随着电子实验室的测试研究升级,很多实验测试都需要用到信号源、示波器、超声功率放大器等测试仪器,压电陶瓷晶片是一种结构简单且轻巧的电学器件,当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形;在很多测试中驱动都需要高电压、大功率。
电容性负载驱动:压电器件电压放大器
当振动压电陶瓷时,则会产生相应电荷。压电陶瓷晶片适合机械形变、振动、次声波、声波和超声波和次声波的产生和检测,具有灵敏度高,无磁场散播外溢,不用铜线和磁铁,成本低耗电少,便于大量生产等优点而获得了广泛应用。常见的压电器件包括:压电陶瓷片、压电传感器、压电换能器等。
ATA-2000系列是一款理想的可放大交、直流信号的超声功率放大器。大差分输出1600Vp-p (±800V)高压,可以驱动高压型负载。电压增益数控可调,一键保存常用设置,为您提供了方便简洁的操作选择,同时双通道高压放大器输出还可同步调节,可与主流的信号发生器配套使用,实现信号的放大。
电感性负载驱动:磁场线圈
亥姆霍兹线圈,是指如果有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴,通以同方向电流,当线圈间距等于线圈半径时,两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的范围内是均匀的。亥姆霍兹线圈主要用途是,产生标准磁场;霍尔探头和各种磁强计的定标;地磁场的补偿;磁屏蔽效果的判定;空间辐射磁场的测量和排除;物质磁特性的研究;生物磁性的研究等等。
ATA-3000系列功率放大器是一款理想的可放大交、直流信号的功率放大器。大输出功率810W,可以驱动功率型负载。电压增益数控可调,一键保存常用设置,为您提供了方便简洁的操作选择,可与主流的信号发生器配套使用,实现信号的放大。
高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求;
然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。
按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;
宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360°,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角约等于180°;丙类放大器电流的流通角则小于180°。
乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。
除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外,又有使电子器件工作于开关状态的了类放大和戊类放大。
丁类放大器的效率比丙类放大器的还高,理论上可达100%,但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率)的限制。
如果在电路上加以改进,使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小,则工作频率可以提高。
这就是戊类放大器。
我们已经知道,在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率,必须采用低频功率放大器,而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。
高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高,但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大,决定了他们之间有着本质的区别。
低频功率放大器的工作频率低,但相对频带宽度却很宽。
例如,自20至20000Hz,高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载,如电阻、变压器等。
高频功率放大器的工作频率高(由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz),但相对频带很窄。
例如,调幅广播电台(535-1605kHz的频段范围)的频带宽度为10kHz,如中心频率取为1000kHz,则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。
中心频率越高,则相对频宽越小。因此,高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。
由于最后一特点,使得这两种放大器所选用的工作状态不同:
低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类(限于推挽电路)状态;高频功率放大器则一般都工作于丙类(某些特殊情况可工作于乙类)。
近年来,宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器,它不采用选频网络作为负载回路,而是以频率响应很宽的传输线作负载。
这样,它可以在很宽的范围内变换工作频率,而不必重新调谐。
综上所述可见,高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功率大,效率高;
它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同,因而负载网络和工作状态也不同。
功率放大器简称“功放”,很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 功率放大器原理: 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大,就完成了功率放大。 功率放大器分类: 一、A类放大器: A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通,放大器可单管工作,也可以推挽工作,由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小,电路简单,调试方便,但效率较低,晶体管功耗大,效率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真,由于效率比较低。 二、B类放大器: B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率,在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波,所以必须用两管推挽工作,其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是“交越失真”较大,即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时,Q1、Q2都无法导通而引起的,所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 三、AB类放大器: AB类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作,可以避免交越失真,交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真,有效率较高,晶体管功耗较小的特点。 四、D类放大器: D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。