功率放大器輸出阻抗的影響因素有哪些原因

關(guān)于功率放大器的疑問有很多，前陣子有人咨詢影響功率放大器輸出阻抗的有哪些因素，今天就請安泰電子來為大家解釋，同時(shí)再為大家科普一下功率放大器的知識(shí)。

圖：信號(hào)源和負(fù)載的放大器的簡化模型

在搞清楚影響功率放大器輸出阻抗因素之前，我們用信號(hào)源和負(fù)載的放大器模型來分析一下，輸入電壓Vin被放大一個(gè)因子G并且驅(qū)動(dòng)到負(fù)載ZL。但是不是所有電壓都施加到負(fù)載，這是因?yàn)椴糠謺?huì)在輸出阻抗Zout中消耗，到達(dá)負(fù)載的實(shí)際電壓是：

通常VOUT＜G*Vin在高頻系統(tǒng)中使用50Ω，負(fù)載上電壓只有輸出的50%。

對于容性負(fù)載，可能會(huì)出現(xiàn)Vout＞G·Vin的特殊情況。輸出阻抗一般等效為電阻與電感的串聯(lián)，兩者都有比較低的值。這種情況下，上述的計(jì)算公式如下圖所示：

圖：到達(dá)負(fù)載的實(shí)際電壓的計(jì)算公式

負(fù)載電容Cload和輸出電感LOUT在特定的頻率點(diǎn)發(fā)生諧振，(1-ω2LoutCLoad)=0。這時(shí)候，Vout可能大于G·Vin，從而導(dǎo)致峰值化現(xiàn)象。下圖顯示了具有峰值的系統(tǒng)的頻率響應(yīng)示例：

圖：峰值的系統(tǒng)的頻率響應(yīng)示例

為了避免輸出電壓超過負(fù)載的最大額定值，可以通過降低輸入電壓或者在負(fù)載前端串聯(lián)電阻來解決問題。

帶寬和壓擺率

功率放大器的負(fù)載阻抗會(huì)影響帶寬，這是因?yàn)檩敵鲎杩沟碾姼?LOUT)和負(fù)載之間形成的低通濾波造成的。

另一方面，功率放大器輸出端產(chǎn)生最大時(shí)間導(dǎo)數(shù)是壓擺率，超過額定值的信號(hào)放大時(shí)都會(huì)出現(xiàn)失真情況，而壓擺率和帶寬有關(guān)。

更多參數(shù)

偏移：只會(huì)對直流運(yùn)算放大器產(chǎn)生影響，偏移經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在輸出端口處的寄生直流電平。由于數(shù)值較低，在很多應(yīng)用中都被忽略。在諸如感應(yīng)負(fù)載的情況下，小直流電壓會(huì)造成大電流，這個(gè)時(shí)候就需要考慮。

總諧波失真：放大器的非線性通過在和感興趣頻率的倍數(shù)相對應(yīng)的頻率上產(chǎn)生諧波表現(xiàn)?？傊C波失真是被廣泛應(yīng)用在評(píng)估放大器線性度的參數(shù)?？傊C波失真是指雜散諧波的均方根電壓和基波諧波的均方根電壓之比，總諧波失真越低，信號(hào)放大越精確。

除了負(fù)載，在高頻情況下還有一個(gè)影響放大器工作的因素就是電纜。一根RG-58同軸電纜的雜散電容為80pF/m，2m的電纜表現(xiàn)出160pF的寄生電容。看起來是很低的值，但是使用高壓放大器的時(shí)候會(huì)比電纜預(yù)期值高很大。所以使用時(shí)要縮短電纜的長度，最大限度地減少寄生影響。

安泰推薦：ATA-4315功率放大器

圖：ATA-4315功率放大器指標(biāo)參數(shù)

以上就是安泰電子帶來的功率放大器輸出阻抗影響因素的內(nèi)容，如果對于功率放大器還有什么想知道，歡迎隨時(shí)咨詢我們。

審核編輯黃昊宇