放大器是最常用的線(xiàn)性電路。由于放大器的種類(lèi)很多,因此我們將它們分為不同的類(lèi)型,以便區(qū)別。按照放大器中晶體管的導(dǎo)通方式來(lái)分,主要可以分為A類(lèi)、B類(lèi)、AB類(lèi)、C類(lèi)、D類(lèi)、E類(lèi)以及F類(lèi)(也有叫甲乙丙丁的)。
A類(lèi)放大器
如上圖,A類(lèi)放大器是連續(xù)導(dǎo)通的,其放大作用在正弦波的整個(gè)360度中都是起作用的,即對(duì)于任何輸出波形,其輸出級(jí)的晶體管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。
B類(lèi)放大器
B類(lèi)放大器的晶體管只在半個(gè)周期或者說(shuō)正弦波的180度內(nèi)導(dǎo)通,看上圖,這樣的放大器看似沒(méi)有什么用處,因?yàn)樗鼘?dǎo)致了信號(hào)的失真。不過(guò),如果你將兩個(gè)晶體管結(jié)合起來(lái)使用,一個(gè)用來(lái)放大正半周,另一個(gè)用來(lái)放大負(fù)半周,然后再將兩者組合起來(lái),那個(gè)整個(gè)波形就都得到了放大。這樣的放大器稱(chēng)做推挽式放大器。
像B類(lèi)放大器這種設(shè)計(jì)的好處是電路的效率更高,不過(guò)此類(lèi)放大器在正弦波過(guò)零點(diǎn)的附近會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的交越失真,這是由于晶體管不可能精確地在零點(diǎn)位置上導(dǎo)通和關(guān)閉。為了去掉交越失真,人們?cè)O(shè)計(jì)了AB類(lèi)放大器,它容許晶體管在輸入正弦波信號(hào)高于180度導(dǎo)通,它容許小電流不間斷地流動(dòng),其結(jié)果是失真基本消除但效率較低。
C類(lèi)放大器
C類(lèi)放大器用于射頻信號(hào),且通常是功率放大器。它們只容許晶體管在輸入正弦波信號(hào)的不到180度內(nèi)導(dǎo)通,通常在90度到150度的范圍。它產(chǎn)生的失真極大,然而由于這種放大器的輸出級(jí)是由電感器和電容器構(gòu)成的LC調(diào)諧電路,它諧振在工作頻率上,因而可以消除失真。這類(lèi)放大器具有極高的效率。
在C類(lèi)放大器中,MOS管起著開(kāi)關(guān)的作用,由輸入信號(hào)來(lái)開(kāi)通和關(guān)斷,如圖所示,當(dāng)MOS管導(dǎo)通時(shí),電容會(huì)充電到直流電源的電壓,與此同時(shí),電流流過(guò)電感,在其周?chē)⒁粋€(gè)磁場(chǎng)。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí),電感和電容開(kāi)始交換能量,并在這個(gè)LC電路中建立起一個(gè)頻率為諧振頻率的振蕩。這就是所謂的儲(chǔ)能電路,于是儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電路中的能量產(chǎn)生出一個(gè)放大的正弦波輸出。
換一種方式來(lái)看,晶體管開(kāi)關(guān)使輸入失真,產(chǎn)生的脈沖波形富含諧波,但儲(chǔ)能電路起到了帶通濾波器的作用,它只讓基波通過(guò),而諧波被濾掉了。
D類(lèi)放大器
D類(lèi)放大器是一種特殊的放大器,準(zhǔn)確的來(lái)說(shuō)它不是一種真正的線(xiàn)性放大器,它是由晶體管開(kāi)關(guān)組成的。如上圖所示,這種放大器對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行斬波,得到不同寬度的高頻脈沖,這個(gè)過(guò)程叫做PWM脈寬調(diào)制。
要放大的正弦波音頻信號(hào)同一個(gè)高頻三角波一起,被送到比較器的輸入端,當(dāng)三角波和正弦波值相等時(shí),比較器的輸出就會(huì)發(fā)生切換,由此產(chǎn)生的PWM信號(hào)再被反饋到MOS管開(kāi)關(guān),以使信號(hào)更大。然后,這個(gè)高振幅的輸出通過(guò)一個(gè)電容和電感構(gòu)成的低通濾波器進(jìn)行濾波,變回模擬信號(hào)。
大多數(shù)D類(lèi)放大器是音頻放大器,它們的負(fù)載是喇叭。在功率低于幾瓦的時(shí)候,所有電路都是做成集成電路的,而對(duì)于大功率的時(shí)候,MOS管較大,需要做成插件的形式。
此類(lèi)放大器的最大優(yōu)點(diǎn)在于,同樣的輸出功率下,它們更為高效。AB類(lèi)的效率可能只有百分之二十到三十,而D類(lèi)放大器可以超過(guò)百分之九十。這意味著此類(lèi)放大器體積較小,耗電更少,發(fā)熱較少。并且非常適合于便攜式設(shè)備,如手機(jī)和MP3等。
E類(lèi)和F類(lèi)是特殊的開(kāi)關(guān)放大器變種,只適用于射頻場(chǎng)合,跟C類(lèi)放大器一樣,它們也使用LC電路來(lái)濾除它們自己產(chǎn)生的諧波,并且非常高效。
-
放大器
+關(guān)注
關(guān)注
143文章
13583瀏覽量
213367 -
A類(lèi)放大器
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
15瀏覽量
16519
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論