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乙類功率放大器的特點(diǎn),原理,電路詳解
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-05-14 17:51:55
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乙類功率放大器的特點(diǎn),原理,電路詳解
乙類功率放大器也稱為B類功率放大器,也是一種線性放大器。甲類放大器的效率低,一般僅用小功率放大或信號(hào)放大使用,真正用于大功率放大的是乙類(B類)或甲乙類(AB類)功放。
乙類功放是指正弦信號(hào)的正負(fù)兩個(gè)半周分別由推挽輸出級(jí)的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器,每一“臂”的導(dǎo)電時(shí)間為信號(hào)的半個(gè)周期。乙類放大器的優(yōu)點(diǎn)是效率高,缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生交越失真。
乙類功放(B類功放)放大的工作方式是當(dāng)無訊號(hào)輸入時(shí),輸出晶體管不導(dǎo)電,所以不消耗功率。當(dāng)有訊號(hào)時(shí),每對(duì)輸出管各放大一半波形,彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個(gè)全波放大,在兩個(gè)輸出晶體管輪換工作時(shí)便發(fā)生交越失真,因此形成非線性。
B類功率放大器在工作的時(shí)候晶體管的正負(fù)通道處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)正相信號(hào)過來的時(shí)候只有正相通道工作,而負(fù)相通道關(guān)閉。兩個(gè)通道不會(huì)同時(shí)工作,所以沒有信號(hào)的部分,完全不會(huì)出現(xiàn)功率損失。但是當(dāng)正負(fù)通道開啟關(guān)閉時(shí),會(huì)出現(xiàn)跨越失真,尤其低電平的時(shí)候,因此B類功率放大器不是真正意義的高保真功率放大器。
乙類功率放大器工作原理
乙類功放的特點(diǎn)是直流偏置電流幾乎0,這樣就可以使得在沒有輸入信號(hào)Vi的時(shí)候,不在維持偏置電流上浪費(fèi)功耗,進(jìn)而提高工作效率。這樣做的代價(jià)是電路會(huì)稍微復(fù)雜一點(diǎn),需要兩個(gè)互補(bǔ)的放大電路才能做到。
下面分析一個(gè)概念型的乙類功放電路,如下圖所示:
乙類功率放大器
上圖中,Q1和Q2為一對(duì)性能相同的互補(bǔ)的npn和pnp晶體管,組成上下兩個(gè)分別的放大器,一個(gè)負(fù)責(zé)放大正半周信號(hào),一個(gè)負(fù)責(zé)放大負(fù)半周信號(hào)。這種工作方式稱為:推挽式(push-pull )工作方式。
下面我們分析其導(dǎo)通狀態(tài):
a 當(dāng)沒有輸入信號(hào)時(shí)(或輸入信號(hào)Vi小于0.7V且大于-0.7V時(shí)),晶體管Q1、Q2都截止,負(fù)載RL上沒有電流,整個(gè)電路沒有直流偏置電流(IC為0)。
b. 當(dāng)輸入信號(hào)Vi大于0.7V時(shí),晶體管Q1導(dǎo)通、Q2截止,負(fù)載電流從VCC通過Q1流向RL。
c. 當(dāng)輸入信號(hào)Vi小于-0.7V時(shí),晶體管Q2導(dǎo)通,負(fù)載電流從地通過RL和Q2流向負(fù)電源(-VCC)。
交越失真
乙類放大器的缺陷在于:在輸入信號(hào)為-0.7V到0.7V那段區(qū)間,輸出電壓和輸出電流為空白,如下圖所示:
乙類功率放大器
這種輸出波形的失真稱為交越失真(crossover distortion)。
甲類與乙類的比較
晶體管功放輸出級(jí)晶體管的工作狀態(tài),可以分做甲類與乙類。
所謂甲類,簡(jiǎn)單地說就是使輸出級(jí)晶體管在正弦交流信號(hào)的正負(fù)半周時(shí)均工作在線性區(qū),而乙類則是僅使輸出級(jí)的晶體管在正弦交流信號(hào)的正半周(或是負(fù)半周)工作在線性區(qū)。由于輸出級(jí)晶體管的工作狀態(tài)不同,使得輸出級(jí)的電源利用效率(即輸出功放與耗電功率之比)也不同。
在實(shí)用的輸出電路中,乙類的效率要比甲類的效率高2—3倍。比如馬蘭士PM80晶體管功放,在確定的供電電源條件下,工作在乙類時(shí)輸出功率有100W,而在甲類時(shí)只有20W。
甲類與乙類的對(duì)比
甲類功放不存在交越失真,而且不論實(shí)際輸出功率大小,輸出級(jí)晶體的內(nèi)阻均為恒定。而乙類功放總會(huì)有一定的交越失真(盡管這種失真可能極小),另外,在大輸出時(shí)輸出級(jí)晶體管的內(nèi)阻較小,但在小輸出時(shí)輸出級(jí)晶體管的內(nèi)阻卻比較大。這些不同,造成聽感上也有不同,甲類功放的聲音相對(duì)乙類功放而言比較柔和,另外對(duì)音箱的低頻控制力也比乙類功放強(qiáng),尤其是在小音量時(shí)低音的質(zhì)感要好一些。
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