在電子學中，放大器是最常用的電路器件，具有巨大的應用可能性。在音頻相關的電子產品中，前置放大器和功率放大器是兩種不同類型的放大器系統，用于與聲音放大相關的目的。但是，除了這種特定于應用的目的之外，各種類型的放大器也存在巨大差異，主要是功率放大器。因此，在這里我們將探討不同類別的放大器及其優缺點。

　　使用字母的放大器分類

　　放大器類別是放大器性能和特性的標識。不同類型的功率放大器在通過它們時會給出不同的響應。根據它們的規格，放大器被分配了不同的字母或字母來代表它們的類別。有不同類別的放大器，從A、B、C、AB、D、E、F、T等開始。在這些類別中，最常用的音頻放大器類別是A、B、AB、C。其他類別是使用開關拓撲和PWM（脈沖寬度調制）的現代放大器技術來驅動輸出負載。有時，傳統類的改進版本被分配一個字母來將它們分類為不同的放大器類，例如G類放大器是B類或AB類放大器的改進放大器類。

　　放大器的等級代表電流通過放大器時的輸入周期比例。輸入周期是來自放大器輸入中的正弦波傳導的傳導角。這個導通角與放大器在整個周期內的開啟時間高度成正比。如果放大器在一個周期內始終處于開啟狀態，則導通角將為360度。因此，如果放大器提供360度導通角，則放大器使用完整的輸入信號，并且有源元件在完整的正弦周期的100%時間段內傳導。

　　下面，我們將展示傳統的功率放大器類別，包括A、B、AB和C類，并展示廣泛用于開關設計的D類放大器。這些類不僅用于功率放大器，還用于音頻放大器電路。

　　A類放大器

　　A類放大器是具有高線性度的高增益放大器。對于A類放大器，導通角為360度。如上所述，360度導通角意味著放大器設備在整個時間內保持活動狀態并使用完整的輸入信號。下圖顯示了理想的A類放大器。

　　正如我們在圖像中看到的，有一個有源元件，一個晶體管。晶體管的偏置始終保持開啟。由于這種永不關閉的特性，A類放大器提供了更好的高頻和反饋環路穩定性。除了這些優勢之外，A類放大器還易于使用單個器件組件和最少的部件數來構建。

　　盡管具有優點和高線性度，但當然，它也有許多局限性。由于連續導電的性質，A類放大器會引入高功率損耗。此外，由于高線性度，A類放大器會產生失真和噪聲。電源和偏置結構需要仔細選擇元件，以避免不必要的噪聲并將失真降至最低。

　　由于甲類放大器的功率損耗較大，因此會發熱，需要較大的散熱空間。A類放大器的效率非常差，理論上，如果與通常的配置一起使用，效率會在25%到30%之間變化。使用電感耦合配置可以提高效率，但這種情況下的效率不超過45-50%，因此僅適用于低信號或低功率電平的放大用途。

　　B類放大器

　　B類放大器與A類有點不同。它是使用兩個有源器件創建的，它們傳導實際周期的一半，即周期的180度。兩個器件為負載提供組合電流驅動。

　　在上圖中，顯示了理想的B類放大器配置。它由兩個有源器件組成，它們在正弦波的正負半周期內被一一偏置，因此信號從正負側被推或拉到放大電平，并結合我們在輸出端獲得完整周期的結果.每個器件在半個周期內開啟或激活，因此效率得到提高，與A類放大器25-30%的效率相比，它理論上提供了60%以上的效率。我們可以在下圖中看到每個設備的輸入和輸出信號圖。B類放大器的效率不超過78%。此類中的散熱最小化，提供了低散熱空間。

　　但是，這個類也有局限性。此類的一個非常深刻的限制是交叉失真。由于兩個設備提供了正弦波的每一半，這些正弦波在輸出端組合并連接，因此在組合兩半的區域中存在失配（交叉）。這是因為當一臺設備完成半個周期時，另一臺需要在幾乎同時完成工作的同時提供相同的功率。很難在A類放大器中修復此錯誤，因為在活動設備期間，另一個設備完全不活動。該誤差使輸出信號失真。由于這個限制，它是精密音頻放大器應用的主要失敗。

　　AB類放大器

　　克服交叉失真的另一種方法是使用AB放大器。AB類放大器使用A類和B類的中間導通角，因此我們可以在這種AB類放大器拓撲中看到A類和B類放大器的屬性。與B類相同，它具有相同的配置，兩個有源器件在半個周期內單獨導通，但每個器件的偏置不同，因此它們在不可用時刻（交叉時刻）不會完全關閉。每個設備在完成半個正弦波形后不會立即離開導通，而是在另一個半周期進行少量輸入。使用這種偏置技術，死區期間的交叉失配會大大減少。

　　但在這種配置中，效率會降低，因為器件的線性度會受到影響。效率仍然高于典型A類放大器的效率，但低于B類放大器系統。此外，需要仔細選擇具有完全相同額定值的二極管，并且需要盡可能靠近輸出設備放置。在某些電路結構中，設計人員傾向于添加小阻值電阻，以在器件上提供穩定的靜態電流，從而最大限度地減少輸出失真。

　　C類放大器

　　除了A、B和AB類放大器之外，還有另一個放大器C類。它是一種傳統放大器，其工作方式與其他放大器類不同。C類放大器是調諧放大器，它以兩種不同的工作模式工作，調諧或非調諧。C類放大器的效率遠遠超過A、B和AB。在射頻相關操作中可實現最高80%的效率

　　C類放大器使用小于180度的導通角。在未調諧模式期間，放大器配置中省略了調諧器部分。在此操作中，C類放大器也會在輸出端產生巨大的失真。

　　當電路暴露于調諧負載時，電路將輸出偏置電平鉗位為平均輸出電壓等于電源電壓。調諧操作稱為鉗位。在此操作過程中，信號得到了適當的形狀，中心頻率的失真也減少了。

　　在典型應用中，C類放大器的效率為60-70%。

　　D類放大器

　　D類放大器是一種使用脈沖寬度調制或PWM的開關放大器。在直接輸入信號隨脈寬變化而變化的情況下，導通角不是一個因素。

　　在這個D類放大器系統中，不接受線性增益，因為它們的工作方式就像一個典型的開關，只有兩個操作，ON或OFF。

　　在處理輸入信號之前，模擬信號通過各種調制技術轉換為脈沖流，然后應用到放大器系統中。由于脈沖持續時間與模擬信號有關，因此在輸出端使用低通濾波器再次對其進行重構。

　　D類放大器是A、B、AB以及C和D段中功率效率最高的放大器類。它的散熱量較小，因此需要較小的散熱器。該電路需要各種開關元件，例如具有低導通電阻的MOSFET。

　　它是數字音頻播放器或控制電機中廣泛使用的拓撲。但我們應該記住，它不是數字轉換器。雖然，對于更高的頻率，D類放大器并不是一個完美的選擇，因為它在少數情況下具有帶寬限制，具體取決于低通濾波器和轉換器模塊的能力。

　　其他放大器類

　　除了傳統放大器之外，還有幾個類別，分別是E類、F類、G類和H類。

　　E類放大器是一種高效的功率放大器，它使用開關拓撲并工作在射頻中。單極開關元件和調諧電抗網絡是與E類放大器一起使用的主要組件。

　　F類是諧波方面的高阻抗放大器。它可以使用方波或正弦波驅動。對于正弦波輸入，該放大器可以使用電感器進行調諧，并可用于增加增益。

　　圖：ATA-4315高壓功率放大器指標參數

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