功率放大器的分类
OTL功率放大器
性能指标
输出功率
衡量放大器能够提供的最大输 出信号幅度。
带宽
衡量放大器对不同频率信号的 响应能力，包括低频和高频范 围。
线性度
衡量放大器对输入信号的线性 响应能力，避免失真和信号畸 变。
效率
衡量放大器在将输入信号放大 过程中所消耗的能源效率。
电路调试与优化
调整输入和输出阻抗
根据应用需求，调整输入和输出阻抗以获得 最佳信号传输效果。
电路组成
01
02
03
04
输入级
输入级通常采用差分放大器， 用于减小输入信号的共模分量 ，提高电路的抗干扰能力。
激励级
激励级通常采用共射放大器， 用于放大输入信号，提供足够
的激励电压。
推动级
推动级通常采用共基放大器， 用于进一步放大信号，并引入 正反馈以提高带宽和稳定性。
输出级
输出级通常采用功率输出电路 ，如推挽或桥式电路，用于提
otl功率放大器
目录
• OTL功率放大器简介 • OTL功率放大器电路分析 • OTL功率放大器应用 • OTL功率放大器发展与挑战 • OTL功率放大器设计实例
01 OTL功率放大器简介
定义与特点
定义
OTL（Output Transformer Less） 功率放大器是一种电子设备，用于 将音频信号放大并驱动扬声器或其 他负载。
汽车电子系统中的OTL功率放大器设计
在汽车电子系统中，OTL功率放大器 用于驱动车载音响系统或其他电子设 备。
汽车电子系统中的OTL功率放大器需 要具备高可靠性、低功耗和良好的电 磁兼容性等性能指标，以确保在复杂 的车载环境下稳定工作。
设计要点包括选择耐高温、耐振动的 元器件，以及优化电路结构以减小电 磁干扰和散热问题。
实验三高频功率放大器(丙类)
实验操作过程
调整丙类功率放大器的输入和输 出阻抗，使其与信号源和负载匹 配。
逐步增加输入信号的幅度，观察 放大器的输出波形和参数变化。
使用示波器记录放大器的输入和 输出波形，分析波形的失真情况。
打开高频信号发生器，设置合适 的信号频率和幅度。
使用电压表和电流表测量放大器 的各项参数，如输入电压、输出 电压、输入电流、输出电流等。
02
它主要由输入匹配网络、功放管 、输出匹配网络和偏置电路等部 分组成。
高频功率放大器的分类
根据功放管的类型，高频功率 放大器可分为电子管式高频功 率放大器和晶体管式高频功率
放大器。
根据工作频率，高频功率放 大器可分为超短波高频功率 放大器和微波高频功率放大
器。
根据放大器的级数，高频功率 放大器可分为单级高频功率放 大器和多级高频功率放大器。
对未来实验的展望与建议
01
深入研究不同类型的 高频功率放大器
在未来的实验中，可以进一步探索甲 类、乙类等不同类型的高频功率放大 器的设计与制作，比较它们之间的性 能差异和应用特点。
02
结合实际应用场景进 行优化设计
针对实际应用需求，可以对高频功率 放大器进行优化设计，如提高输出功 率、降低失真度、拓宽带宽等，以满 足不同场景下的使用要求。
通过分析实验数据，我们发现放大器在不同频率下的响应特性有所不同。在低频段，放大 器的放大效果较好；而在高频段，放大效果逐渐减弱。这可能与放大器的设计参数和元器 件特性有关。
线性度与失真
在实验过程中，我们观察到输出信号存在一定的失真现象。失真可能源于放大器的非线性 特性，如饱和、截止等。为了量化失真程度，我们采用了失真度指标进行分析。
clsh 标准
clsh 标准
CLSH是"Class H"的缩写，在音频领域中，它指的是一种音频功率放大器的分类。
Class H 放大器是一种高效能放大器，专门设计用于在低电源电压下提供高输出功率。
这种类型的放大器在便携式音频设备中很常见，如手机、MP3 播放器和便携式扬声器系统。
Class H 放大器的工作原理是通过改变放大器的内部电压来提高效率。
在Class H 放大器中，输出级的电压和电流都会被动态调整，以最小化功耗并提高效率。
这种类型的放大器通常使用开关模式电源，可以根据需要提供不同的电压。
由于 Class H 放大器具有高效率和低功耗的优点，因此在便携式音频设备中越来越受欢迎。
功率放大器原理及电路图PPT课件
uA=（EC-UCES1） 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管，饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管 耗就很小，放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
第15页/共56页
1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得：
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）：
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为：
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法分析和折线法
第1页/共56页
功率放大器按工作状态分类：
A（甲）类：导通角为 180o
第三章 高频功率放大器
第三节 丙类高频功率放大器的折线分析法
其中，
U cm I 称为集电极电压利用系数；g1 c c1m 1 c 为波形系数。 I C0 0 c VCC
（五）几点说明 1、在ξ=1的理想条件下，
g 甲类放大器的导通角 c 1800 ， 1 c 1 ， 故甲类放大器的理想效率 c 50%
c 1200，输出功率最大，但效率低
c 10 ~ 150 ，效率最高，但输出功率低
因此，为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，通常取c 600 ~ 800
首页 上一页 下一页 退出
第三节 丙类高频功率放大器的折线分析法
例3-1 某谐振高频功率放大器，其中 VCC 24V，输出功率 Po 5W ， 晶体管集电极电流
2 cm
输出电压有效值
I c1m 电流有效值 2
与基波
之积
（三）集电极损耗功率
P P= P c o
直流输入功率与高频输出功率之差
（四）集电极效率
c
Po 1 U cm I c1m 1 g1 ( c ) P= 2 VCC I C0 2
首页
输出功率与直流输入功率之比
上一页 下一页 退出
当集电极回路调谐于高频输入信号频率时，由于回路的选择性，对集电 极电流的基波分量来说，回路等效为纯电阻 Rp 支路，其直流电阻很小，也可近似认为短路。 这样，脉冲形状的集电极电流 i 流经
C
；对各次谐波来说回路失谐，
呈现很小的阻抗，回路两端可近似认为短路；而直流分量只能通过回路电感
谐振回路时，只有基波电流才产生电压
图3-6 余弦脉冲分解系数与c 的关系
首页
上一页
下一页
第八章 功率放大电路
+Vcc
T1
iL RL T2
uo
t
vo t 失真
-Vcc
输入信号 vi在过零前后，输出 信号出现的失真。
8.4 甲乙类互补对称功率放大电路
乙类双电源互补对称功率放大电路存在的问题
vi很小时,在正、负半周交替过 零处会出现非线性失真，这 个失真称为交越失真。
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路
2
P o Vo I
Vom (VCC VCES ) 2 最大不失真功率为： Pomax 2R L 2R L 2 理想最大输出功率为： oM VCC (Vom VCC 略VCES ) P 2R L
2．三极管的管耗PT
1 π PT1 = 0 vCE iCd( t ) 2π
+Vcc T1
偏置电压/V 0.60
为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。
谐波失真度
THD /% 1.22 0.244
ICQ/mA
0.048 0.33
+
Vi -
RL
+ vo -
0.65
0.70
0.75
2.20
13.3
0.0068
0.0028
T2
-Vcc
VCE4=VBE4(R1+R2)/R2
当Vom = VCC 时，η
max=π
2
/4 =78.5％。
8.3.3 功率BJT的选择
1．最大管耗和最大输出功率的关系
1 VCCVom Vom PT 1 ( ) RL 4
2
问：Vom=？ PT1最大, PT1max=？
用PT1对Vom求导得出： PT1max发生在Vom=2VCC/=0. 64VCC处 将Vom=0.64VCC代入PT1表达式得:
RF PA介绍
RF PA介绍LOREM IPSUM DOLOR LOREMCONTENTS 半导体功率器件放大器类型介绍RF PA调试QA RF PA应用RF PA特性参数PA：独立于主芯片的射频器件射频功率放大器（Power Amplifier, 简称 PA）是化合物半导体应用的主要器件，也是无线通信设备射频前端核心的组成部分。
射频前端（RF Front End）是用以实现射频信号发射与接收功能的芯片组，与基带芯片协同工作，共同实现无线通讯功能。
射频前端包括功率放大器（Power Amplifier）、开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器（Duplexer）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier）等功能构件，其中核心器件是决定发射信号能力的射频功率放大器芯片。
PA 芯片的性能直接决定了手机等无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间，是整个通讯系统芯片组中除基带主芯片之外最重要的组成部分。
根据晶体管的静态工作点的位置不同可分以下几类。
(1) A 类放大电路u CEi CQ Ai C1I CQ ωt2θ=2π 02ππ集电极电流波形静态工作点位置特点a.静态功耗大b.能量转换效率低c.高线性度功率放大器分类CQCEQ C I U P =u CEi CQ Aωti C2π 2 π2θ = π3 π静态工作点位置集电极电流波形特点a. 静态功耗CQ CEQ C ≈=I U P b. 能量转换效率高c. 输出失真大(2) B 类放大电路B类放大电路图示分析-U CC+U CCR 1R 2R Lu oVD 1VD 2u iV 1V 2u i wt+U CCu i+-V 1R Lu oV 2R Lu ou i-U CCu owt 0u owt0u owt 0改善B类放大器交越失真u CEi CQ Ai C3π2π3πI CQπ <2 < 2π静态工作点位置集电极电流波形特点a. 静态功耗较小b. 能量转换效率较高c. 输出失真比甲类大(3) AB 类放大电路功率放大器特性总结Linearity class MaximumefficiencyA50%GoodB78.5%ModerateAB50-78.5%betterC100%poor半导体功率器件晶体管工艺Class ProcessHigh power PA HBTLow/Mid power PA SiGeLNA+Switch HEMT/pHEMT/SOI/SiGeHigh power FEM HBT+HEMT/pHEMT,BiHEMT FEM(Low/Mid power)HBT/SiGeRF PA应用802.11 wifi802.15 Bluetooth/Zigbee GSM/CDMA/LTE-A通信类电子射频前端ISM Band Application射频前端架构图PA内部架构图PA与LNA区别●LNA：工作在小信号状态，提供放大的信号电流和电压，功率通常很小，NF低；●PA：工作在大信号状态，提供较大的功率输出，其晶体管有足够的电流驱动能力和较高的击穿电压；●PA：输出有很大的动态范围，其输出阻抗随电压和电流而改变，是非线性阻抗，因此阻抗匹配是难点；●LNA：电压增益；●PA：电压增益+功率增益。
功率放大电路(模拟电子技术)
Po
Vo 2
2
.
1 RL
Vo 2 2RL
最大输出功率:
Pom
(Vom 2
)2
1 RL
4、直流电源供给的功率是多少？
PE PVC PVE
5、管耗是多少？ PT PE PO
6、效率是多少？ η Pom PE 100%
例题：电路参数如下，试计算最大输出功率T1管耗电流源
19
的损耗及效率，设T1的饱和电压VCES≈0.2V
令 vo Vom sin t 单个管子在半个周期内的管耗
PT1
=
1 2π
π
0 vCEiC
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
vo
)
vo RL
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
Vo
msint
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1
工作状态小结 类别 工作点 波 形
甲类 较高
13
导通角 特点
无失真
360
效率低
乙类 最低
180 失真大 效率最高
甲乙类 较低
180 — 失真较大
360
效率较高
功率放大电路提高效率的主要途径:
降低静态功耗，即减小静态电流。
（4）功率放大电路的性能指标
14
p • 输出功率
： o
PO
V0I0
Vo2 RL
Pom
Vom 2
2
功放分类详解
八、功放内部分析
1-1
1、模拟功放
八、功放内部分析
1-2
1、模拟功放
八、功放内部分析
2-1
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-1
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-2
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-3
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-4
2、数字功放
八、功放内部分析
2-2
2、数字功放
六、功放的三种工作模式
1、STEREO（立体声模式）
A
A
B
B
立体声模式：两个独立的音频信号对应两个 独立功放通道。
六、功放的三种工作模式
2、PARALLEL or MONO（单声道模式） A
A
A
单声道模式：一个音频信号对应两个独立功 放通道。
六、功放的三种工作模式
3、BRIDGE（桥接模式）
A
PNP三极管
电源部分原理
五、各种类型放大电路的基本原理
1、模拟类功放 5、H类：放大部分原理与AB类相同，供电部分 采用具备可调节多级输出电压的开关电源，自
动检测输出功率来选择供电电压。 优点：音质好，失真小 、效率略高于AB类、采
用数字开关电源降低了功放整体的重量。
NPN三极管
PNP三极管
电源部分原理
A
桥接模式：两个功放通道合并成单个功放通 道，对应一个信号输入，负载阻抗相同的条 件下功率提升3.5倍以上。
七、功放的常见故障
电源保险烧毁：电源部分损坏（整流桥、电源管、 滤波电容、变压器）、功率放大部分损坏（大功 率损坏、推动管损坏、过压保护二极管损坏）。 功放没声音：电源部分损坏（整流桥、滤波电 容）、功率放大部分损坏（大功率不完全损坏、 推动管不完全损坏、静态工作点偏移造成直流输 出而产生的保护、维持三极管工作状态的电阻损 坏、运输放大器损坏）。 声音失真：电源部分损坏（整流桥、滤波电容）、 功率放大部分损坏（部分推动管损坏、维持三极 管工作的电阻损坏、输出电阻损坏）。
功率放大器1
• 乙类推挽管安全工作的条件： vCEmax≈2 VCC< V(BR)CEO iCmax= ILm≈ VCC/RL < ICM P Cmax /2= 0.2 PLmax <PCM 同时动态点不能超过二次击穿限定的安全区
交越失真 当输入信号很小，没有达 到管子导通电压 V B E ( o n ) 时 ， 管子没有导通，正负周 期交替过零时不能衔接 ， 会有非线性失真 ， 这就是 交叉失真或者交越失真 。 如果输入信号电压振幅越 小 ， 交越失真就越严重 。 为了消除交越失真 ， 必须 在管子B-E间加合适的正 向偏置电压 ， 其值应该稍 大于两管导通电压之和 。
交流负载线是一条经过Q点，斜率为
1 − R 'L
的直线。
• 性能分析
iC = ICQ + Icmsinωt vCE =VCEQ + (− R'LIcmsinωt) =VCEQ − Vcmsinωt， Vcm=Icm* R'L
N''
输出信号功率： PO=(½)Icm*Vcm = (½)Icm2 * R'L 直流功率： PD= VCCICQ 集电极管耗： PC= PD − PO 集电极效率： ηc = P0 = 1 Vcm I cm PD 2 VCC I CQ • 讨论 当PD一定时，要使不失真的输出信号功率最大，Q点应在交 流负载线的中点，输出交流电压和电流幅值为 Vcm = VCC − V CE(sat) ≈ VCC ， Icm = ICQ − ICEO ≈ ICQ 此时 Pomax=1/2 VCCICQ ηcmax =50%
1 2 CEO BE(ON) L i 1 CC L 1 2 L 2 cc L
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
功率放大器的分类
功率放大器是一种电路设计，能够将输入的小能量转换为更大的输出能量。
简言之，它能够提高信号的功率水平。
功率放大器是推动诸如电台、扬声器等电子设备的关键部件，它也在电信、可穿戴设备和医疗技术等领域发挥重要作用。
功率放大器可分为几大类：电子耦合功率放大器、晶体管功率放大器、可编程功率放大器和有源功率放大器。
电子耦合功率放大器（ECPA）是一种电路直接接入功率放大器，它使用了变压器来耦合信号。
它的优势在于能够输出小信号和大信号，且能够轻松调节音量。
它的缺点主要是低效率，无法提供持续功率输出，而且需要很多外部元件。
晶体管功率放大器（TPAs）是一种晶体管作为放大器元件的功率放大器。
它的优点在于较高效率、低噪声，而且不需要太多外部元件。
但它也有一些缺点，比如将输出限制在较低的功率水平，而且受温度影响较大。
可编程功率放大器（PPA）是一种能够通过软件调节功率的放大器。
它的优点在于可编程，可以根据应用环境调节功率，而且可以有效的抑制失真噪声。
缺点是复杂，设计起来较为复杂。
有源功率放大器（OPA）是一种能够产生高功率输出的放大器，
具体而言，它的增益范围从数千到50万。
它的优点在于可以输出大
量功率，特别是在高音频应用方面，也可以有效地减少失真噪声。
但它也有一些缺点，比如调节较为困难、漏电容量大、噪声等级较低。
功率放大器在电子行业中也有许多其他种类，如反转放大器、光学功率放大器、单端放大器、增益带宽等。
但上面四种是最为常见的。
以上就是关于功率放大器的几大分类介绍。
不同的分类有不同的特点，广大用户可以根据不同的应用环境，来选择最合适的功率放大器。
希望此文可以帮助读者对功率放大器有一个全面的认识，并在选择功率放大器时保持冷静。