功率放大器怎么選擇型號的(功率放大器選購技巧)
很多電子工程師(shi)雖然頻繁使用功率放大(da)器,但是對于功率放大(da)器的(de)選(xuan)擇和選(xuan)購技巧還是不清楚(chu),下(xia)面就來為大(da)家介紹一下(xia)如(ru)何挑(tiao)選(xuan)合適的(de)功率放大(da)器型號。
一般情況下,功(gong)率放大器購買決策(ce)的主要考慮因素是輸出(chu)功(gong)率、線(xian)性度、頻率范圍和VSWR失配容限。放大器不僅要能夠產生足夠的功率,而且還要保證一定的輸出功率線性度要求。
一(yi)、功率放大(da)器(qi)的(de)工(gong)作原(yuan)理
功率放大器的工作原理:利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的波,即交流信號電流,三極管的集電極電流永遠是基極電流的β倍,β是三極管的交流放大倍數,應用這一點,若將小信號注入基極,則集電極流過的電流會等于基極電流的β倍,然后將這個信號用隔直電容隔離出來,就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號,這現象稱為三極管的放大作用。經過不斷地電流放大,就完成了功率放大。
二、功(gong)率放大器的分(fen)類
功(gong)率放大器該如何分類,根據工(gong)作狀態的不(bu)同功(gong)率放大器可以分為下面四種:
1、甲類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態:又(you)被稱為(wei)A類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)(zhuang)態,工(gong)作(zuo)周期內晶體管集電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)流始終流通(tong),效率低(di),但(dan)是非線性失真比較小,適用在對失真敏感的場合(he)。
2、乙類工作狀態:又(you)被稱(cheng)為B類工作狀態,工作周期內晶體管半(ban)個(ge)(ge)周期工作,另半(ban)個(ge)(ge)周期截止,效率比甲類高(gao),但是容(rong)易出現交越失真的問(wen)題,適用于大多(duo)數功率放(fang)大器。
3、甲乙類工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai):介于甲類/乙類中間(jian)的工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai),工(gong)作(zuo)周(zhou)期(qi)內晶體管工(gong)作(zuo)周(zhou)期(qi)大于一半。
4、丙類工作狀態:又被稱為C類工作狀態,精益管的工作時間小于半個周期,適用于高頻的諧振功放。
三(san)、功(gong)率放大器主要性(xing)能(neng)指標(biao)
為了(le)獲得較大的輸出(chu)功(gong)(gong)率,加在功(gong)(gong)率晶體(ti)管(guan)的電壓(ya)和(he)電流都(dou)很大,這(zhe)時晶體(ti)管(guan)的安全工(gong)作就(jiu)可以(yi)是功(gong)(gong)放的一(yi)個重大問題(ti),一(yi)般(ban)以(yi)不(bu)超過管(guan)子的極限參數(ICM、BVCEO、PCM)為限度。
1、效率(lv)η
功(gong)率(lv)(lv)放大(da)器輸出較大(da)功(gong)率(lv)(lv),但是自身還(huan)會消耗部分能量。放大(da)器所輸出信號的功(gong)率(lv)(lv)和電源供給功(gong)率(lv)(lv)的比值就(jiu)是功(gong)率(lv)(lv)放大(da)器的效率(lv)(lv),用(yong)η表示,即:η=Po/PE*100%。
電源的(de)(de)供給功率(lv)除了部分(fen)(fen)轉變成(cheng)有用的(de)(de)信號功率(lv)以外,剩余(yu)的(de)(de)部分(fen)(fen)轉變成(cheng)晶體管(guan)的(de)(de)管(guan)耗PC(PC=PE-PO)。若功率放大器的效率太低,不僅會讓電源的供給功率增加,同時還會增加晶體管管耗,甚至造成過熱損壞。所以想要提高功率放大器的性能,那一定要優先考慮功率放大器的效率問題。
2、失真(zhen)
功率放大(da)器在(zai)使用的(de)(de)時(shi)候信號擺動幅度比較(jiao)大(da),總是會超出晶體管(guan)的(de)(de)線(xian)性(xing)工作區,很小的(de)(de)飽和、截至失真都會造(zao)成很大(da)的(de)(de)非(fei)線(xian)性(xing)失真。所以減少非(fei)線(xian)性(xing)失真就會成為提高功率放大(da)器性(xing)能的(de)(de)另(ling)一個問題。
四、功(gong)率放大(da)器的選購(gou)技巧
1、選擇合適功率的放大器,對于待輸入(ru)信號(hao)進行預估電(dian)壓電(dian)流、功率、頻率、波形等(deng);
2、保證高(gao)壓(ya)放大器安全接(jie)地;
3、查看(kan)說(shuo)明書看(kan)廠家對(dui)應產品是否支持(chi)長(chang)時間連續工作能力;
4、注意(yi)儀器的散熱;
5、前端連(lian)接線的穩定可(ke)靠,防止(zhi)短路發(fa)生;
6、信號源(yuan)輸入信號在(zai)安全范圍(wei)之內(nei)。

圖:ATA-7030高壓放大器指標參數
五、功率放大(da)器應用(yong)場景介紹(shao)
應用場景(jing):納米材料(liao)、壓電陶瓷、傳感(gan)驅動
應(ying)用說明:鐵電(dian)材(cai)料的極(ji)化測試-實際上就是測試該材料的電滯回曲線,實驗測試的電壓越高,極化效果越好,ATA-7000系列最大輸出電壓可達10000Vpp,為此類測試提供了良好的測試條件。
ATA-7000系列是一(yi)款理想的(de)可放(fang)大交、直(zhi)流信號的(de)高壓(ya)(ya)放(fang)大器。單端輸出6kVp-p(±3kVp)高壓(ya)(ya),可以驅動高壓(ya)(ya)型負載(zai)。電壓(ya)(ya)增益數控可調,一(yi)鍵保存常用設(she)置,為您提供了方便簡潔的(de)操作選擇。
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