假如我们需要设计一款输出功率为100w的放大器,那么我们需要提供多少电压比较合适?也就是下图的+vcc和-vcc是怎么得出来的。
备注:下图仅为示意图
回答这个问题之前,我们先回顾一下基础知识:
知识点1
什么是峰峰值 vpp、单峰值vp和平均值vrms?
如上图
vpp峰峰值,表示波峰和波谷之间的幅值;
vp单峰值,它只有峰峰值的一半;
vrms有效值,表示交流信号的有效值或有效直流值,可用公式vrms= vp/ √2算出。
我们平时说的输出功率是按照平均功率来计算的,比如输出100w代表平均功率为100w。
知识点2
运放输出幅值大小由供电电压决定。
运放供电电压vcc一般为±12v或±15v直流电源,最高能提供多少电压需要查看规格书。
输入正弦信号,调整放大臂参数,便可得到放大后的输出信号。但是放大后的信号最大峰值电压vp不超过供电电压vcc,轨至轨运放可能更接近vcc的值。所以供电电压限制了输出幅值的大小。
再回头来看我们提出的问题:
假设输出功率为100w,那么我们需要提供多少电压比较合适?
以负载扬声器阻抗8ω来计算,
根据公式p=u*u/r,可算出输出电压u≈28v,这个28v是平均值。
再计算出单峰值,根据公式vrms= vp/ √2,可算出vp≈40v。
按电源效率的80%来计算,vcc*0.8=vp,可算出vcc=50v。所以至少需要输入±50v电压,输出才有100w。
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