パワーアンプは、入力信号の電力を所望の出力電力まで増幅する一般的な電子部品です。多くのアプリケーションでは、ワイヤレス通信、オーディオ増幅、レーダー システム、産業用制御などの特定のニーズを満たすためにパワー アンプが必要です。本稿では、パワーアンプの基本原理、分類、動作モード、用途などを紹介します。
まずはパワーアンプの基本原理
パワーアンプの中心原理は、入力信号の電力を所望の出力電力まで増幅することです。その基本的な動作原理は次のとおりです。
1. 入力信号は、後続の処理と増幅のためにプリアンプによって増幅および調整されます。
2. 増幅された信号は電力増幅のために電力増幅器に入ります。電力増幅は通常、トランジスタや電界効果管などのデバイスを使用して実現されます。
3. パワーアンプは入力信号の電力を所望の出力電力まで増幅し、負荷に出力します。
4. 負荷はパワーアンプから出力された信号を受け取り、必要に応じて対応する動作と制御を実行します。
第二に、パワーアンプの分類
さまざまな回路構造と動作モードに応じて、パワーアンプは次のタイプに分類できます。
1. クラス A パワーアンプ:クラスAパワーアンプは一般的なタイプのパワーアンプであり、動作状態を常に線形領域に保ち、高効率かつ低歪みを実現します。ただし、その動作状態は常に飽和領域にあるため、より大きなヒートシンクと電源電圧が必要になります。
2. クラス B パワーアンプ:クラス B パワー アンプは一般的なパワー アンプであり、カットオフ領域と飽和領域での動作状態が切り替わり、高効率と低歪みを実現します。{0}}ただし、動作状態がカットオフ領域にある場合は電力損失が大きいため、より大きなヒートシンクと電源電圧が必要になります。
3. クラス C パワーアンプ:クラス C パワーアンプは、動作状態が常にカットオフ領域にあり、高効率、高歪みの高効率パワーアンプです。ただし、常にカットオフ領域で動作するため、スイッチング機能を実現するには大きなインダクタとコンデンサが必要になります。
4.D級パワーアンプ：クラスDパワーアンプは一種の高効率パワーアンプであり、その動作状態は常にスイッチング状態にあり、高効率と高歪みを備えています。ただし、動作状態は常にスイッチング状態となるため、スイッチング機能を実現するにはより大きなインダクタとコンデンサが必要になります。
5. E級パワーアンプ:クラスEパワーアンプは一種の高効率パワーアンプであり、その動作状態は常にスイッチング状態にあり、高効率と低歪みを備えています。ただし、動作状態は常にスイッチング状態となるため、スイッチング機能を実現するにはより大きなインダクタとコンデンサが必要になります。
第三に、パワーアンプの動作モード
パワーアンプには次の 3 つの主な動作モードがあります。
1. シングルエンド動作モード:-シングルエンド動作モードは最も単純な種類の動作モードで、入力信号と出力信号が 1 つだけあります。このモードでは、入力信号はプリアンプによって増幅および調整され、次にパワーアンプに入力されて電力増幅され、最終的に負荷に出力されます。このモードには、シンプルさ、信頼性、低コストという利点があります。
2. プッシュ-モード:プッシュ-モードは一般的な動作モードで、2 つの入力信号と 1 つの出力信号があります。このモードでは、2 つの入力信号がプリアンプによって増幅および調整され、次にパワーアンプに入力されて電力増幅され、最終的に負荷に出力されます。このモードには、高効率、安定性、歪みが少ないという利点があります。
3. ブリッジ動作モード:ブリッジ動作モードは、4 つの入力信号と 1 つの出力信号を持つ複雑な動作モードです。このモードでは、4 つの入力信号がプリアンプによって増幅および調整され、次にパワーアンプに入力されて電力増幅され、最終的に負荷に出力されます。このモードには、高効率、安定性、歪みが少ないという利点があります。
第四に、パワーアンプの応用
パワーアンプはさまざまな分野で広く使用されており、一般的なアプリケーション シナリオをいくつか次に示します。
1. 無線通信:無線通信システムでは、離れたターゲットデバイスに送信するために送信信号の電力を増幅するためにパワーアンプが必要です。一般的に使用される無線通信規格には、GSM、CDMA、WCDMA、LTE などが含まれます。
2.オーディオ増幅:オーディオ システムでは、サウンドを再生するためにスピーカーやヘッドフォンなどのデバイスを駆動するために、オーディオ信号の電力を増幅するパワー アンプが必要です。一般的に使用されるオーディオ規格には、MP3、WAV、FLAC などが含まれます。
3. レーダーシステム:レーダー システムでは、目標物の距離、速度、位置、その他の情報を検出するために、レーダー信号の電力を増幅するパワー アンプが必要です。一般的に使用されるレーダー規格には、SAR、ISAR、INSAR などが含まれます。