自举电路在功率放大器中的应用
出处:jxb163 发布于:2011-09-23 10:36:57
自举电路从本质上讲就是一种正反馈电路,它由电容及其他元器件组成,其作用是将电路中某一点的电位通过该电容被电路自身提升,它在功放电路中可以拓展放大器的动态范围,改善非线性失真,也可提高功放的输出功率,下面就此问题作一分析,供参考。
1 用正电压供电的典型功放电路
1.1 波形失真分析
图1为常见的功放电路图,其中图(a)未引入自举电路,图(b)引入自举电路,图(c)为图(b)的简化图。
在图1的(a)中,当输入信号的负半周到来后,VB电位上升,VC也升高,V2导通且逐渐变深,VA电位升高。
当输入信号达到某一值时,1/2饱和,此时:VA=VCC,流过R1的电流增大,R1上的电压降增大,使VC电位低于VCC,于是功放管V2迅速截止,从而使输出信号出现了图2中的顶部失真现象。
为了改善此失真,在电路中接入C4、R4即引入自举电路(见图1(b)),在图(b)中,未输入信号时:
当输入信号的负半周到来后:ⅤB电位上升,VC也上升,V2导通且逐渐变深:
当负半周输入信号达到某—值时,V2饱和:
使V2的基极电位Ⅴc可获得高于Vcc的电压,从而保证VC工作于放大状态而有效地改善顶部失真现象。像这种引入C4、R4电路后使D点随A点电位变化的电路称为自举电路。图中的R4叫隔离电阻,将电源VCC与C4隔开,使V2管基极电位高于电源电压Ⅴcc。
从交流信号的角度看,R4与RL是并联的,为了简化电路,可直接把负载RL接在R4的位置上,耦合电容C3兼作自举电容,这样图1(b)就可简化为图1c的形式,同时还可节省两个元件。
1.2 输出功率
不接自举电路时,功放管采用共集电极连接,如图3所示。
接入自举电路后,功放管采用共发射极连接,如图4所示。
显然,共集电极电路无电压放大能力。而共发射极电路既有电压放大能力,又有电流放大能力,在输入信号相同的情况下,共发射极连接电路比共集电极连接电路功率放大能力强,可见引入自举电路后放大器的输出功率增大了。
2 用负电压供电的典型功放电路
图5为常见的另一种功放电路图,其中图(a)未引入自举电路,图(b)引入自举电路。
在图5(b)中,未输入信号时:
当输入信号的正半周到来后,VC下降,功放管V2导通且逐渐变深,当输入正半周信号达到某一值时,V2饱和:
于是V2截止,从而出现了有输入波形而无完整输出波形的失真现象。若把D点接到C2的负极则电路图便成了图5(b)的形式。
在图5 (b)中,未输入信号时:
VD=-VCC=1/2VCC,当输入信号正半周到来后:
VC下降,ⅤB下降,V2导通,直到V2饱和时,VA=-VCC,VD=-1/2VCC=-1.5VCC,从而保证V2管的导通,拓宽V2的动态范围。改善输出波形的非线性失真,显然图中电容C2就是自举电路。
此外:在功放集成电路中也有自举电路,它的作用同上述两种电路完全一致,此处不再赘述。
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