当对远距离音频通信的需求增加时,就产生了增加电信号振幅以远距离传输的需求。电话电报、双工传输等部门采用了各种方法来丰富信号。,但结果仍然不令人满意。大约在1912年,世界第一次被引入放大器。这些设备可以进行放大以增加输入信号的功率。在早期的放大器中,使用了真空管,后来在20世纪60年代被晶体管取代。有许多类型的放大器基于用于设计它们的有源电路、基于它们的操作等。功率放大器的设计是为了增加负载的可用功率。推挽式放大器是功率放大器之一。


什么是推挽式放大器?

推挽式放大器是一种功率放大器。它包含一对有源器件,例如一对互补的晶体管。这里,一个晶体管从正电源向负载供电,另一个晶体管是从负载到地的电流。

这些放大器比单端A类放大器更有效率。这个放大器中的晶体管是反相的。这两个晶体管的输出之间的差值被提供给负载。信号中存在的偶次谐波被消除。该方法减少了由于非线性分量而在信号中存在的失真。

这些放大器被称为推挽放大器,因为这里的一个晶体管将电流推向一个方向,而另一个晶体管则将电流拉向另一个方向。在推挽放大器中,一个晶体管在信号周期的正半部分工作,而另一个晶体管则在负半部分工作。

电路图

推挽放大器的电路包含两个晶体管,一个NPN晶体管和一个PNP晶体管,作为有源器件。这些晶体管是反相位的。一个晶体管在信号的正半周期期间被正向偏置,而另一个晶体管则在信号的负半周期期间。为了将输入信号分为相位相差180度的两个相同信号,在放大器的源极处使用中心抽头耦合变压器T1。

该放大器可以构造成不同的配置,例如A类、B类和AB类推挽放大器。为这些类别设计的电路是不同的。

A类推挽放大器电路图

A类放大器包含两个相同的晶体管Q1和Q2。这两个晶体管的发射极端子连接在一起。电阻器R1和R2用于对晶体管进行偏置。一个晶体管必须在信号的正半周期期间被正向偏置,而另一个晶体管在负半周期期间则被正向偏置。

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a类推挽式放大器

这两个晶体管的集电极端子连接到输出变压器T2的初级绕组的两端。这两个晶体管的基极端连接到输入变压器T1的次级绕组。电源连接在T2的初级的中心抽头和Q1、Q2的发射极结之间。

负载连接到变压器T2的次级。来自Q1和Q2的静态电流以相反的方向流过T2初级的两半。这抵消了电路中的磁饱和。

B类推挽式放大器电路图

在B类放大器中不存在偏置电阻器R1和R2。在这里,两个晶体管在截止点处被偏置。晶体管在理想条件下不消耗任何功率。因此,B类推挽放大器的效率高于A类推挽放大器。

AB类推挽放大器电路图

该电路类似于A类推挽式放大器。但与AB类中的A类不同,偏置电阻器值被选择为使得晶体管Q1和Q2被偏置为刚好高于切入电压。这种安排减少了晶体管同时关断的时间。因此,AB类放大器中的交叉失真减少了。

推挽式放大器工作

该放大器的输出级可以在两个方向上驱动电流通过负载。它包含两个反相晶体管Q1和Q2。输入耦合变压器T1将输入信号分成两个相同的两半,每180度异相。一个晶体管在正半周期期间被正向偏置并通过电流。另一个晶体管在正半周期期间保持反向偏置。当负半周期被施加到晶体管时,这种情况被反转。

来自Q1和Q2的集电极电流I1和I2在相同的方向上流过变压器T2的初级的相应半部。这在T2变压器的次级中感应出输入信号的放大输出。因此,通过T2的次级的电流是晶体管的集电极电流之间的差。

优势

推挽放大器的输出是两个晶体管的集电极电流之差。这消除了输出中的谐波。这种方法也减少了失真。B类放大器具有高效率,可以在有限的电源条件下工作。B类放大器具有简单的电路,并且其输出不包含偶数谐波。AB类放大器中的交叉失真得以降低。

应用

推挽式放大器的一些应用如下-

  • 这些放大器用于射频系统。
  • 在数字系统中,这些放大器由于其低成本和较小的设计而被使用。
  • 这些用于电视、手机、电脑的音频放大。
  • 在需要低失真的远程通信系统中,使用这些放大器。
  • 这些与扬声器一起使用。
  • 用于放大射频信号。
  • 在电力电子系统中,使用推挽式放大器。

常见问题解答

1). 为什么它被称为推挽放大器?

这个放大器的电路中有两个晶体管。其中一个晶体管在输入信号的正半周期期间将电流推向输出,另一个晶体管则在输入信号负半周期期间向输出拉动电流。因此,放大器被称为推挽放大器。

2). 什么是免费的推挽式放大器?

变压器的使用使得推挽放大器的设计体积庞大。为了消除这一缺点,在推挽放大器的输入级使用彼此互补的两个晶体管,一个NPN和一个PNP。这种设计被称为互补推挽放大器。

3). 什么是推拉?

推挽输出级是使用两个互补的晶体管设计的,这两个晶体管交替地提供电流负载并从负载吸收电流。

4). 为什么要使用推挽式放大器?

通常优选推挽放大器来放大信号而不失真。

5). 哪一个放大器的效率最高?

B类推挽放大器的最高效率为78.9%。

除了晶体管之外,真空管也被用作这些放大器中的有源元件。如今,变压器很少用于放大器的输出级。在对称推挽中,每个输出对都是另一对的镜像。在这里,一半的NPN与另一半的PNP镜像。类似地,根据它们的输出电路,也有准对称、超对称、平方律的推挽。这里有一个问题要问你,放大器的主要功能是什么?