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功率放大器电路图分享:解析与应用

时间:2025-04-09 16:35:47 浏览:31

功率放大器是电子系统中不可或缺的关键部件,其作用是将输入信号的功率放大,以提供足够的功率来驱动负载,如扬声器、电动机等。功率放大器广泛应用于音响系统、通信系统、工业控制系统等领域,其性能直接影响整个系统的性能指标。本文将分享功率放大器电路图的相关知识,包括其工作原理、主要组成部分、电路图实例及解析等内容,为读者提供详尽的技术参考。

一、功率放大器的工作原理

功率放大器通常包含三个核心组件:前置放大器、驱动放大器和末级功率放大器。整个电路还需要一个DC供电电源,以确保稳定的电力供应。其工作原理如下:

前置放大器:

前置放大器负责初步信号的增强,其输入阻抗设计得相当高,能够有效地吸收前端的信号;输出阻抗则设计得相对较低,以确保信号能够高效地传递出去。

前置放大器本身也是一种电流放大器,能够将输入的电压信号高效地转换成电流信号,并进行适当的放大处理。

驱动放大器:

驱动放大器接收前置放大器送来的电流信号,并对其进行进一步的放大,产生中等功率的信号,以驱动末级功率放大器能够正常工作。

如果没有驱动放大器的存在,末级功率放大器将无法输出大功率的声音信号。

末级功率放大器:

末级功率放大器是整个功率放大器的核心组件,它将驱动放大器送来的电流信号转化为大功率的信号,进而驱动扬声器发声。

末级功率放大器的技术指标直接决定了整个功率放大器的性能表现,如输出功率、失真度、效率等。

DC供电电源:

DC供电电源为功率放大器电路提供稳定的电力支持,它通常是通过将线电压直接进行整流和滤波来获得的。

这种电源电路的设计对于确保功率放大器的稳定工作至关重要。

二、功率放大器电路的主要组成部分

功率放大器电路的主要组成部分包括前置放大器、驱动放大器、末级功率放大器和DC供电电源。此外,根据具体设计,还可能包括输入耦合电容、输出耦合电容、偏置电阻、电流负反馈电阻等辅助元件。这些部分协同工作,确保功率放大器的高效、稳定运行。

三、功率放大器电路图实例及解析

1、基于RF2132的线性功率放大器电路图

如图所示为由RF2132构成的线性功率放大器电路。射频信号(RF)由3脚输入,经过前置放大器、末级功率放大器放大后由10、11脚输出。3脚与内部放大器直接耦合,其外加一个隔直耦合电容,3脚输入阻抗为50Ω,但确切的阻抗值由1脚外接的内部级间匹配网络决定。


基于RF2132的线性功率放大器电路图


L1为输出中心频率级间调整电感;R1可改进线性,增加级放大器偏流;L2为放大器输出级旁路电感;C7与14、15脚内部连线电感组成串联谐振,谐振频率为2f0,可有效短路输出的二次谐波,改善增益和效率。输出端10、11、14、15脚在芯片内部已连接。

8脚接功率控制脚(PC),可以控制该脚电压从而控制电源功率。在室温下,当电压为低电平时(0.5V或更低时),放大器电源处于关断状态。Vcc=4.8V,Vpc=4.0V。

2、基于RF2155的915MHz功率放大器电路图

如图所示为由RF2155构成的915MHz功率放大器应用电路。射频信号(RF)由7脚输入,经过前置放大器、末级功率放大器放大后由11脚输出。7脚与内部放大器是直接耦合,因此建议在7脚外加一个UHF隔直耦合电容。由于有4个增益可以设置,所以在输入端串联一个6.8nH电感。


基于RF2155的915MHz功率放大器电路图


末级功率放大器为不匹配集电极晶体管,输出端11脚和14脚在芯片内部已连接,14脚作为末级功率放大器电源供电端,通过这些脚向末级功放提供偏置电流。14脚也作为二次谐波的滤波电路,能有效地短接二次谐波,采用约500mils传输线作为电感与33pF电容构成滤波器(在靠近Vcc处可放置一个钽电容)。8脚接功率控制脚(PC),可以控制该脚电压从而控制电源功率。

当电压为低电平时(0V时),放大器电源处于关断状态;当电压为高电平时(3V时),放大器处于全功率工作状态。8脚外接UHF或HF电容滤波。15、16脚为RF功率增益控制端,分别控制输出功率增益为8dB bit步长和16dB bit步长,这些脚高电平至少2.7V,不得超过3.3V,同时外接一个UHF旁路电容。

3、144 MHz功率放大器电路图

144 MHz 功率放大器设计用于与收发器 2 米频段配合使用。功率输出取决于输出晶体管:KT 904 – 4 至 5 瓦、KT 907 – 7 至 8 瓦、2N3375 – 7 至 10 瓦、2N3632 – 8 至 12 瓦。


144 MHz功率放大器电路图


通过 VOX 开关从接收到发送的转换,由晶体管 VT2/VT3 (KT315) 完成。 Kodensator Cl – 0,5-2,2 pF,建立继电器 Kl 的可靠运行。