一文解读高压放大器

高压放大器的定义：

高压放大器是一种高电压幅度输出的信号放大器，幅度一般可达数千伏以上，响应带宽可达20KHz，上升数率可达1000V/μS，失真度小于1%，分单极和双极放大器。

高压放大器的作用：

由于运算放大器（运放）规格不同，工程师们经常需要选择多个运放以满足其电路板上每个子系统的需求。这会使从采购到生产的工作更加复杂。但是，可以选择一个运放来满足您的系统需求，这将有助于优化定价和降低设计总成本。让我们来看一看一个单运放如何处理三个常见的功能：电流感测、温度感测和比较器操作。

电流感测：低侧电流感测可以通过测量负载和接地之间分流电阻上的压降来实现，通常在这类应用中看到低压（5V）放大器。然而，仅仅因为放大器的最大电源电压为36V或40V并不意味着它只能用于高压电源。

高压放大器的应用：

高压放大器广泛应用于通信、信号检测、功率驱动等领域，可以驱动高阻、低电容的压电负载。一般在进行科研实验时，必须采用高电压、大功率来驱动所需的负载材料。信号发生器输出电压信号。接上负载后，即可输出电流。输出电流的能力取决于信号发生器输出阻抗，例如50Ω。其次，在实际使用中，负载的阻抗不应小于50Ω。否则，信号发生器的输出电压信号可能会衰减或发生故障。

ATA功率放大器、ATG功率信号源产品应用于MEMS实验、压电陶瓷、水声（换能器）磁性材料的磁化特性（B-H曲线）测量以及医疗领域（磁场生物效应）等众多领域。

压电陶瓷PZT电容器的充放电速率决定了高压放大器的带宽。应增加高压放大器的带宽，并显着降低放大器的输出电阻。PXT的正负极必须施加高达1000V的电压才能使驱动器产生所需的位移，并且控制电压的频率可以达到数百赫兹，因此需要相应的高电压功率放大器。

高压放大器核心的参数指标：

1.带宽：通常制造商的放大器的带宽由正弦波定义，例如功率放大器100KHz，指的是正弦信号，它是可达到的最高频率，而不是方波或三角波。制造商通常提供小信号或大信号带宽，因为它们是由于谐波效应而实现的。客户需要根据自己的应用与厂家沟通。

2.电压：需要放大的信号的最大电压值。客户通常需要注意其测试应用所需的电压是有效值Vrms还是峰峰值Vpp。制造商通常会提供峰峰值。

3.电流：功率放大器的输出功率通常是恒定的，P=U*I，即电压和电流与恒定功率成反比，厂家提供的电流值为通常是最大值。对于DC的最大电压输出，电流必须最小。

4.功率：功率是指功放的驱动能力，P=U*I。功率选择通常与客户期望负载的被测设备的电压和电流有关，但如果负载是纯电阻性的，则可以很容易地计算出容性负载。对于容性或感性负载，客户应联系制造商的工程师，以获得具体仿真后的确切需求。

5.通道：根据测试应用选择通道数。目前主流厂家是单通道或双通道，但有的厂家可以根据用户需要定制通道多达8个通道，保证通道同步，输出不同的相位差信号，方便用户使用。

6、增益：分为模拟增益和数控增益。模拟增益用电位器调节。模拟增益无法准确放大，只能在外部连接示波器上读取，这种方法正在被制造商逐步淘汰。数字增益控制，调节精度高，直观方便，主流功放采用的增益放大方式。

7.输入和输出阻抗匹配：放大器通常与信号源一起使用。通常信号源有50欧的高阻抗输出，放大器有与输入阻抗对应的匹配阻抗，以保证输入端的安全。输出阻抗匹配，有客户驱动的各种负载。因此，制造商必须提供更灵活的匹配电阻。

8.保护：功放驱动负载，很多负载是动态变化的，对功放提出了更高的要求。通常需要电压保护、过流保护、过热保护和短路保护来防止功放损坏。

西安安泰电子科技有限公司（Aigtek）是中国领先的从事测量仪器研发、制造和销售的高新技术企业。公司以功率放大器、功率信号源、测量校准产品等产品为核心，致力于研究相关行业的测试解决方案，为用户提供有竞争力的测试解决方案。

审核编辑 黄昊宇