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伺服放大器如何分类

2017-12-13 15:49

伺服放大器,正常指的是电器电路板 上的那个驱动电路 “伺服控制器”和“伺服驱动器”是同一个东西. 驱动器这个说法更为专业,更不容易混淆概念. 因为与此相应的还有步进电机驱动器. 我们做这个行业的基本上不会讲“伺服控制器” 我们也会提到控制器这个说法,特指驱动器前端的控制系统,比如PLC,单片机,或者计算机的运动控制卡等等.就象你说的,所谓发脉冲给驱动器,驱动器再来驱动电机的运动. 要强调的一点是,对于伺服电机而言,并不是所有都进行位置控制的,还有速度控制的.也就是说,控制器不一定就是发脉冲给驱动器,也可以提供模拟量,甚至可以通过串行通讯来控制驱动器.
按照不同的角度,放大器可以进行不同类别的划分。放大器按信号导通角的大小,可分为A、B、C、D、AB类,本文我们将一一进行介绍。 
A类放大器  
纯甲类伺服放大器即末级放大管工作在甲类状态的放大器,也叫纯A类放大器。A类放大器在输入信号的整个周期内均有电流流过晶体管(即导通角为3600),这种放大器被称为A类放大器。A类放大器的失真很小,但其效率也低,即使在理想情况下,最高效率也只能达到50%,通常只有30%~40%0在输入信号的半个周期内有电流流过晶体管(即导通角为1800),这种放大器被称为B类放大器。由于导通角为1800,输入信号的另半个周期波形被削掉,因此失真很大。
甲类功放(A类功放)输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无信号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声。简单来说,纯甲类放大器永远工作在最大输出功率状态。
B类放大器
  由于晶体管起始导通电压值的存在及起始导通的非线性,B类放大器存在着交越失真,这在高质量的HI-FI放大领域显然是不允许的。所以,常将推挽式电路的两个晶体管均施加少量偏置,使其导通角略大于1800,可避免产生交越失真。这种电路,导通角介于A类和B类之间,称为AB类(甲乙类)放大器oAB类电路的效率要低于B类,只有60%~70%。但因其兼顾了A类与B类的优点(低失真、高效率),故目前得到了广泛的应用。
AB类放大器
  甲乙类伺服放大器即末级放大管工作在甲乙类状态的放大器。也叫AB类放大器。AB类属于传统的功放。也是大多数功放的类型。从功率上看,甲乙类的功率数值一般较大。但并不总是工作在最大输出功率的状态,尽管放大类型比起纯A类有所不如,只要经过高水平的调试和校音,甲乙类放大器也可以发出美妙动人的音色。无数HIFI厂商已经用事实证明了这点。
C类放大器
  在输入信号超过偏置点时才有电流流过晶体管(即导通角小于1800),这种放大器被称为C类(丙类)放大器C类放大器的效率更高,但其电流波形失真太大,因而不能用于Hi-Fi放大,只能用于采用高Q值调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。
D类放大器
  D类功放指的是D类音频功率放大器(有时也称为数字功放)。通过控制开关单元的ON/OFF,驱动扬声器的放大器称D类放大器。D类放大器首次提出于1958年,近些年已逐渐流行起来。与一般的线性AB类功放电路相比,D类功放有效率高、体积小等特点。
从A、B、C类伺服放大器的特性可知,影响放大器效率的主要原因是无信号时的直流功耗。工作于脉冲放大状态的D类(J类)放大器,其工作状态为开关放大,效率极高,理论上可达100%,实际上由于器件未达到理想状态,效率只能达到80%。95%,但这也是放大器中具有的最高效率。由于D类功放的效率高,无功损耗小,故散热器体积也可用的较小,变压器也不必用的那么巨大,使功放的体积、重量及成本大幅度下降,符合人们对新一代功放高效率、轻量化的追求。
D类放大器与A类和AB类放大器不同。后者接收的是模拟信号进行放大,前者则不一定。技术上是存在几种不同做法的。 既有全程数字化的“全数字放大器”(只有数字输入端子,无模拟输入端),也有半程数字的“半数字化放大器”。(带有模拟输入端子)
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与晶体管特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。
 为了保证生产率和加工质量,伺服放大器除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。

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