[实用新型]一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率放大器，尤其涉及一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器。

背景技术

现有的开关型(丁类)功率放大器具有很高的能量转换效率，因此在需要大功率的弱小信号放大的应用场合，是不二的选择。在设备功率的提升以及能耗要求降低的双重趋势下，设备的电能转换效率成为大功率开关型功率放大器设备设计与制造中一个越来越受到重视的指标。

开关型功率放大器可以划分为两大部分，输入信号调制，生成调制信号部分与调制信号解调生成输出信号部分。

如图1所示，输入信号在经过初步处理后，进入比较器，与载波生成器生成的载波(一般为后峰锯齿波)进行比较。具体比较标准为，如果输入信号幅度比载波幅度大，比较器输出高电平，反之，输出低电平。

在这个过程中，一般地认为，比较器能够在任何输入信号以及载波信号幅度大小发生交越时，立刻做出电平切换的动作。这意味着，两个信号中，频率比较高的那一个信号，决定了PWM的固有频率。

根据奈奎斯特取样定律，载波的频率应该至少是输入信号频率的两倍，但是在实际应用中为了取得更好的失真度，一般会采取7-10倍的过采样。

中间调制信号经过死区时间设置等一系列处理后，会输入到信号解调器中。在通过高低电平一对一放大后，含有相同信号信息的幅度被放大过的大功率PWM信号，会被输入到被动低通滤波器内。在经过此滤波器后，之前加入到信号内的高频载波信号会被尽可能多地衰减，只剩下原始的相对低频的输入信号。至此，放大过程完成。

在大功率开关型功率放大器中，理论上转换效率可以达到100％，但在实际制造与应用中，因为各个环节中的现有技术的限制，电能转化效率普遍低于85％。

未转化为目标能量的多余能量，大部分都是以热能的形式释放出来。比如主电源变压器的线圈电阻损耗，开关器件在完全开启与关闭的状态切换过程中经过的线性欧姆区域(开关损耗)，输出滤波器的漏磁，存在于各条线缆的电阻等。这些都是导致电能浪费损耗的原因。

在解调过程中，一一对应电平放大中间PWM信号的功率开关器件存在着开关损耗。如果开关次数降低，那么对应的损耗也将降低。相对的，如果(PWM)开关频率能够提升，那么相同时间内，对于输入信号的采样次数能够增加，意味着更多的输入信号的细节可以被捕捉，那么信号的失真度就可以提升。

现有技术中，载波发生器所发生的载波，也就是三角波，一般为固定频率，所以生成的PWM也是固定频率的PWM。那么在一定的输入信号频率下，只能选定一个兼顾开关损耗与失真度开关频率。但是一旦输入信号频率变大，造成失真变大，或者需要提高能效，那么这个固定的频率，将会是一个障碍。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器，包括输入信号端，所述输入信号端的输入信号与缓冲器的输入端相连，所述缓冲器的输出端与延时匹配器的输入端相连，所述延时匹配器的输出端与高速比较器的一输入端相连，所述高速比较器的输出端连接至输出信号端，所述缓冲器的输出端还与高速缓冲器的输入端相连，所述高速缓冲器的输出端与高通滤波器的输入端相并接，所述高通滤波器的输出端与高速模数转换器的输入端相连，所述高速模数转换器的输出端连接至逻辑判断器，所述逻辑判断器的输出端与频率生成器的输入端相连，所述频率生成器的输出端与三角波生成器的输入端相连，所述三角波生成器的输出端与高速比较器的另一端输入端相连。

进一步的，所述的一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器，其中，所述高通滤波器设有3个，为第一高通滤波器、第二高通滤波器和第三高通滤波器，均并接在高速缓冲器上，且三者的截止频率相异布置。

进一步的，所述的一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器，其中，所述高速模数转换器设有3个，为第一高速模数转换器、第二高速模数转换器、第三高速模数转换器，分别对应于第一高通滤波器、第二高通滤波器和第三高通滤波器。

进一步的，所述的一种适用于输入信号进行连续、实时可调的功率放大器，其中，所述第一高速模数转换器、第二高速模数转换器、第三高速模数转换器为相同的高速模数转换器。