驅動未來 | 一文速覽功率放大器基礎知識及經典應用
概念:在給定失真率條件下,能產生最大功率輸出以驅動一些阻性、容性、感性負載(如壓電(dian)(dian)陶瓷、換能器、電(dian)(dian)磁線圈、介電(dian)(dian)彈性體、超聲(sheng)電(dian)(dian)機、揚(yang)聲(sheng)器等(deng)等(deng))的放大器。
組成:功率放大器可(ke)以由以下幾個部分組(zu)成:模擬前端電路、增(zeng)益(yi)控制電路、功率放大電(dian)路、輸(shu)入輸(shu)出匹配電(dian)路。

分類(lei):我們一般(ban)將功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器分(fen)為(wei):A類(lei)(lei)(lei)、B類(lei)(lei)(lei)、AB類(lei)(lei)(lei)、C類(lei)(lei)(lei)、D類(lei)(lei)(lei)、E類(lei)(lei)(lei)、F類(lei)(lei)(lei)。

A類功(gong)放:
屬于線性功放(fang),特點是無失真,但(dan)效率(lv)較(jiao)低(di),一(yi)股(gu)(gu)為(wei)20-30%,效率(lv)低(di),一(yi)股(gu)(gu)為(wei)20-30%;
B類功放:
屬于介于線性(xing)與非線性(xing)之間(jian)的功放,存在(zai)交越(yue)失(shi)真(zhen)的問題,但工作效率(lv)較高,可達78.5%,無功率(lv)損失(shi);

D類功放:
屬于非(fei)線性功(gong)放(fang),是數字放(fang)大器(qi),效率(lv)較高(gao),能夠達到(dao)80%以上,體積小,低失真,頻率(lv)響應(ying)曲(qu)線好,但是工作復雜;
AB類功放:
兼容A類&B類功放優勢,效率比以及保真度都優于A類&B類功放,是目前應用最為廣泛的類型,我們安(an)泰電子ATA系列功率放(fang)大器就是AB類功放(fang)。

概念:是(shi)功率放大器的(de)一種(zhong),輸(shu)入信(xin)號為射頻信(xin)號,輸(shu)出設備為無線(xian)傳(chuan)輸(shu)/通信(xin)設備。用于放大射頻信號、增加輸入功率以在輸出端提供更多功率。高頻交流電磁波,表示可輻射到空間的電磁頻率,一般范圍為300kHz~300GHz。
特點:更寬頻(pin)帶內具有更高輸出功率(lv),高效(xiao)率(lv),高可靠性(xing)。
說起(qi)功(gong)率放(fang)大器(qi),大家可能先(xian)想(xiang)到的是音頻類功(gong)放(fang),但(dan)其實除了(le)放(fang)大音頻信號(hao),作為科學實驗研(yan)究中常(chang)用的電子測試(shi)(shi)儀器(qi),功(gong)率放(fang)大器(qi)的應(ying)用領域是非常(chang)廣泛(fan)的,在超聲聲學、材料測試(shi)(shi)、電磁驅動、水下(xia)通信、微小信號(hao)放(fang)大等(deng)方向有著長足應(ying)用。
超聲無(wu)損檢測
高壓(ya)放大器(qi)在孔道灌漿非(fei)線性超(chao)聲(sheng)測試中的(de)應用
本實驗利用(yong)非(fei)線性超聲波法(fa),依據(ju)超聲波在(zai)入射到混凝土(tu)(tu)后產生的(de)(de)各種非(fei)線性超聲現(xian)象(xiang),此現(xian)象(xiang)主要包括高(gao)階諧(xie)波、聲共振(zhen)頻率(lv)漂移和混頻調幅(fu)下(xia)的(de)(de)旁頻等,來(lai)對混凝土(tu)(tu)的(de)(de)缺陷(xian)和損傷進行識(shi)(shi)別,該法(fa)在(zai)檢(jian)測材(cai)料(liao)的(de)(de)微(wei)小缺陷(xian)方面的(de)(de)靈敏(min)程度比常規線性超聲法(fa)更高(gao),更容(rong)易識(shi)(shi)別。
超(chao)聲(sheng)聚焦

本實(shi)驗搭建了(le)一個基(ji)于互(hu)補金屬氧化(hua)物(wu)半導體(ti)(CMOS)傳感器的(de)光(guang)斑(ban)(ban)觀測(ce)系統。制造(zao)可以模仿生物(wu)組(zu)織特性的(de)瓊脂(zhi)仿體(ti),通過觀測(ce)聚焦超聲作用下瓊脂(zhi)仿體(ti)內的(de)光(guang)斑(ban)(ban)變化(hua)。
超聲霧化
功率放大器在(zai)微孔壓電超聲霧化效果(guo)影(ying)響中的應用
本實(shi)驗為明確(que)液體物理性質等對微(wei)孔壓(ya)(ya)電超(chao)聲霧(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)效果(guo)的影響,搭建了(le)微(wei)孔壓(ya)(ya)電超(chao)聲霧(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)效果(guo)測試系統(tong),測量(liang)液體的表面張(zhang)力、黏度、微(wei)孔直徑(jing)(jing)、驅動頻率、驅動電壓(ya)(ya)等對壓(ya)(ya)電微(wei)孔超(chao)聲霧(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)霧(wu)(wu)(wu)滴粒徑(jing)(jing)、霧(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)流量(liang)的影響,并分(fen)析(xi)霧(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)效果(guo)的變化(hua)(hua)趨勢。
超聲電(dian)機
高(gao)壓(ya)功(gong)率放大器在非共(gong)振式壓(ya)電直(zhi)線(xian)電機(ji)性(xing)能測試中(zhong)的應用
本實驗(yan)用單路特殊激勵信號(hao)(由頻率比(bi)為1:2兩個正弦波(bo)形疊加而成)驅動(dong)彎彎復合超聲電機(ji),測試其驅動(dong)足的運動(dong)軌跡和(he)樣機(ji)基本輸(shu)出特性,驗證基于8字形振動軌跡的超聲(sheng)電機(ji)的工作原理的可行(xing)性。
介電彈性(xing)體
高壓放大(da)器在介電彈性(xing)體(ti)驅動實驗中的應(ying)用
本(ben)實信號(hao)源產生的(de)正(zheng)弦(xian)波電(dian)(dian)壓信號(hao),輸(shu)出(chu)到(dao)功率放大器中(zhong),通(tong)過功率放大器放大至0-1500V電(dian)(dian)壓,高電(dian)(dian)壓輸(shu)出(chu)到(dao)電(dian)(dian)活(huo)性聚(ju)合物(wu)正(zheng)反表(biao)面(mian)的(de)導(dao)電(dian)(dian)炭膏,導(dao)電(dian)(dian)炭膏積累異性電(dian)(dian)荷(he),產生靜電(dian)(dian)力,擠壓電(dian)(dian)活(huo)性聚(ju)合物(wu)產生形變。
鐵電材(cai)料極化
高壓放大器在鐵電材(cai)料極化測試中(zhong)的應用

上位(wei)機通過(guo)系(xi)統(tong)(tong)控(kong)制(zhi)器(qi)控(kong)制(zhi)鐵電(dian)(dian)分(fen)析(xi)儀(yi)產生(sheng)模擬激勵信號再(zai)通過(guo)高壓放(fang)大器(qi)進行放(fang)大,輸(shu)(shu)出(chu)至測試樣(yang)品(pin)兩端產生(sheng)足夠強度(du)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang),利用高壓放(fang)大器(qi)輸(shu)(shu)出(chu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓信號,可以(yi)控(kong)制(zhi)測試系(xi)統(tong)(tong)中施加的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang)強度(du)和方向,從(cong)而(er)(er)獲得鐵電(dian)(dian)材料的(de)(de)(de)電(dian)(dian)滯回線,通過(guo)對電(dian)(dian)滯回線的(de)(de)(de)分(fen)析(xi),可以(yi)得到材料的(de)(de)(de)矯(jiao)頑(wan)場(chang)(chang)強、剩(sheng)余極化(hua)強度(du)等參數(shu),從(cong)而(er)(er)幫助我們研究材料的(de)(de)(de)鐵電(dian)(dian)性能和相變行為。
軟磁材料測試
功率放大器(qi)在納米晶軟磁(ci)材料高(gao)頻磁(ci)特性

本實驗中,研究人員利用功(gong)率(lv)放大器對(dui)信(xin)號發生(sheng)器產(chan)生(sheng)的正弦波、三角波、對(dui)稱矩形(xing)波與(yu)(yu)不對(dui)稱矩形(xing)波等電壓波信(xin)號幅(fu)值進行調整放大,使(shi)納(na)米晶(jing)磁環內部磁通密(mi)度達到(dao)預期幅(fu)值,測量不同磁通密(mi)度、激勵頻率(lv)、激勵波形(xing)下(xia)納(na)米晶(jing)磁環的振動與(yu)(yu)磁化特性(xing)(xing)。通過磁環的振動情況來研究磁性(xing)(xing)材(cai)料磁特性(xing)(xing)。
水下(xia)通信
功率(lv)放大(da)器在水下聲信號波達角測量分辨力中的應用

水(shui)下聲信號在傳(chuan)播過程中會引(yin)起(qi)介質折射率(lv)(lv)的(de)變(bian)化,當激光(guang)穿過聲擾(rao)動介質時,介質折射率(lv)(lv)的(de)空間變(bian)化引(yin)起(qi)激光(guang)束的(de)偏轉,利用(yong)位(wei)置敏(min)感探測器(qi)(PSD)感應激光(guang)的(de)偏轉信息,PSD中4個(ge)光(guang)電二極管分別記錄感光(guang)參數,利用(yong)4個(ge)數據的(de)加(jia)減完成(cheng)X,Y方向的(de)位(wei)置測算。
聲吶系統
高壓放大器在高效非局部水聲超表面實驗驗證中(zhong)的應(ying)用

本實驗利用(yong)(yong)水(shui)(shui)聲(sheng)換(huan)能器產(chan)生了高(gao)斯調制平(ping)面(mian)波,由于換(huan)能器產(chan)生的信(xin)(xin)號(hao)較弱(ruo),再利用(yong)(yong)高(gao)壓放大器對平(ping)面(mian)波進行信(xin)(xin)號(hao)的放大。使用(yong)(yong)兩臺水(shui)(shui)聽器測(ce)量距離水(shui)(shui)面(mian)1cm處(chu)的聲(sheng)壓分(fen)布,其中(zhong)一個(ge)水(shui)(shui)聽器是固定的,第二個(ge)是通過逐點測(ce)量來掃描20 cm ×20 cm的測(ce)量區域。記(ji)錄兩個(ge)水(shui)(shui)聽器信(xin)(xin)號(hao)之(zhi)間的歸一化值,得到實測(ce)的異常(chang)折射聲(sheng)壓場。
無線電(dian)能傳輸
功率放大器(qi)在電容耦(ou)合型無線(xian)電能傳(chuan)輸系統中的應用
本實驗為驗證理論分析和仿真結果的正確性,構建了如下圖所示的電容耦合型無線電能傳輸系統實驗平臺。在系統電路參數確定的情況下,改變四塊金屬板的接地情況,來觀察系統輸出性能的變化,即:
(1)不同(tong)接(jie)地模式下,輸(shu)出負載電壓與負載阻(zu)值的(de)關系;
(2)在確定接地(di)模(mo)式(shi)下,負(fu)載輸出(chu)電(dian)壓與(yu)未接地(di)金屬板對(dui)地(di)電(dian)容的關系(xi)。
電磁無損檢測(ce)
功(gong)率放大器在鋼板表面缺(que)陷及交(jiao)流漏磁測試中的應(ying)用
本實驗通過(guo)對比單頻與多(duo)頻激勵下,交流漏磁(ci)探頭對鋼板(ban)表(biao)面缺陷及其偏角的敏感性,來驗證(zheng)多(duo)頻交流漏磁(ci)方法在缺陷偏角識(shi)別以及尺(chi)寸(cun)量化方面的優(you)越性。































