一文解讀高壓放大器

高壓放大器的定義：

高壓放大器是一種高電壓幅度輸出的信號放大器，幅度一般可達數(shù)千伏以上，響應(yīng)帶寬可達20KHz，上升數(shù)率可達1000V/μS，失真度小于1%，分單極和雙極放大器。

高壓放大器的作用：

由于運算放大器（運放）規(guī)格不同，工程師們經(jīng)常需要選擇多個運放以滿足其電路板上每個子系統(tǒng)的需求。這會使從采購到生產(chǎn)的工作更加復(fù)雜。但是，可以選擇一個運放來滿足您的系統(tǒng)需求，這將有助于優(yōu)化定價和降低設(shè)計總成本。讓我們來看一看一個單運放如何處理三個常見的功能：電流感測、溫度感測和比較器操作。

電流感測：低側(cè)電流感測可以通過測量負載和接地之間分流電阻上的壓降來實現(xiàn)，通常在這類應(yīng)用中看到低壓（5V）放大器。然而，僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V并不意味著它只能用于高壓電源。

高壓放大器的應(yīng)用：

高壓放大器廣泛應(yīng)用于通信、信號檢測、功率驅(qū)動等領(lǐng)域，可以驅(qū)動高阻、低電容的壓電負載。一般在進行科研實驗時，必須采用高電壓、大功率來驅(qū)動所需的負載材料。信號發(fā)生器輸出電壓信號。接上負載后，即可輸出電流。輸出電流的能力取決于信號發(fā)生器輸出阻抗，例如50Ω。其次，在實際使用中，負載的阻抗不應(yīng)小于50Ω。否則，信號發(fā)生器的輸出電壓信號可能會衰減或發(fā)生故障。

ATA功率放大器、ATG功率信號源產(chǎn)品應(yīng)用于MEMS實驗、壓電陶瓷、水聲（換能器）磁性材料的磁化特性（B-H曲線）測量以及醫(yī)療領(lǐng)域（磁場生物效應(yīng)）等眾多領(lǐng)域。

壓電陶瓷PZT電容器的充放電速率決定了高壓放大器的帶寬。應(yīng)增加高壓放大器的帶寬，并顯著降低放大器的輸出電阻。PXT的正負極必須施加高達1000V的電壓才能使驅(qū)動器產(chǎn)生所需的位移，并且控制電壓的頻率可以達到數(shù)百赫茲，因此需要相應(yīng)的高電壓功率放大器。

高壓放大器核心的參數(shù)指標(biāo)：

1.帶寬：通常制造商的放大器的帶寬由正弦波定義，例如功率放大器100KHz，指的是正弦信號，它是可達到的最高頻率，而不是方波或三角波。制造商通常提供小信號或大信號帶寬，因為它們是由于諧波效應(yīng)而實現(xiàn)的?？蛻粜枰鶕?jù)自己的應(yīng)用與廠家溝通。

2.電壓：需要放大的信號的最大電壓值?？蛻敉ǔＰ枰⒁馄錅y試應(yīng)用所需的電壓是有效值Vrms還是峰峰值Vpp。制造商通常會提供峰峰值。

3.電流：功率放大器的輸出功率通常是恒定的，P=U*I，即電壓和電流與恒定功率成反比，廠家提供的電流值為通常是最大值。對于DC的最大電壓輸出，電流必須最小。

4.功率：功率是指功放的驅(qū)動能力，P=U*I。功率選擇通常與客戶期望負載的被測設(shè)備的電壓和電流有關(guān)，但如果負載是純電阻性的，則可以很容易地計算出容性負載。對于容性或感性負載，客戶應(yīng)聯(lián)系制造商的工程師，以獲得具體仿真后的確切需求。

5.通道：根據(jù)測試應(yīng)用選擇通道數(shù)。目前主流廠家是單通道或雙通道，但有的廠家可以根據(jù)用戶需要定制通道多達8個通道，保證通道同步，輸出不同的相位差信號，方便用戶使用。

6、增益：分為模擬增益和數(shù)控增益。模擬增益用電位器調(diào)節(jié)。模擬增益無法準(zhǔn)確放大，只能在外部連接示波器上讀取，這種方法正在被制造商逐步淘汰。數(shù)字增益控制，調(diào)節(jié)精度高，直觀方便，主流功放采用的增益放大方式。

7.輸入和輸出阻抗匹配：放大器通常與信號源一起使用。通常信號源有50歐的高阻抗輸出，放大器有與輸入阻抗對應(yīng)的匹配阻抗，以保證輸入端的安全。輸出阻抗匹配，有客戶驅(qū)動的各種負載。因此，制造商必須提供更靈活的匹配電阻。

8.保護：功放驅(qū)動負載，很多負載是動態(tài)變化的，對功放提出了更高的要求。通常需要電壓保護、過流保護、過熱保護和短路保護來防止功放損壞。

西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是中國領(lǐng)先的從事測量儀器研發(fā)、制造和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。公司以功率放大器、功率信號源、測量校準(zhǔn)產(chǎn)品等產(chǎn)品為核心，致力于研究相關(guān)行業(yè)的測試解決方案，為用戶提供有競爭力的測試解決方案。

審核編輯 黃昊宇