功率放大是指将电路输入的功率信号经过放大处理,输出更大功率的信号的一种技术。在同样的输入电平情况下,输出电平得到了提高,这对于进行声响放大等电子电路应用非常有益。
根据其放大的方式,功率放大可以分成线性功率放大和非线性功率放大两种。
线性功率放大指的是,输出随输入信号的变化呈线性关系。这种方式的功率放大,输出信号数值与输入信号数值之间的比例关系保持不变。线性功率放大器可以用来扩大高保真信号、调幅信号等。
非线性功率放大指的是,输入信号增大后,输出信号的增长速度也相应增加。非线性功率放大技术适用于较低的中频以及RF信号,例如调频广播,手机信号等。
在实现功率放大的电路中,需要根据信号输入和放大要求,选用适当的工作方式的晶体管、场效应管等放大元件,以及相应的电源、负载匹配网络等。
以晶体管为例,实现功率放大时,需要满足以下条件:
1)输入阻抗尽量大,输出阻抗尽量小。为了使信号源不受到负载影响,且产生足够的放大,通常要求输入阻抗大约为几千欧姆至数兆欧姆,而输出阻抗则要小于1欧姆。
2)电源电流足够,保证放大器功率输出足够,不因限制功率而失真或产生沉闷的声音。
3)为了保证放大器的幅度和相位线性特性,通常需要在电路前、后部分分别配置稳定的反馈回路,消除非线性特性的影响。
功率放大技术可以应用于多种场合,例如:
1)音频放大器:音响放大器是功率放大技术的典型应用,通过扩大音频信号的输出,使其可以带动音箱中的扬声器,产生更大的音响效果。
2)RF功率放大器:RF频段信号需要经过功率放大器进行放大,从而在无线电通信中传输更远的距离。
3)激光放大器:激光放大器也是一种功率放大器技术,可以实现激光信号高功率输出,使其可以应用于医疗、通信、制造等领域。