【正文】 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器 圖 、 負(fù)兩個(gè)電源 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 (3) 若三極管飽和壓降 UCES=1V， 不可忽略 ， 再計(jì)算 （ 1）問中各量 。 最大管耗與最大輸出功率之間也滿足式 ()的關(guān)系 。 2. 最大輸出功率 、 效率及管耗估算 上述乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路的工作情況與變壓器耦合乙類推挽電路的工作情況是相對(duì)應(yīng)的 ， 所不同的只是前者負(fù)載直接接在了發(fā)射極 ， 而后者是經(jīng)變壓器變換后折算到功放管的輸出回路中 。 由此可見 ， 在輸入電壓作用下 ， 互補(bǔ)對(duì)稱電路利用了兩個(gè)不同類型晶體管發(fā)射結(jié)偏置的極性正好相反的特點(diǎn) ， 自行完成了反相作用 ， 使兩管交替導(dǎo)通和截止 。 同理 ， 在負(fù)半周時(shí) ， V2因發(fā)射結(jié)正偏而導(dǎo)通 ， 在負(fù)載 RL上輸出電流 ic2， 如圖中虛線所示 ， V1 因發(fā)射結(jié)反偏而截止 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 有正弦信號(hào) ui輸入時(shí) ， 兩管輪流工作 。 無信號(hào)時(shí) ， 因 V V2特性一致及電路對(duì)稱 ， 因而發(fā)射極電壓 UE=0， RL中無靜態(tài)電流 。 兩管均工作在乙類狀態(tài) 。 圖中 V V2是兩個(gè)特性一致的 NPN型和 PNP 。 因此 ， 采用無輸出變壓器功率放大器已成為近年來功率放大器發(fā)展的一個(gè)方向 。 乙類 （ 或甲乙類 ） 推挽電路效率較高 ， 可用于較大功率輸出 。 綜上所述 ， 變壓器耦合功率放大器可以較好地解決負(fù)載與放大器輸出級(jí)的阻抗匹配問題 。 02212 ???????Lc e mCCcmc e mOUv RUUIUU CCIc mPpp??即 CCCCc e m UUU 2 ??? 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 omomCCLCCLCCVm pPURURUP )2(212222 ???????? ???? 每只管子的管耗 PVm PVm2為總管耗 PVm的一半 ， 則 PVm1 = PVm2 ≈ Pom。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 3) 管耗 PV 電源提供的功率 PU中 ， 一部分轉(zhuǎn)換為放大器的輸出信號(hào)功率 Po， 另一部分則為管耗 PV， 消耗在管子內(nèi)部變?yōu)闊崮?， 即PV=PUPo。 由圖 LCCLC E MCMC E Mom RURUIUP????22212121 其中 , R′L是單管集電極回路等效負(fù)載電阻 。 每管導(dǎo)通那半周的工作情況和單管變壓器耦合電路的工作情況相同 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 同時(shí) ， 由于推挽電路兩管完全對(duì)稱 ， 在作定量分析時(shí) ，只要分析一個(gè)管子的情況就行了 。 Rb1一般為幾千歐 ， Rb2約為幾十歐至幾百歐 ， Re是穩(wěn)定工作點(diǎn)用的 ， 約為幾歐至十幾歐 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 由于 ICQ1與 ICQ2大小相等 ， 它們?cè)谳敵鲎儔浩髟呏械牧飨蛳喾?， 因而不會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生直流磁勢(shì) ， 工作時(shí)不致產(chǎn)生飽和現(xiàn)象 。 這時(shí) ， 由于兩管的工作點(diǎn)稍高于截止點(diǎn) ， 因而均有一很小的靜態(tài)工作電流 ICQ。 這時(shí)由于管子輸入特性曲線有一段死區(qū) ， 而且死區(qū)附近非線性又比較嚴(yán)重 ， 因而在有信號(hào)輸入 、 引起兩管交替工作時(shí) ， 在交替點(diǎn)的前后便會(huì)出現(xiàn)一段兩管電流均為零或非線性嚴(yán)重的波形；對(duì)應(yīng)地 ， 在負(fù)載上便產(chǎn)生了如圖 (a)所示的交越失真 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 這里需要說明 ， 上述推挽功率放大器的工作狀態(tài)之所以設(shè)為甲乙類而不是乙類 ， 其目的是為了減少 “ 交越失真 ” 。 由于電路對(duì)稱 ， iC1與 iC2大小相等 、 流向相反 ， 它們?cè)诟边吇芈分休喠鳟a(chǎn)生正 、 負(fù)半個(gè)周期的正弦信號(hào) ， 這樣 ， 在負(fù)載上就可得到一個(gè)完整的正弦波信號(hào) 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 比如 ， 在 ui的正半周 ， 設(shè) A點(diǎn)電位高于 B點(diǎn)電位 ， 即 uAO0、uBO0， 于是 V1工作 、 V2截止；在 ui的負(fù)半周 ， B點(diǎn)電位高于 A點(diǎn)電位 ， 即 uAO0、 uBO0， 于是 V2工作 、 V1截止 。 圖中 ， 兩個(gè)功放管 V V2 工作在甲乙類放大狀態(tài) ， 靜態(tài)工作點(diǎn)靠近截止區(qū) ， 因而靜態(tài)電流 IC IC2很小 ， 可近似為零 。 輸入變壓器 T1副邊設(shè)有中心抽頭 ， 以保證輸入信號(hào)對(duì)稱地輸入 ， 使 V1 和 V2 兩管的基極信號(hào)大小相等 、 相位相反 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 圖 。 若采用工作于乙類或甲乙類的推挽功率放大器 ， 既可提高放大電路的效率 ， 同時(shí)又能減少信號(hào)的波形失真 。 在甲類放大電路中 ， 靜態(tài)電流 ICQ是造成管耗高 、 效率低的主要原因 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 推挽功率放大器 對(duì)于前述單管功率放大器 ， 當(dāng)其工作于甲類狀態(tài)時(shí) ， 即使是最理想情況 ， 其效率也只有 50%。 而當(dāng)加入信號(hào)時(shí) ， 輸出功率 Po≠0， 管耗減小 ， 所減小的部分正是輸出的信號(hào)功率 Po。 比如 ， 設(shè)變壓器的效率為 ηT（ 小型變壓器的 ηT一般為 ~） ， 則放大器最大輸出功率時(shí)的總效率 %5021??CQccCQccUomIUIUPP 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 η′m=ηmηT 3. 管耗 PT 功放電路的管耗 PT主要是功放管消耗的功率 ， 發(fā)生在集電結(jié)上 ， 是集電極耗散功率 。 應(yīng)該說明 ， 這個(gè)數(shù)值只是個(gè)理想效率 。 由此也可得出 ， 這類功放電路的輸出功率越大 ， 電路的效率就越高 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 2. 效率 η 前已指出 ， 功率放大器的效率是指負(fù)載得到的信號(hào)功率 Po和電源供給的功率 PU之比 ， 即 UOPP??式中， PU ?? ?? 202 1 wtcccU diUP? ?? ?? 20 )()s i n(2 1 wtdwtIIU cmCQCCCQCC IU? 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 由式可知 ， 功率放大器工作在甲類狀態(tài)時(shí) ， 其電源供給的功率 PU與輸出信號(hào)電流 iC無關(guān) ， 僅與電源電壓 UCC及靜態(tài)電流 ICQ有關(guān) 。 理想情況下 ， 略管子的飽和壓降UCES、 穿透電流 ICEO 并使管子盡限運(yùn)用時(shí) ， 其最大集電極 —發(fā)射極交流電壓幅值 UCEM約等于 UCC， 其最大集電極交流電流幅值 ICM約等于 ICQ， 交流負(fù)載線是與橫軸交于 2UCC、 與縱軸交于 2ICQ 的斜線 ， 如圖 (b)所示 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 此時(shí)的輸出功率最大 。 為此 ， 其靜態(tài)工作點(diǎn)的位置必須處于交流負(fù)載線的中點(diǎn) ，即工作于甲類放大狀態(tài) 。 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 為了獲得盡可能大的輸出功率 ， 可將 Q 點(diǎn)提高到靠近 PCM（ 集電極最大允許耗散功率 ） 線附近 。 mWRI LC )1010( 232 ???? ?? 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 1. 最大不失真輸出功率 Pom 功放電路的最大不失真輸出功率 ， 是指在正弦信號(hào)輸入下 ， 失真不超過額定要求時(shí) ， 電路輸出的最大信號(hào)功率 ， 用放大電路的最大輸出電壓有效值和最大輸出電流有效值的乘積來表示 ， 或用最大輸出電壓幅值和最大輸出電流幅值乘積的一半來表示靜態(tài)時(shí) ， 考慮到輸出變壓器原邊的電阻很小 ， 發(fā)射極電阻 Re也很小 ， 均可忽略 ， 則晶體管的直流負(fù)載線應(yīng)是一條與橫軸交于 UCE=UCC點(diǎn) 、 幾乎與橫軸垂直的直線 ， 如圖 (b)所示 。 圖 （ a） 中 ， 輸入變壓器的作用也是耦合和阻抗變換 ， 而電容 Cb、 Ce為交流旁路電容 。 試求輸出變壓器的變比 。 常用的一些負(fù)載如揚(yáng)聲器 、 電動(dòng)機(jī) 、 電磁繼電器等線圈的電阻僅為幾歐至十幾歐 ， 若將其不經(jīng)變換而直接接入集電極電路 ， 是不能得到足夠功率的 ， 因而一般須進(jìn)行阻抗變換 。 利用輸出變壓器耦合進(jìn)行阻抗變換 ， 將接在變壓器副邊的負(fù)載電阻 RL變換 （ 折算 ） 到變壓器原邊 ， 可得出其等效交流電阻 R′L為 LLL RKRNNR 2221 )( ??? 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 圖 立 德 尚 學(xué) 惟 實(shí) 創(chuàng) 新 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 式中 ， k=N1/N2 為變壓器的變比 。 它的輸入端和前級(jí)之間用一個(gè)輸入變壓器耦合 ， 而輸出端和負(fù)載之間用一個(gè)輸出變壓器耦合 。 若將靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)在線性區(qū)的下部靠近截止點(diǎn)處 ， 則其 iC的流通時(shí)間為多半個(gè)信號(hào)周期 ， 輸出波形被削掉少一半 ， 如圖(c)所示 ， 稱為甲乙類放大狀態(tài) 。 當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn) Q設(shè)在負(fù)載線線性段的中點(diǎn) 、 在整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)都有電流 iC通過時(shí) ， 稱為甲類放大狀態(tài) ， 其波形如圖 (a)所示 。 3.