雙管推挽功率放大器
發(fā)布時(shí)間:2011/11/10 10:33:18 訪問次數(shù):8052
雙管推挽功率放大器采用兩只功率放大管,分別放大正、負(fù)半周的信號,較大地提高了放大器的效率。根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)是否為零,雙管推挽功率放大器又可以分為乙類推挽功率放大器和甲乙類推挽功率放大器。
(1)乙類推挽功率放大器
圖9-36為乙類推挽功率放大器電路,NUD4001DR2G是由兩個(gè)相同的晶體管VT1、VT2組成的對稱電路。輸入變壓器T1的次級為中心抽頭式對稱輸出,分別為VT1、VT2基極提供大小相等、相位相反的輸入信號電壓。輸出變壓器T2的初級為中心抽頭對稱式,將VT1、VT2的集電極電流合成后輸出。
無輸入信號電壓時(shí),晶體管VT1、VT2均因無基極偏置電壓而截止。
當(dāng)有輸入信號電壓阢加到輸入變壓器T1初級時(shí),在T1次級即產(chǎn)生大小相等、相位相反的兩個(gè)交流電壓Ui1和Ui2,使晶體管VT1、VT2輪流工作。
在輸入信號電壓配正半周時(shí),次級交流電壓Ui1和Ui2均為上正、下負(fù)。Ui1對于晶體管VT1而言是正向偏置,VT1導(dǎo)通放大,其集電極電流Ic1通過輸出變壓器T2,在揚(yáng)聲器BL上產(chǎn)生由下向上的輸出電流Io,如圖9-37 (a)所示。Ui1對于晶體管VT2而言是反向偏置,VT2截止。
在輸入信號電壓配負(fù)半周時(shí),次級交流電壓Ui1和Ui2均為上負(fù)、下正。Ui1對于晶體管VT.而言是反向偏置,VT,截止。Ui2對于晶體管VT2而言是正向偏置,VT2導(dǎo)通放大,其集電極電流Ic2通過輸出變壓器T2,在揚(yáng)聲器BL上產(chǎn)生由上向下的輸出電流Io,如圖9-37 (b)所示。
在輸入信號電壓Ui的一個(gè)周期內(nèi),VT1、VT2雖然是輪流導(dǎo)通工作,但由于輸出變壓器T2的合成作用,在揚(yáng)聲器BL上仍然可以得到一個(gè)完整的輸出電流波形。各點(diǎn)工作波形如圖9-38所示。
乙類推挽功率放大器的優(yōu)點(diǎn)是效率很高,缺點(diǎn)是存在嚴(yán)重的交越失真。因此實(shí)際電路中往往采用改進(jìn)后的甲乙類推挽功率放大器。
(2)交越失真
產(chǎn)生交越失真的原因是因?yàn)榫w管Ub-Ie曲線的起始部分呈彎曲狀,如圖9-39所示。當(dāng)推挽功率放大器工作于乙類狀態(tài)時(shí),雖然輸入信號電壓Ui為正弦波,但由于兩個(gè)晶體管集電極電流底部彎曲失真,結(jié)果合成的輸出電流也就不是正弦波了。兩個(gè)晶體管集電極電流合成波形過渡部位發(fā)生的這種失真,就稱為交越失真。
(3)甲乙類推挽功率放大器
甲乙類推挽功率放大器是在乙類推挽功率放大器的基礎(chǔ)上改進(jìn)的電路,它有效地克服了放大器的交越失真。
圖9-40為雙管推挽功率放大器的實(shí)用電路,工作于甲乙類狀態(tài)。與如圖9-36所示乙類推挽功率放大器電路相比,甲乙類推挽功率放大器電路僅增加3個(gè)電阻:R1、R2為基極偏置電阻,為兩個(gè)功率放大管提供一定的基極偏置電壓,以減小和消除交越失真;R3為發(fā)射極電阻,利用R3上的電流負(fù)反饋?zhàn)饔脕矸(wěn)定工作點(diǎn)。
電路中加入上述3個(gè)電阻后,給晶體管VT1和VT2都加上一個(gè)小的正偏壓,使其產(chǎn)生一個(gè)小的靜態(tài)工作電流(即工作點(diǎn)),從而避開小電流時(shí)的曲線彎曲部分,也就消除了交越失真,波形如圖9-41所示。
雙管推挽功率放大器采用兩只功率放大管,分別放大正、負(fù)半周的信號,較大地提高了放大器的效率。根據(jù)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)是否為零,雙管推挽功率放大器又可以分為乙類推挽功率放大器和甲乙類推挽功率放大器。
(1)乙類推挽功率放大器
圖9-36為乙類推挽功率放大器電路,NUD4001DR2G是由兩個(gè)相同的晶體管VT1、VT2組成的對稱電路。輸入變壓器T1的次級為中心抽頭式對稱輸出,分別為VT1、VT2基極提供大小相等、相位相反的輸入信號電壓。輸出變壓器T2的初級為中心抽頭對稱式,將VT1、VT2的集電極電流合成后輸出。
無輸入信號電壓時(shí),晶體管VT1、VT2均因無基極偏置電壓而截止。
當(dāng)有輸入信號電壓阢加到輸入變壓器T1初級時(shí),在T1次級即產(chǎn)生大小相等、相位相反的兩個(gè)交流電壓Ui1和Ui2,使晶體管VT1、VT2輪流工作。
在輸入信號電壓配正半周時(shí),次級交流電壓Ui1和Ui2均為上正、下負(fù)。Ui1對于晶體管VT1而言是正向偏置,VT1導(dǎo)通放大,其集電極電流Ic1通過輸出變壓器T2,在揚(yáng)聲器BL上產(chǎn)生由下向上的輸出電流Io,如圖9-37 (a)所示。Ui1對于晶體管VT2而言是反向偏置,VT2截止。
在輸入信號電壓配負(fù)半周時(shí),次級交流電壓Ui1和Ui2均為上負(fù)、下正。Ui1對于晶體管VT.而言是反向偏置,VT,截止。Ui2對于晶體管VT2而言是正向偏置,VT2導(dǎo)通放大,其集電極電流Ic2通過輸出變壓器T2,在揚(yáng)聲器BL上產(chǎn)生由上向下的輸出電流Io,如圖9-37 (b)所示。
在輸入信號電壓Ui的一個(gè)周期內(nèi),VT1、VT2雖然是輪流導(dǎo)通工作,但由于輸出變壓器T2的合成作用,在揚(yáng)聲器BL上仍然可以得到一個(gè)完整的輸出電流波形。各點(diǎn)工作波形如圖9-38所示。
乙類推挽功率放大器的優(yōu)點(diǎn)是效率很高,缺點(diǎn)是存在嚴(yán)重的交越失真。因此實(shí)際電路中往往采用改進(jìn)后的甲乙類推挽功率放大器。
(2)交越失真
產(chǎn)生交越失真的原因是因?yàn)榫w管Ub-Ie曲線的起始部分呈彎曲狀,如圖9-39所示。當(dāng)推挽功率放大器工作于乙類狀態(tài)時(shí),雖然輸入信號電壓Ui為正弦波,但由于兩個(gè)晶體管集電極電流底部彎曲失真,結(jié)果合成的輸出電流也就不是正弦波了。兩個(gè)晶體管集電極電流合成波形過渡部位發(fā)生的這種失真,就稱為交越失真。
(3)甲乙類推挽功率放大器
甲乙類推挽功率放大器是在乙類推挽功率放大器的基礎(chǔ)上改進(jìn)的電路,它有效地克服了放大器的交越失真。
圖9-40為雙管推挽功率放大器的實(shí)用電路,工作于甲乙類狀態(tài)。與如圖9-36所示乙類推挽功率放大器電路相比,甲乙類推挽功率放大器電路僅增加3個(gè)電阻:R1、R2為基極偏置電阻,為兩個(gè)功率放大管提供一定的基極偏置電壓,以減小和消除交越失真;R3為發(fā)射極電阻,利用R3上的電流負(fù)反饋?zhàn)饔脕矸(wěn)定工作點(diǎn)。
電路中加入上述3個(gè)電阻后,給晶體管VT1和VT2都加上一個(gè)小的正偏壓,使其產(chǎn)生一個(gè)小的靜態(tài)工作電流(即工作點(diǎn)),從而避開小電流時(shí)的曲線彎曲部分,也就消除了交越失真,波形如圖9-41所示。
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