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关于理想A类功放效率理解:
1.1 A类功放的特点与其静态工作点:
在 A 类功放中,当外部没有信号进入时,电源依旧工作来维持晶体管的静态工作点,使得晶体管一直处于导通状态。这是为了保证在输入信号的整个周期内,晶体管都能够对信号进行放大,不会出现信号在某段时间无法被放大的情况。
所以要保证A类的特点,交流信号的幅度和静态工作点就要相互配合了,保证全周期导通。
总结:就是静态工作点的抬高,后续分析时遵守交直流独立分析的原则。
1.2 功放效率定义为:
(更为准确的说法是漏端效率,但是无关紧要)
P_delivered为输出交流功率(AC),P_supply为电源功耗(DC)。
效率最高,意味着实现P_delivered的最大传输。
考虑到晶体管的最大允许电压电流,实现最大传输的理想情况应该是电压电流同时达到最大值,但为什么这么考虑呢?
结合A类的静态工作点:
如果没做到电压电流同时达到最大值,那么将会有两种情况出现:见a,b线
可见,对于a线,当电压达到Vmax,电流受限,达不到Imax:对应下图虚线部分
因此a线对应的负载值,在去计算功率时,电流的有效值必然是会比最佳值低的,也就是达不到最大功率传输了。问题来了,功率怎么计算?
先看图:
之前说了,交直流要独立分析,这时候负载得到的功率是不把直流考虑在内的(耦合方式),这是因为直流电只把功放启动了,我输入的只有交流,放大的也只是交流成分。
这时候,负载接收到的功率计算只是单独一个正弦信号的计算。(可以用Vrms*Irms*cos(theta)来计算,纯实数的负载cos(theta)就是1了,无相位差)
因此我们要做到最佳效率,就要找最佳负载,对应的方法就是负载牵引,由于实际设计中涉及到的多数是阻抗的计算,因此Loadpull多借以仿真软件实现。