首页 理论教育桥式D类功率放大器的电路结构和工作原理

桥式D类功率放大器的电路结构和工作原理

【摘要】:桥式D类放大器是功率放大器单元电路的主体,前级网络输出的射频激励信号经输入电路送到射频激励输入变压器T2、T3的初级,再分别耦合到T2、T3的4个次级线圈,然后经电阻R8和双向稳压二极管V6分压后加到场效应管V14的栅、源极之间。由于场效应管工作在开关状态,在饱和导通时的阻抗很小而截止状态的阻抗很大,如果忽略场效应管饱和导通时的电阻,把场效应管截止时看成开路,桥式D类放大器可以简化为如图4-21所示电路。

桥式D类放大器是功率放大器单元电路的主体,前级网络输出的射频激励信号经输入电路送到射频激励输入变压器T2、T3的初级,再分别耦合到T2、T3的4个次级线圈,然后经电阻R8和双向稳压二极管V6(或R9~R15分别与V7~V13)分压后加到场效应管V14(或V15~V21)的栅、源极之间。加到场效应管栅、源极之间的射频激励信号幅度在18~23V之间。通常,载波频率高,调机时加到场效应管栅、源极之间的射频激励信号幅度要调得低一点。以左半桥为例,可以看出半桥上、下2部分都是2只场效应管并联使用,V14和V16、V18和V20分别并联作为桥式电路的一臂,串接在场效应管栅极的电阻R8、R10、R12、R14是防振电阻,用于防止寄生振荡。双向稳压管V6、V8、V10、V12用于限制加在场效应管栅、源极之间激励电压的幅度,保护场效应管免受瞬时过电压的损坏。

功率放大器单元的供电来自调制驱动板的输出,是一个叠加了音频分量的直流电压,从本板的XP-1/2/3/4输入,经保险管F1、F2送到半桥上半部分场效应管的源极。

电路图可以看出,由于T2、T3初级线圈的同名端是相反的,半桥上、下2部分射频激励输入变压器次级的同名端也是相反的,所以加到每个半桥上、下2部分场效应管栅极的激励信号是反相的,左、右半桥对应部分的激励信号也是反相的。这样,在射频激励信号的作用下,每个半桥上、下2部分场效应管轮流饱和导通或截止,左、右半桥对应部分也是轮流饱和导通或截止。

由于场效应管工作在开关状态,在饱和导通时的阻抗很小而截止状态的阻抗很大,如果忽略场效应管饱和导通时的电阻,把场效应管截止时看成开路,桥式D类放大器可以简化为如图4-21所示电路。

图4-21 桥式D类放大器电路简化图

从图4-21中可见,半桥上、下2场效应管源、漏极连接点处的输出电平在射频激励信号作用下轮流在供电电压和地电平之间变化,并且左、右半桥输出点的信号相位是相反的,而全桥电路对输出变压器初级线圈的输出波形就是一半桥输出端对另一半桥输出端的电压(电位差)波形,所以全桥电路输出波形的幅度是半桥的2倍。如图4-22所示。

图4-22 全桥电路输出电压波形图

由于功率放大器单元的供电是来自调制驱动板的叠加了音频分量的直流电压,是随着调制音频信号的变化而变化的,功率放大器的输出也将随着调制音频信号的变化而变化,即实现了音频信号对载波信号的调制。T4是射频输出变压器,经过功率放大器模块放大后的射频信号通过T4耦合到变压器的次级,从本板XP-43/44/45/46和XP-49/50/51/52端送到功率合成母板上的功率合成变压器进行功率合成。电容C7与变压器T4的初级线圈相串联,用于隔直通交并有选频作用,在个别场效应管损坏时对电路的其余部分有保护作用。