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類放大器。這些名稱是標(biāo)準(zhǔn)化的,定義充分的,并得到廣泛認(rèn)可。現(xiàn)在我們來看看其他一些不太為人所知但也被使用的拓?fù)洹?

類G放大器 類似于AB型放大器,但使用兩個或兩個以上的電源電壓,一個在較低電壓下,另一個在較高電壓下, 圖1 .它專門用于音頻應(yīng)用。當(dāng)輸出功率需求處于較低水平時(如用戶或應(yīng)用程序設(shè)置的那樣),放大器只自動使用低電壓軌道。然而,當(dāng)所需輸出信號功率增加時,G類放大器自動切換到較高的電源電壓。因此,這個放大器比AB型安培更有效率,因為它只在需要和有益的情況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G放大器使用雙極低電壓和高電壓軌道,其控制信號通過一對MOSIFT開關(guān)高電壓進(jìn)出。

注意,實現(xiàn)G類放大器存在潛在的問題,因為通常在便攜式或電池驅(qū)動的應(yīng)用程序中,只有相對較低的電壓。為了克服這個問題,G類放大器通常配備一個充電泵電壓轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生第二個,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被充電泵電壓助推器的損失所抵消。

類H放大器 也適用于音頻應(yīng)用,類似于G類設(shè)計.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類放大器可以使用多個離散電壓,甚至連續(xù)可調(diào)電源。這個拓?fù)洳恍枰鄠€電源,因為它使用(并調(diào)整)現(xiàn)有的電源軌通過一個反饋環(huán)路之間的輸出功率水平和供應(yīng)軌道的價值。

多爾蒂放大器 沒有字母指定,而是使用其開發(fā)者的名稱。它于1930年代首次實施,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)平均信號功率和峰值信號功率之間有很大的距離時,它特別有用。

杜厄蒂放大器使用兩個放大器,一個作為"載波"放大器偏置為AB類,另一個作為C類操作的"最高峰"放大器偏置,以在需要高功率輸入偏移時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較少,部分原因是其復(fù)雜性、非直覺性和只適用于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分解并發(fā)送給低功率的低效率的AB級放大器和高功率放大的高效率的C級助推器。

在操作中,輸入信號使用3-db正交耦合器均勻分離。該耦合器的兩個輸出是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的最高放大器。兩個平行的信號產(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,這是一個復(fù)雜的操作射頻線路,耦合器,阻抗變壓器等,但它產(chǎn)生高效率的信號高峰值/平均比率。

其他不太常見和不太標(biāo)準(zhǔn)化的放大器名稱包括E類設(shè)計,該設(shè)計使用LC罐電路進(jìn)行濾波(如C類放大器),但在有活動的設(shè)備變成開關(guān)的情況下。也有F類、S類和T類放大器,但它們是高度專業(yè)化的,主要提供較知名的類的微小變化。