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C 类放大器:完整指南及更多内容!

放大器是构建电路时必不可少的组件。我们将放大器分为两类,即操作模式和构造方法。线性度、功率输出、信号增益和效率是我们应该在声音放大器中寻找的主要工作特性。

我们有四种类型的放大器,A类放大器,B类放大器,C类放大器和AB类放大器。本文重点介绍 C 类放大器,并告诉您需要了解的一切。

让我们这样做吧!

1。 C类放大器介绍

它是一类放大器,使用晶体管进行电流传导。有源元件(晶体管)传导的电流小于输入信号周期的一半。重要的是,这个周期意味着导通角小于 180°,并且值始终在 80° 到 120° 之间。这个传导角带来了很多扭曲。但是,它也提高了效率,因为最大 C 类放大器的效率为 80%。

(基本c类放大器符号。)

来源:维基共享资源

2。 C类放大器的工作原理

电路图。

来源:维基共享资源

调谐负载控制失真,因为导通角小于 180°并带来失真。此外,这种控制是通过引导电流并施加输入信号来切换晶体管来实现的。在射频放大器中的使用示例。

(射频放大器)

下图显示了输入波形和输出波形。

(电流波形。)

原理介绍。

谐振电路负载主要驱动该放大器。我们使用负电源来偏置电路。由于交流电压源的峰值更显着,基极电压与基极-发射极结的潜在发射极值相交。此外,这在每个周期的正峰值处发生的时间间隔较短。在此期间,晶体管处于关闭状态。但如果您使用完整的交流负载线,理想的最大集电极电流将为 Ic(sat)。此外,最低集电极电压为 Vce(sat)。

晶体管是有源元件,会产生一束电流脉冲。然后,振动符合流经谐振电路的输入电流。因此,谐振频率会导致振荡电路振荡,当我们选择合适的值时就会发生振荡。最后,储能电路衰减所有其他频率,使其以一个频率振荡。

我们使用适当调谐的负载来获得所需的频率和额外的滤波器以消除输出信号噪声。此外,我们使用耦合变压器将电力从袋子传输到槽路。

(带耦合变压器的电池充电器。)

3。 c类放大器的优缺点

C 类放大器的优势。

  1. 这些放大器在射频应用中表现出色。
  2. 对于给定的功率输出,C 类放大器的物理尺寸最小。
  3. 而且,它们的频率很高。

C 类放大器的缺点。

  1. 从 c 类放大器中获得完美的电感器和耦合变压器相当棘手。
  2. 动态范围小。
  3. 此外,它的线性度最低(不适合用作线性放大器)
  4. 此外,还会产生大量 RF 推断。
  5. 不适合音频应用,因为它会产生高度失真。

4. c类放大器输出特性

输出电流。

C类放大器的输出电流在输入信号正弦周期的一半以上等于0。此外,它是晶体管在其截止点保持空闲的地方。

输出电流最大值。

C 类放大器的既定理论效率为 80%。这是因为减小的传导角提高了效率,它会导致大量的失真。此外,导通角<180°,范围在80°到120°之间。

输出效率计算

效率(η)的计算公式为;

效率(%)=功率输出×100%

电源输入

5。 c类放大器工作操作

c 类放大器功率耗散。

(C类波形)

来源: 维基共享资源

该放大器的功耗较低,因为它只在输入波形的一部分上工作。交流输入信号脉冲(T)之间有一个时间间隔。其幅度为 Ic(sat)。另外,最小电压幅值为Vce(sat)。

PD(on) =Ic(sat)Vce(sat)是晶体管的功耗。

值得注意的是,晶体管在剩余的时间间隔内保持运行。

(晶体管示例)

c 类放大器调谐操作。

(C类放大器中的放大作用。)

在 C 类放大器操作期间,集电极流动的时间不到交流信号周期的一半。 C类放大器的偏置为80°至120°。

这就解释了为什么它只使用不到 50% 的谐振电路在整个谐振频率周期内工作。

因为当我们降低导通角时效率会大幅上升,所以会出现效率和失真之间的取舍情况。但是,它会导致相当大的失真。

放大器上的调谐负载执行所需的失真调节。此外,有源器件(晶体管)通过输入信号进行开关,电流流过调谐负载。

(射频发射器)

c 类放大器的钳位偏置

(Tuned_Class_C_Amplifier_with_clamper_bias_circuit)

上述电路布局描绘了一个带有负载电阻的共发射极 C 类放大器。为了澄清,我们使用电阻负载来演示这个概念,因为谐振电路负载操作放大器。因此,对于负电源,偏置发生在截止点以下。交流电源电压峰值略高于基极电压。并允许基极电压在每个循环的正顶点附近短暂超过基极-发射极结的势垒电位。值得注意的是,晶体管会在这短暂的时间内开启。

6. C类放大器的应用。

7. A、B、AB、C类放大器的区别

差异 信号产生 周期 效率 应用程序
A 类 提供声音信号再现。 提供完整的 360 度旋转。 晶体管总是半导通。电流始终流动,从而产生大量热量,效率为 25% 用于低功率设备,例如收音机和户外音响系统
B 类 不会产生良好的信号再现 提供半个周期。 当另一个相同的晶体管关闭时,正偏置晶体管将传导正信号。此外,当负面信号通过时,反之亦然。晶体管对的交替切换使输出信号失真,产生更少的热量,从而将效率提高到 78% 非常适合电池供电的设备
AB 类 有声音信号再现 超过一半的周期。 结合了 A 类和 B 类的优势,具有声音信号再现和 78% 的互补效率 用于高保真音频放大器。
C 类 不到一半的周期。 高度失真的输出信号,因为晶体管严重偏置并且仅在输入周期的 <180° 内导通。它使它产生更少的热量。因此,使c类的效率为80% 不适合音频应用,因为电流脉冲使其可用于射频振荡器。

总结

c 类放大器是电器中使用效率最高的放大器,因为它产生的热量较少。

我们希望这篇文章对您有所帮助。关于C类放大器的任何问题,请与我们联系。


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