一、推挽放大器的基本构造与效能优化
推挽放大器通过两个晶体管Tr1和Tr2的对称连接实现功率增强。这两个晶体管在电路中形成阴极对称结构,通过变压器T1接收相位相反的信号,使其输出在T2的次级线圈合成。即便单个晶体管输出有轻微扭曲,总体输出依然能实现低失真放大,因为不同相位的波形可以相互抵消。
例如,在乙类推挽放大器中,当Tr1和Tr2的基极侧分别呈正电时,电流将通过各自的晶体管流入,进而在变压器T2中合成。这种设计使得输出变压器的铁心不受直流磁化影响,保证了放大器的高效与稳定。
二、推挽放大器电路实例解析
推挽放大器的电路图多种多样,其中一种流行的设计使用互补晶体管,包括NPN和PNP型晶体管,它们在输入信号的半个周期以上时间内工作,形成AB类放大器。当两个晶体管同时导通时,它们将在稳态电流附近工作,这种设计被广泛应用于高质量音频设备中。
另一示例是使用双三极管ECC83/12AX7/6N2P的简单推挽放大器电路。这种管子具有极高的增益,适合高保真音频放大。虽然ECC83已接近其增益极限,但在不影响失真的前提下,设计中加入了一个五极电压放大器级,以进一步提升其性能。
三、效率与输出性能分析
假设电源电压Ec为6V,变压器T2初级端电阻为200Ω,集电极电流Ic为30mA,则Vce计算如下:Ic×R = 30×10^-3 × 200 = 6V,而当Ic = 0时,Vce也恰好为6V。因此,输出电流约为19mA,输出功率约为90mW。
放大器效率的计算显示,当输入功率为114mW时,输出功率为90mW,效率大约为78%。这种高效率的设计使得推挽放大器特别适用于需要长时间稳定运行的应用场景,如广播和音频放大系统。
通过这些详细的电路设计及其工作原理的解析,可以看出推挽放大器不仅技术成熟、效率高,还能在保持音质的前提下进行有效的功率放大。
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