甲、乙、丙類功率放大器靜態(tài)工作點的仿真分析

2014-10-07 15:13:56 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

摘　要：本文根據(jù)甲、乙、甲乙、丙類放大電路的不同特性，利用multisim仿真分析要使末級功放工作在甲、甲乙、乙、丙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點的設(shè)置。關(guān)鍵詞：功率放大器　靜態(tài)工作點　仿真功率放大電路的目的

摘　要：本文根據(jù)甲、乙、甲乙、丙類放大電路的不同特性，利用multisim仿真分析要使末級功放工作在甲、甲乙、乙、丙類工作狀態(tài)的靜態(tài)工作點的設(shè)置。

關(guān)鍵詞：功率放大器　靜態(tài)工作點　仿真

功率放大電路的目的是放大輸入功率。功放電路在工作的過程中既追求輸出盡可能大的功率，也要兼顧效率和線性。功放電路在設(shè)計的過程中要特別注意以下四點：

其一，盡量大的輸出功率。為了實現(xiàn)盡量大的輸出功率，要求功放管的電壓和電流都要有足夠大的輸出幅度，因此，功放管往往工作在極限的狀態(tài)下。

　　其二，盡量提高功率轉(zhuǎn)換效率。

　　其三，減小非線性失真。

　　其四，功放管的散熱。為了便于仿真分析，本文采用的放大電路都是比較基本的共發(fā)射極NPN型SI管放大電路。

1　A （甲）類放大器

甲類（Class-A）放大管是指在輸入信號的整個周期內(nèi)放大管都是導(dǎo)通狀態(tài)。甲類放大管工作點在其線性部分中點，不論信號電平如何變化，放大器工作電流恒定不變。它是低效率的，由于信號幅度不斷變化，其實際效率不可能超過25%，可由單管或推挽工作。對散熱要求高。甲類放大器的優(yōu)點是無交越失真和開關(guān)失真，而且諧波分量中主要是偶次諧波。

A（甲）類放大器的仿真圖形為下圖：

毫無疑問，在甲類工作狀態(tài)下，Vbe只需要大于三極管的導(dǎo)通電壓Vbe（on）即可，SI管的導(dǎo)通電壓是0.7V左右，鍺管的導(dǎo)通電壓是0.3V左右。

　　2　B(乙)類放大器

　　乙類（Class-B）放大管是指只有在輸入信號的正半周導(dǎo)通的放大管，乙類管多采用推挽式放大，放大器的偏置使推挽工作的晶體管（或電子管）在無驅(qū)動信號時，處于低電流狀態(tài)。當(dāng)加上驅(qū)動信號時，一對管子中的一只半周期內(nèi)電流上升，而另一只管子則趨向截止。到另一個半周期，情況相反。由于兩管輪流工作，必須采用推挽電路才能大完整的信號波形。乙類放大器的優(yōu)點是效率較高，理論上可達(dá)78%，缺點是失真較大。

　　乙類放大管的靜態(tài)工作點的仿真為：Vbe采用零偏置，即在三極管的be節(jié)之間不加直流電壓。

3　甲乙類（Class-AB）

　　放大器在低電平驅(qū)動時，放大器為甲類工作，當(dāng)提高驅(qū)動電平時，轉(zhuǎn)為乙類工作。甲乙類放大器的長處在于它比甲類提高了小信號輸入時的效率，隨著輸出功率的增大，效率有了增高，雖然失真比甲類大，然而至今仍是應(yīng)用最廣泛的晶體管功率放大器，趨向是越來越多的采用高偏流的甲乙類，以減少低電平信號的失真。

4　丙類（Class-C）

丙類功放是指其集電極電流導(dǎo)通時間小于半個周期的放大狀態(tài)，導(dǎo)通角小于90度。它輸出功率和效率特高，一種失真非常高的功放，一般用于調(diào)頻發(fā)射機(jī)功率放大器上。

效率=Po/PE

功率=Uo*Io

5　放大器比較

　　從上述分析和比較，能夠看出模擬全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的功率放大電路使用甲乙類放大，而模擬全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)功率放大電路使用丙類放大的原因主要有兩點：一是由于電視發(fā)射機(jī)的圖像已調(diào)波和調(diào)頻發(fā)射機(jī)的已調(diào)波原理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求；

二是電視和調(diào)頻功率放大器的設(shè)計既要考慮減小失真，又要盡可能提高效率。

責(zé)任編輯：葉雨田

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