功放到底是什么？

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功放到底是什么？ [复制链接]

功放，就是功率放大器的简称。 对于音响师来说，功放是使扬声器振膜完全“舒展”的法宝，有了它音响才可以“纵情高歌”；对于通信工程师来说，功放是使通信设备信号“满满”的法宝，有了它通信设备才能通畅地收发信号；对于嵌入式工程师来说，功放是弱点驱动强电的法宝，有了它小小的单片机才能控制相对功率更大的电机······

      记得我在上大学的时候，尤其是学习电子电路相关知识时，老师总是敲着黑板大声喊道：“Amplifier！这可是功放啊！”足见功放在电子电路设计与使用过程中的重要性。那么功放到底是如何设计成的呢？

       先来看一下音频电路中的功放。音频功率放大器IC,简称:音频功放IC。，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。

       功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。音频功放IC，是各类音响器材中不可缺少的部分，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同 。（图为一种常见的音频功放芯片——LM3886）

   

      接下来，介绍一下通信领域的功放。例如，在手机基站的设计过程中，需要采用经验模型来进行小区规划。无论采用哪种经验模型，由于和实际环境存在一定的误差，同时，对各种地形的判断也具有主观性， 所以其预测结果往往和实际结果有较大的差异。因此，在工程上需要用连续波(CW)模拟发射机对预测的传播模型进行校正。

采用信号发生器加宽 带功放的模式，一套设备就可以实现各种频段的模型校正发射系统，包括CDMA、CDMA2000、GSM900/1800、E-GSM、PHS、TD- SCDMA和WCDMA，成本十分低廉。如果采用CW信号源(如Agilent 8646)，可以组成宽带的CW发射机;如果采用矢量信号源(如Agilent ESG)，则可以组成各种带调制信号的宽带发射机。

在我们天天时时刻刻使用的手机里，也有功放（GSM手机电路中的功放模型如下图所示）。

        普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。其主要负责接收信号解调；发射信息调制。早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成在中频内部。

      看了以上两幅电路图，您一定总结出它们的共性了——它们都包含三极管。显然，三极管是功率放大电路的核心。我们就用以下的篇幅，介绍一下功放中三极管的作用。

     

功放三极管的三种工作状态工作状态

低频功率输出级按三级管的工作状态为甲类、乙类、甲乙类三种。

它们各有特点：

  

   

(1).甲类功率输出级主要优点是失真小，主要缺点是效率低。

它的输出功率Po，电源功耗PD,集电极最大功耗Pcmax和效率分别为：

     Po=Ec2/2RL                  PD=2Ec2/RL

    Pcmax=2Ec2/RL=4Po          η= Po/ PD=1/4=25%

(2).乙类功率输出级的主要优点是效率高，主要缺点是存在严重交越失真。

它的输出功率Po,电源功耗PD,集电极最大功耗Pcmax和效率分别为：

    Po=Ec2/2RL                    PD=2Ec2/πRL

    Pcmax=2Ec2/π2RL» 0.4Po     η= Po/ PD=π/4=78%

(3).甲乙类功率输出级吸收了甲类乙类的优点，因而得到广泛应用，

但其电路结构比甲类乙类复杂。如下图，先利用二极管提供偏置电压， 再利用三极管恒压源提供偏置电流。

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