CS功率放大器失真檢測(cè)技術(shù)極限

任何時(shí)候，某一通道驅(qū)動(dòng)困難，產(chǎn)生連續(xù)削波時(shí)，DDT 會(huì)自動(dòng)降低通道的增益到剛好進(jìn)入削波狀態(tài)的電平，來保護(hù)揚(yáng)聲器不受可能產(chǎn)生的大功率連續(xù)方波的危害。像不受控制的反饋、震動(dòng)和不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置或者來自上一級(jí)放大器的故障都會(huì)激活DDT 電路。正常短暫的程序不會(huì)激活DDT，只有是穩(wěn)定的、過度的削波會(huì)使DDT 指示燈會(huì)亮起。

百威CS 系列結(jié)合了多個(gè)電路來保護(hù)放大器和揚(yáng)聲器在實(shí)際的任何情況下。百威讓功放盡可能萬

無一失，使它們免受短路，開路，不匹配負(fù)載，直流電和過熱的危害。如果一個(gè)通道進(jìn)入DDTTM 增

益衰減模式，DDT 燈就亮起。削波百分比或輸出功率就會(huì)立即減少。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，通道就進(jìn)入一個(gè)

保護(hù)模式，該通道電源指示燈就會(huì)關(guān)閉。直流輸出，次音頻率過高，將導(dǎo)致該通道揚(yáng)聲器保護(hù)繼電器

打開，來保護(hù)揚(yáng)聲器。如果放大器通道過熱，會(huì)使該通道的輸出繼電器斷開揚(yáng)聲器負(fù)載，直到問題解

決或放大器冷卻了。

CS 系列放大器的特點(diǎn)是有一個(gè)創(chuàng)新電路使任何負(fù)載安全運(yùn)行。當(dāng)放大器檢測(cè)到負(fù)載超過輸出級(jí)

時(shí)，負(fù)載故障校正電路就會(huì)調(diào)整通道的增益到一個(gè)安全電平。對(duì)于級(jí)聯(lián)通道，高功率電平下的極限負(fù)

載故障將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)被靜音。這種輸出級(jí)保護(hù)的方法比傳統(tǒng)功放的規(guī)格限制更為有效。正常情況下，

LFC 系統(tǒng)不會(huì)影響聲音傳輸，即使被激活，您也不會(huì)感到明顯變化。

在正常情況下，放大器內(nèi)的風(fēng)扇將會(huì)使放大器在允許溫度范圍內(nèi)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。如果散熱

器的溫度達(dá)到85℃，這表明可能氣源提供受阻，那么通道就要切斷負(fù)載并停止運(yùn)行來自我保護(hù)，直到

散熱器冷卻為止。在此期間，電源指示燈會(huì)熄滅，DDT 指示燈仍亮著，冷卻風(fēng)扇將會(huì)繼續(xù)高速運(yùn)行。

如果輸出短路，LFC 和過熱保護(hù)電路就會(huì)自動(dòng)保護(hù)放大器。LFC 電路檢測(cè)出在超載情況下短路和

衰減的信號(hào)，就會(huì)對(duì)通道的輸出晶體管進(jìn)行過流保護(hù)。如果仍然短路，那么放大器就會(huì)打開兩通道揚(yáng)

聲器的繼電器，切斷負(fù)載來進(jìn)行自我保護(hù)，直到散熱器冷卻下來。

如果放大器在輸出端檢測(cè)出直流電或次聲波，那么它的揚(yáng)聲器繼電器就會(huì)打開，切斷負(fù)載來保護(hù)

揚(yáng)聲器。

通電后，放大器大約有4 秒鐘的時(shí)間屏蔽輸入信號(hào)和揚(yáng)聲器繼電器開啟的保護(hù)模式狀態(tài)。這使得

內(nèi)部充電，讓放大器穩(wěn)定。繼電器工作以后，信號(hào)緩慢增加被屏蔽的信號(hào)到正常電平。此外，當(dāng)斷電

時(shí)，輸入信號(hào)會(huì)被屏蔽以便沒有砰砰的聲音聽到。

任何時(shí)候當(dāng)CS 系列放大器通電或不在保護(hù)模式時(shí)，RampUp 電路就會(huì)激活。當(dāng)揚(yáng)聲器斷開時(shí)，

RampUp 電路會(huì)充分衰減信號(hào)并激活DDT。輸出繼電器關(guān)閉后，這個(gè)信號(hào)會(huì)慢慢地逐漸地上升到設(shè)置

的電平。當(dāng)信號(hào)不再衰減時(shí)，電源指示燈會(huì)亮，DDT 指示燈會(huì)關(guān)閉。

RampUp 信號(hào)控制電路比傳統(tǒng)的即時(shí)啟動(dòng)電路有一些重要的優(yōu)越性:

1.如果在通電(或非保護(hù)狀態(tài))時(shí)有信號(hào)出現(xiàn)，揚(yáng)聲器不受潛在的突發(fā)的音頻功率的脈沖威脅。

2.由于增益減少直到輸出繼電器關(guān)閉，在接觸點(diǎn)沒有弧形發(fā)生，因此延長(zhǎng)其使用壽命。

高頻功率放大器用于發(fā)射級(jí)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收級(jí)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。

高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。在“低頻電子線路”課程中已知，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的流通角為360o，適用于小信號(hào)低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于180o；丙類放大器電流的流通角則小于180o。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。除了以上幾種按電流流通角來分類的工作狀態(tài)外，又有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。丁類放大器的效率比丙類放大器的還高，理論上可達(dá)100%，但它的最高工作頻率受到開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間所產(chǎn)生的器件功耗(集電極耗散功率或陽極耗散功率）的限制。

如果在電路上加以改進(jìn)，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，則工作頻率可以提高。這就是戊類放大器。我們已經(jīng)知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度卻相差很大，決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對(duì)頻帶寬度卻很寬。例如，自20至20000 Hz，高低頻率之比達(dá)1000倍。因此它們都是采用無調(diào)諧負(fù)載，如電阻、變壓器等。高頻功率放大器的工作頻率高（由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾萬MHz），但相對(duì)頻帶很窄。例如，調(diào)幅廣播電臺(tái)（535－1605 kHz的頻段范圍）的頻帶寬度為10 kHz，如中心頻率取為1000 kHz，則相對(duì)頻寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，則相對(duì)頻寬越小。因此，高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。由于這后一特點(diǎn)，使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）狀態(tài)；高頻功率放大器則一般都工作于丙類（某些特殊情況可工作于乙類）。

近年來，寬頻帶發(fā)射機(jī)的各中間級(jí)還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路，而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負(fù)載。這樣，它可以在很寬的范圍內(nèi)變換工作頻率，而不必重新調(diào)諧。綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點(diǎn)是要求輸出功率大，效率高；它們的不同之點(diǎn)則是二者的工作頻率與相對(duì)頻寬不同，因而負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。

高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：輸出功率、效率、功率增益、帶寬和諧波抑制度（或信號(hào)失真度）等。這幾項(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的，在設(shè)計(jì)放大器時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求，突出一些指標(biāo)，兼顧其他一些指標(biāo)。例如實(shí)際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對(duì)諧波抑制度要求較高，而對(duì)帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個(gè)突出的問題，其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。放大器的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和丙類等。為了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙類、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這些工作狀態(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴(yán)重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)大，不能采用諧振回路作負(fù)載，因此一般工作在甲類狀態(tài)；采用推挽電路時(shí)可以工作在乙類。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回路作負(fù)載，故通常工作在丙類，通過諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分，選出基波分量從而基本消除了非線性失真。

所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線性狀態(tài)，不能用線性等效電路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法——折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態(tài)方便，但計(jì)算準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大器：用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中心的窄帶信號(hào)功率，或放大窄帶已調(diào)信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能，通常工作于乙類、丙類狀態(tài)。寬帶高頻功率放大器：用于對(duì)某些載波信號(hào)頻率變化范圍大得短波，超短波電臺(tái)的中間各級(jí)放大級(jí)，以免對(duì)不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀態(tài)。

根據(jù)相對(duì)工作頻帶的寬窄不同，高頻功率放大器可分為窄帶型和寬帶型兩大類。

1. 窄帶型高頻功率放大器

通常采用諧振網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載，又稱為諧振功率放大器。

為了提高效率，諧振功率放大器一般工作于丙類狀態(tài)或乙類狀態(tài)，近年來出現(xiàn)了工作在開關(guān)狀態(tài)的丁類狀態(tài)的諧振功率放大器。

2. 寬帶型高頻功率放大器

采用傳輸線變壓器作負(fù)載。

傳輸線變壓器的工作頻帶很寬，可以實(shí)現(xiàn)功率合成。