放大器分类：A类放大器与AB类放大器对比

电子设计 2021-01-21 17256

描述

放大器具有不同的分类方法。通常，对放大器组件在整个信号摆幅周期内工作的时间进行分类，即导通角之差。通过为放大器组件安排不同的偏置条件，可以制造放大器。在不同的状态下工作。在EMC领域，固态放大器中最常用的偏置方法是A类，AB类和C类。

甲类功放

在输入正弦信号的整个周期内，A类放大器的有源器件被打开。人们普遍认为A类放大器和线性放大器是同义的，输出信号是输入信号的线性放大。在无线通信应用中，必须考虑复调制信号时的情况。在EMC应用中，输入信号相对简单，放大器必须在功率压缩阈值下工作。A类放大器是EMC领域中常用的功率放大器，其工作原理图如图所示。

AB类放大器

A类放大器工作原理图

不管是否存在RF输入信号，A类放大器的偏置设置都应使晶体管的静态工作点以器件电流为中心，以确保其在线性工作区域内以足够的电压范围工作整个输入。信号幅度的变化被复制而没有被削波或压缩。

A类放大器的优点：

A类设计比其他类型的设计更简单，并且输出部分可以具有一个设备。

当器件通过偏置设置在传输特性的线性部分中工作时，放大器可以以更高的精度重现更多功率的输入信号，并且当输入信号功率增加1时，输出功率也增加1 dB。 dB，所以它是线性放大器。

当工作在线性区域时，其他频率分量产生的能量很小，即谐波很小。

由于该设备始终通过偏置电压设置处于活动状态，并且不会关闭，因此没有“开启”时间。

可以忠实地再现连续波和脉冲连续波信号。

A类放大器的缺点：

由于静态工作电流约为最大输出电流的一半，因此效率相对较低。从理论上讲，最大效率为50％，但是实际效率会因输出损耗而降低，例如滤波器，合路器，耦合器，隔离器，功率转换效率等，这可能会使驱动效率降低约10％。

如果通过A类放大器需要更高的输出功率，那么浪费的功率和随之产生的热量将大大增加。对于传递给负载的每瓦功率，该放大器最多消耗9瓦热量。对于大功率A类放大器，这意味着需要非常大且昂贵的电源和散热器。

对于散热不足的A类功率放大器，温度升高10°C将导致内部功率器件的MTBF大大降低。

AB类放大器

在讨论AB类放大器之前，让我们简要介绍一下B类放大器。B类放大器的晶体管偏置使器件只能导通输入信号的一半周期，而在另一半周期内关闭。为了在整个周期内重现信号，可以使用双管B类推挽电路，如图所示。B类放大器偏移设置

当没有输入信号时，这会使设备的输出电流为零，并且每个设备仅在特定的信号半周期内工作。因此，B类放大器效率很高，理论上可以达到78.5％。但是，由两个管交替打开和关闭引起的交叉失真使线性度变差。这种交叉失真的存在使其不适用于商业电磁兼容性标准。AB类放大器也常用于EMC领域，其工作原理图如图所示。

AB类放大器

AB类放大器试图使工作效率接近B类放大器，而线性度却接近A类放大器。通过调整偏置电压设置，可以像输入B类放大器一样在输入信号的半个周期内打开AB类放大器中的每个电子管。但在两个半周期中，每个管都会有一个很小的区域，该区域会打开，从而避免了两个管同时关闭的间隔。结果，当将来自两个器件的波形组合在一起时，由交叉点引起的交叉失真将大大减少或完全消除。通过精确设置静态工作点，AB类放大器可以确保其谐波/失真性能足以满足EMC领域的要求，即其线性度可以满足商业电磁兼容性测试标准IEC61000-4-3和IEC61000-4-6的需求。

与B类放大器相比，AB类放大器在线性方面牺牲了一些效率，但与A类放大器相比却具有更高的效率（理论上为60％至65％）。

AB类放大器的优点：

频率范围更小，价格更便宜。

与A类放大器相比，功率效率大大提高。

对于相同的功率等级和功率等级，AB类放大器可以设计为使用比A类更少的设备。

空气冷却，比A类放大器的冷却器轻。

AB类放大器的缺点：

产生的谐波需要注意特定产品给出的规格，尤其是二次谐波。通过仔细调整偏置设置并使用推挽拓扑，AB类放大器可以显着抑制谐波。
编辑：hfy

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