簡述A類、B類、AB類和D類功率放大器的主要區(qū)別差異
- 發(fā)布時間:2022-08-17 10:00:48
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功率放大器是一種電子放大器,主要的功能是增加給定輸入信號的功率幅度。而根據放大器結合功率和信號的方式,功率放大器可以分為多個類別,比較常見的如簡述A類、B類、AB類和D類功率放大器。
那么,A類、B類、AB類和D類功率放大器之間都有什么區(qū)別差異?在本文中,小編將詳細說明它們的相關優(yōu)勢和劣勢以及應用的不同之處,以幫助大家更好的加以理解。
當然,在了解它們之間的差異之前,以下亮點是需要注意的:
- 這些不是用于評估放大器質量的分級系統(tǒng),而是對放大器拓撲結構的準確描述。每個類別都有各自的功能應用,但目標始終相同:即放大輸入信號而不引入失真。
- 放大器類別因放大器而異,其效率和聲音保真度取決于所使用的設計。在所有設計中,輸出晶體管組,每個單獨的小放大器,將它們的集體功率加在一起以提供放大器的最終輸出。重要的是,不同的放大器類別會產生不同的熱量。過多的熱量會損壞放大器的輸出信號和內部元件。
A類放大器
A類放大器是一個高保真放大器類。無論有沒有輸入信號,A類放大器的輸出晶體管都以全功率運行。當沒有信號時,晶體管的功率會轉化為熱量。當有信號時,電源從揚聲器端子輸出。
此外,每個A類輸出晶體管都會放大信號交流波形的負電壓和正電壓部分,從而增加工作量并產生更多熱量。A類放大器的工作效率為25%,其余75%的功率轉化為熱量。
由于沒有會影響信號流的開啟、關閉、加熱或冷卻循環(huán),所以在A類放大器中將獲得無失真的性能。此外,沒有開關切換,這意味著沒有感應高頻干擾。純A類放大器很少見且價格昂貴。
B類放大器
B類放大器通過將單個晶體管替換為通常稱為“推挽”布置的兩個晶體管來減輕每個輸出級的工作量。在這兩個晶體管中,一個晶體管放大信號交流波形的負電壓部分,而另一個晶體管管理正電壓。
兩者協(xié)同作用成為一個統(tǒng)一的輸出。相比A類放大器,B類放大器效率更高,保真度低,但會產生更多失真。
AB類放大器
AB類放大器提供更高的保真度和效率。AB類放大器中的推挽式輸出晶體管對的開啟時間都超過一半,它們不會突然打開和關閉。每個放大器都有一個最佳偏置電流,可減少B類設計的交叉失真。
此外,AB類放大器的效率比A類放大器高出60%,并且比B類放大器的失真更小。AB類放大器是家庭影院和立體聲放大器的實用且合適的選擇。
C類放大器
C類放大器的導通角小于180°,它通常在90° 左右,這意味著晶體管在輸入信號的一半以上保持空閑狀態(tài)。C類放大器效率高,但線性度差。
D類放大器
D類放大器不是數字設備,其大多數放大器電路將是嚴格模擬的。他們以幾乎90%的高效率獨占鰲頭,可以產生非常高頻率(通常超過100KHz)的直流電流脈沖。
這些直流脈沖通過放大輸出晶體管,從而產生高功率輸出。這是運行這些晶體管的最有效方式——在某些情況下效率高達90%,從而可以應用于各種音頻設備。
G/H類放大器
G/H類提供比AB類放大器更高的效率,但它們在電源部分起作用,高輸出功率需要高壓電源。G類使用不止一個穩(wěn)定的電源軌,而H類比G類還要高一個檔次,因為它隨時改變電源電壓。
不過,G/H類放大器都需要相當復雜的電源,從而導致實現這些功能的成本更高。
設計要點
- A類設計效率最低,但聲音保真度最高。
- B類設計效率更高一些,但有很多失真。
- AB類設計具有功率效率和出色的聲音。
- C類設計具有高效率,但是線性度較差。
- D類設計提供最高的效率,但不那么高保真。
總結
放大器是射頻和射頻系統(tǒng)中必不可少的元件,可分為低噪聲放大器、高增益放大器、中功率放大器和高功率放大器,按其結構和運行特點可分為A、AB、B、C、D類。
其中,A類放大器是具有高線性度的高增益放大器,用于小信號、低噪聲;AB類放大器結合了A類放大器和B類放大器的優(yōu)點,產生了更好的放大器設計;B類和C類放大器具有高功率效率和輸出信號的高諧波含量,需要外部混頻電路或濾波電路;D類放大器工作于脈寬調制,它將輸入信號轉換為脈沖流,主要應用于音頻設備。
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