低频功率放大器的工作原理

低频功率放大器，一般是用来放大低频信号功率的，由于它通常处于低频放大器的最后一级，也称为末级放大器。它是变压器耦合五极管功率放大线路所组成单管功率放大器，通常工作于甲类。

（一）低频功率放大器的工作过程

其工作过程与低频电压放大器相似，电压放大和功率放大虽然都是放大器，但是对功率放大器的主要矛盾方面不是大的电压放大量，而是获得足够的音频功率推动终端负载工作。当栅极引入音频信号电压时，在阳极变压器初级中将有相应的交变阳流流过，并在次级电路中产生交变电流，使终端负载获得音频交流功率而工作。

终端负载所获得的音频交流功率是哪里来的呢？显然是阳极直流电源供给的，因栅极只输入一信号电压而无输入功率，而负载功率只能由电源提供。因此功率放大器可看作是把直流电能变为交流电能的能量转换器。

（二）对低频功率放大器的要求

1.输出功率：低频功率放大器中主要考虑的是输出功率能否保证终端负载正常工作

2.非线性失真要小—由于电子管特性曲线不是直线，当信号电压较大或工作点选择在曲线的弯曲部分，引起输出电流的波形正负半周不对称从而产生新的频率成分造成失真。这种失真叫非线性失真。一般希望失真愈小愈好，因此，就必须正确的选择工作点和信号电压的大小，使信号电压在特性曲线直线部分波动，失真就会小些。

低频功率放大器，由于信号电压一般经过一级或数级电压放大，所以电压振幅很大，工作点摆动的范围很宽，容易摆动到特性曲线的弯曲部分，所以非线性失真是功率放大器中考虑失真的主要问题。

3.效率：功率放大器要输出足够的功率，因而对直流电源电能的消耗也是很大的，所以放大器的效率是要考虑的，特别是对大功率放大器尤其重要。功率与电源的输入直流功率之比称之为效率。

【安泰】高压功率放大器ATA-2021H

ATA-2021H高压放大器简介

ATA-2021H是一款可放大交直流信号的单通道高压放大器。最大输出200Vp-p(±100Vp)高压，可以驱动高压型负载。电压增益数控可调，一键保存设置，提供了方便简洁的操作选择，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的完美放大。

输入Input

输入为BNC接口，输入电阻50Ω、5kΩ两档可选，完美匹配高低内阻信号源。

输出Output

输出为香蕉插座，最大输出电压200Vp-p(±100Vp)，输出电流500mAp。

液晶面板显示

ATA-2021H高压放大器采用液晶面板显示，设备状态及参数动态显示，操作界面一目了然，简洁易懂

（三）低频功率放大器如何获得不

失真最大功率输出

1.最佳负载阻抗的选择

通过前面分析元件选择我们知道，在栅极所加信号相同的情况下，若负载阻抗不同，则所得阳极电压和电流的波形失真会不一样，输出的交流功率也不一样。因此必须适当地选择负载阻抗，以便在允许有一定的较小的失真条件下，获得最大的交流输出功率，即所谓“最大不失真输出功率”。负载阻抗过大或过小都不能获得“最大不失真输出功率”。低频功率放大器获得“最大不失真功率”输出，必须是负载阻抗大小合适，这时的负载阻抗称为“最佳负载阻抗”。

2.阻抗匹配

实际负载不能直接接到功率放大器的阳极电路中，否则，功率放大器的负载阻抗远远小于其最佳负载阻抗，输出功率会大大减小，且失真也大。为了解决这一新的矛盾，必须使负载阻于功率放大器的最佳负载阻抗。使负载阻抗等于功率放大器的最佳负载阻抗称为阻抗匹配。

在实际工作中必须注意这样一个问题：就是在使用扩大器之前，必须检查一下终端负载是否已接上。如果没有接上，就有烧坏电子管和输出变压器的可能，因为负载两端开路，相当于次级对初级没有影响，阳极负载为一纯电感。由于铁心线圈感抗很大，因之在其上面所感应的交流电压的振幅也很大。如果此电压超过变压器初级的绝缘程度，就可能击穿变压器的绝缘（线圈之间的绝缘或线圈对铁心的绝缘等）以致烧坏。另一方面，由于交流电压很大，使得信号电压正峰值时的瞬时阳压很小，这时阳流很小，帘栅流就会很大，有可能使帘栅极的损耗超过额定值而烧坏电子管。为避免次级开路而产生的不良后果，有的机器在次级无负载时并联一个电阻，而在负载接入时把电阻断开，称为代荷电阻。
 

审核编辑：汤梓红