平时(3V时),放大器处于全功率工作状态。8脚外接UHF或HF电容滤波。15、16脚为RF功率增益控制端,分别控制输出功率增益为8dB bit步长和16dB bit步长,这些脚高电平至少2.7V,不得超过3.3V,同时外接一个UHF旁路电容。
3、基本互补功率放大器电路图
该放大器电路是非常流行的音频功率放大器电路类型。我们称其为互补晶体管,因为最终的晶体管是 NPN-PNP 对,每个晶体管都具有相同的特性。该电路产生 AB 类放大器,因为每个晶体管在略多于信号半个周期的情况下工作。
当两个晶体管都传导电流时,存在重叠区域,并且该区域将在其稳态电流附近(当输入信号为零时)。该电路也称为推挽放大器电路,因为该对中的每个晶体管交替工作。
4、144 MHz功率放大器电路图
144 MHz 功率放大器设计用于与收发器 2 米频段配合使用。功率输出取决于输出晶体管:KT 904 – 4 至 5 瓦、KT 907 – 7 至 8 瓦、2N3375 – 7 至 10 瓦、2N3632 – 8 至 12 瓦。
通过 VOX 开关从接收到发送的转换,由晶体管 VT2/VT3 (KT315) 完成。 Kodensator Cl – 0,5-2,2 pF,建立继电器 Kl 的可靠运行。
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