什么是放大器，其與功率效率之間的關(guān)系(第2部分)

第一部分 我們研究了A、B、AB、C和D類(lèi)放大器。這些名稱(chēng)是標(biāo)準(zhǔn)化的,定義充分的,并得到廣泛認(rèn)可?，F(xiàn)在我們來(lái)看看其他一些不太為人所知但也被使用的拓?fù)洹?

類(lèi)G放大器 類(lèi)似于A(yíng)B型放大器,但使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電源電壓,一個(gè)在較低電壓下,另一個(gè)在較高電壓下, 圖1 .它專(zhuān)門(mén)用于音頻應(yīng)用。當(dāng)輸出功率需求處于較低水平時(shí)(如用戶(hù)或應(yīng)用程序設(shè)置的那樣),放大器只自動(dòng)使用低電壓軌道。然而,當(dāng)所需輸出信號(hào)功率增加時(shí),G類(lèi)放大器自動(dòng)切換到較高的電源電壓。因此,這個(gè)放大器比AB型安培更有效率,因?yàn)樗辉谛枰陀幸娴那闆r下使用最大的電源電壓,而AB型放大器總是使用最大的電源電壓。

圖1:類(lèi)G放大器使用雙極低電壓和高電壓軌道,其控制信號(hào)通過(guò)一對(duì)MOSIFT開(kāi)關(guān)高電壓進(jìn)出。

注意,實(shí)現(xiàn)G類(lèi)放大器存在潛在的問(wèn)題,因?yàn)橥ǔＴ诒銛y式或電池驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序中,只有相對(duì)較低的電壓。為了克服這個(gè)問(wèn)題,G類(lèi)放大器通常配備一個(gè)充電泵電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)產(chǎn)生第二個(gè),高值的軌道電壓。當(dāng)然,充電泵的效率并非100%,因此,重要的是要確保使用第二條電壓較高的鋼軌的潛在效率增益不會(huì)被充電泵電壓助推器的損失所抵消。

類(lèi)H放大器 也適用于音頻應(yīng)用,類(lèi)似于G類(lèi)設(shè)計(jì).它調(diào)整其電源電壓,以最小化輸出階段的電壓降,從而最小化相關(guān)損失。根據(jù)特定的方法,H類(lèi)放大器可以使用多個(gè)離散電壓,甚至連續(xù)可調(diào)電源。這個(gè)拓?fù)洳恍枰鄠€(gè)電源,因?yàn)樗褂?并調(diào)整)現(xiàn)有的電源軌通過(guò)一個(gè)反饋環(huán)路之間的輸出功率水平和供應(yīng)軌道的價(jià)值。

多爾蒂放大器 沒(méi)有字母指定,而是使用其開(kāi)發(fā)者的名稱(chēng)。它于1930年代首次實(shí)施,只適用于射頻放大。與其他放大器拓?fù)湟粯?它的目的是最小化效率和耗散。當(dāng)平均信號(hào)功率和峰值信號(hào)功率之間有很大的距離時(shí),它特別有用。

杜厄蒂放大器使用兩個(gè)放大器,一個(gè)作為"載波"放大器偏置為AB類(lèi),另一個(gè)作為C類(lèi)操作的"最高峰"放大器偏置,以在需要高功率輸入偏移時(shí)提供高效率的功率提升, 圖2 .盡管這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在幾十年中使用相對(duì)較少,部分原因是其復(fù)雜性、非直覺(jué)性和只適用于RF的方面,但由于其在放大各種智能手機(jī)調(diào)制方案復(fù)雜波形時(shí)的效率,它目前正受到廣泛關(guān)注。

圖2:多爾蒂放大器將輸入的射頻信號(hào)分解并發(fā)送給低功率的低效率的AB級(jí)放大器和高功率放大的高效率的C級(jí)助推器。

在操作中,輸入信號(hào)使用3-db正交耦合器均勻分離。該耦合器的兩個(gè)輸出是90英寸外的相位,它們被帶回到相和反應(yīng)結(jié)合使用的四分之一波傳輸線(xiàn)的最高放大器。兩個(gè)平行的信號(hào)產(chǎn)生Z的阻抗 0 被提升到Z的單位 0 由四分之一波變壓器。顯然,這是一個(gè)復(fù)雜的操作射頻線(xiàn)路,耦合器,阻抗變壓器等,但它產(chǎn)生高效率的信號(hào)高峰值/平均比率。

其他不太常見(jiàn)和不太標(biāo)準(zhǔn)化的放大器名稱(chēng)包括E類(lèi)設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)使用LC罐電路進(jìn)行濾波(如C類(lèi)放大器),但在有活動(dòng)的設(shè)備變成開(kāi)關(guān)的情況下。也有F類(lèi)、S類(lèi)和T類(lèi)放大器,但它們是高度專(zhuān)業(yè)化的,主要提供較知名的類(lèi)的微小變化。