功率放大器的工作原理
發(fā)布時(shí)間:2011/8/31 14:38:40 訪問(wèn)次數(shù):19326
(一)40W高保真功率放大器是如何工作的?
本電路主要用于單聲道40W高保真功率放大,其核心元件為集成功率放大集成電路LM1875。
圭要技術(shù)指標(biāo)為:頻率范圍-20Hz~20kHz;負(fù)載阻抗一8Ω;輸出40W功率時(shí),失真率僅0.05%;電源電壓范圍-20~80V。
電路如圖3-37所示。工作時(shí),音頻信號(hào)經(jīng)π型衰減網(wǎng)絡(luò)R1、R2、Cl對(duì)信號(hào)篩選后,送人功率放大集成電路IC1的①腳進(jìn)行功率放大,并由IC1的④腳輸出推動(dòng)揚(yáng)聲器BL,發(fā)出40W的連續(xù)正弦波功率信號(hào)。
其中R1、R2. C1對(duì)低頻信號(hào)衰減程度大,而對(duì)聲頻信號(hào)呈低阻。電阻尺。為負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),用來(lái)穩(wěn)定輸出波形。R3、C2為低頻校正網(wǎng)絡(luò),以展寬音頻頻帶。R5、C6為高頻校正網(wǎng)絡(luò),以防止電路出現(xiàn)自激。
IC1采用的是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM1875,其外形、管腳排列及管腳功能見(jiàn)圖3-37(b)。
由于LM1875外圍元件少,制作非常容易,無(wú)須調(diào)試即可。LM1875內(nèi)具有欠壓、過(guò)壓、短路、熱失控、瞬時(shí)音響峰值保護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此在使用時(shí)電路不易損壞。
(二)60W全對(duì)稱OCL功率放大器是如何工作的? KA2804
該電路以簡(jiǎn)潔為上,它摒棄了繁瑣的補(bǔ)償、伺服等電路,以使音頻信號(hào)盡可能減小損耗,原汁原味地表現(xiàn)出來(lái)。電路的主要指標(biāo)如下。
頻率響應(yīng)范圍—-O~lOOkHz±3dB;失真度-0.05%;輸出功率-60W。
該放大器的電路如圖3-38所示。這是一全對(duì)稱OCL電路,差分輸入放大、激勵(lì)、功率放大按互補(bǔ)對(duì)稱方式連接。由于差分管的性能直接決定整個(gè)功放電路的性能,所以差分輸入級(jí)VTl、VT2采用一體化差分管2SC1583和2SA798,以提高整機(jī)的穩(wěn)定性,并保證音質(zhì)。
由差分輸入級(jí)放大后的信號(hào)經(jīng)VT3、VT4直接送入功率放大管VT5、VT6。
由于本機(jī)以簡(jiǎn)潔為宗旨,所以元器件的質(zhì)量就顯得尤為重要。電阻用1/2W高質(zhì)量的金屬膜電阻,電容使用進(jìn)口CBB電容,所有晶體管要嚴(yán)格配對(duì),配對(duì)誤差要在3%以內(nèi)。L1用ф1.Omm漆包線在ф12mm骨架上密繞10匝后而成。電路調(diào)整非常簡(jiǎn)單,焊接無(wú)誤后調(diào)整功放管VT5、VT6的靜態(tài)電流在lOOmA左右即可。如果電路中點(diǎn)電位無(wú)法控制在30mV以下,需要檢查一下晶體管的配對(duì)誤差。
三極管VT1選用2SC1583型。VT2選用2SA798型。VT3選用2SA985型。VT4選用2SC2275型。場(chǎng)效應(yīng)管VT5選用2SK134型。VT6選用2SJ49型。
(三)純直流BTL功率放大器是如何工作的?
純直流BTL功率放大器末級(jí)功率輸出使用了一致性較好的功率配對(duì)模塊,因而無(wú)需考慮配對(duì)問(wèn)題。該電路全對(duì)稱結(jié)構(gòu),平衡激勵(lì),平衡輸出,使得同相干擾基本抵消,偶次諧波失真減到了最小程度,交流聲極小。電源利用率高,功率輸出可達(dá)150w+150w。
該電路電原理圖如圖3-39所示。VT1~VT4構(gòu)成互補(bǔ)差分放大器(工作原理可參見(jiàn)后述),選擇參數(shù)一致的四個(gè)簪子,使Ib1=Ib2,Ib3=Ib4,則基極電阻R1、R2中就無(wú)直流流過(guò),從而消除了基極回路電流變化對(duì)輸出的影響。此外,互補(bǔ)差放級(jí)對(duì)輸入電壓的共模變化有良好的平衡作用,還可輸出不同相位的激勵(lì)信號(hào),為由VT5、VT6和VT9、VT10構(gòu)成的增益高、失真小的推動(dòng)電路平衡激勵(lì)功率管創(chuàng)造了條件,同時(shí)也使得BTL的功率推動(dòng)電路得以簡(jiǎn)化。功率輸出BTL電路由兩塊TD5BC10 (VT7、VT8)擔(dān)任。VT1、VT3、VT6、VT10選用2N5551型。VT2、VT4、VT5、VT9選用2N5401型。二極管VD1~VD6選用2CP6型。
該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可自行設(shè)計(jì)印制板。分別調(diào)整RP1、RP2,可使VT7、VT8靜態(tài)電流為20~50mA。該電路部分實(shí)測(cè)指標(biāo)如下:最大正弦功率--150W;頻率響應(yīng)--0~1.2MHz;失真度——≤0.01%;信噪比一一≥96dB;輸出零漂——≤0.05V。
(一)40W高保真功率放大器是如何工作的?
本電路主要用于單聲道40W高保真功率放大,其核心元件為集成功率放大集成電路LM1875。
圭要技術(shù)指標(biāo)為:頻率范圍-20Hz~20kHz;負(fù)載阻抗一8Ω;輸出40W功率時(shí),失真率僅0.05%;電源電壓范圍-20~80V。
電路如圖3-37所示。工作時(shí),音頻信號(hào)經(jīng)π型衰減網(wǎng)絡(luò)R1、R2、Cl對(duì)信號(hào)篩選后,送人功率放大集成電路IC1的①腳進(jìn)行功率放大,并由IC1的④腳輸出推動(dòng)揚(yáng)聲器BL,發(fā)出40W的連續(xù)正弦波功率信號(hào)。
其中R1、R2. C1對(duì)低頻信號(hào)衰減程度大,而對(duì)聲頻信號(hào)呈低阻。電阻尺。為負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),用來(lái)穩(wěn)定輸出波形。R3、C2為低頻校正網(wǎng)絡(luò),以展寬音頻頻帶。R5、C6為高頻校正網(wǎng)絡(luò),以防止電路出現(xiàn)自激。
IC1采用的是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM1875,其外形、管腳排列及管腳功能見(jiàn)圖3-37(b)。
由于LM1875外圍元件少,制作非常容易,無(wú)須調(diào)試即可。LM1875內(nèi)具有欠壓、過(guò)壓、短路、熱失控、瞬時(shí)音響峰值保護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此在使用時(shí)電路不易損壞。
(二)60W全對(duì)稱OCL功率放大器是如何工作的? KA2804
該電路以簡(jiǎn)潔為上,它摒棄了繁瑣的補(bǔ)償、伺服等電路,以使音頻信號(hào)盡可能減小損耗,原汁原味地表現(xiàn)出來(lái)。電路的主要指標(biāo)如下。
頻率響應(yīng)范圍—-O~lOOkHz±3dB;失真度-0.05%;輸出功率-60W。
該放大器的電路如圖3-38所示。這是一全對(duì)稱OCL電路,差分輸入放大、激勵(lì)、功率放大按互補(bǔ)對(duì)稱方式連接。由于差分管的性能直接決定整個(gè)功放電路的性能,所以差分輸入級(jí)VTl、VT2采用一體化差分管2SC1583和2SA798,以提高整機(jī)的穩(wěn)定性,并保證音質(zhì)。
由差分輸入級(jí)放大后的信號(hào)經(jīng)VT3、VT4直接送入功率放大管VT5、VT6。
由于本機(jī)以簡(jiǎn)潔為宗旨,所以元器件的質(zhì)量就顯得尤為重要。電阻用1/2W高質(zhì)量的金屬膜電阻,電容使用進(jìn)口CBB電容,所有晶體管要嚴(yán)格配對(duì),配對(duì)誤差要在3%以內(nèi)。L1用ф1.Omm漆包線在ф12mm骨架上密繞10匝后而成。電路調(diào)整非常簡(jiǎn)單,焊接無(wú)誤后調(diào)整功放管VT5、VT6的靜態(tài)電流在lOOmA左右即可。如果電路中點(diǎn)電位無(wú)法控制在30mV以下,需要檢查一下晶體管的配對(duì)誤差。
三極管VT1選用2SC1583型。VT2選用2SA798型。VT3選用2SA985型。VT4選用2SC2275型。場(chǎng)效應(yīng)管VT5選用2SK134型。VT6選用2SJ49型。
(三)純直流BTL功率放大器是如何工作的?
純直流BTL功率放大器末級(jí)功率輸出使用了一致性較好的功率配對(duì)模塊,因而無(wú)需考慮配對(duì)問(wèn)題。該電路全對(duì)稱結(jié)構(gòu),平衡激勵(lì),平衡輸出,使得同相干擾基本抵消,偶次諧波失真減到了最小程度,交流聲極小。電源利用率高,功率輸出可達(dá)150w+150w。
該電路電原理圖如圖3-39所示。VT1~VT4構(gòu)成互補(bǔ)差分放大器(工作原理可參見(jiàn)后述),選擇參數(shù)一致的四個(gè)簪子,使Ib1=Ib2,Ib3=Ib4,則基極電阻R1、R2中就無(wú)直流流過(guò),從而消除了基極回路電流變化對(duì)輸出的影響。此外,互補(bǔ)差放級(jí)對(duì)輸入電壓的共模變化有良好的平衡作用,還可輸出不同相位的激勵(lì)信號(hào),為由VT5、VT6和VT9、VT10構(gòu)成的增益高、失真小的推動(dòng)電路平衡激勵(lì)功率管創(chuàng)造了條件,同時(shí)也使得BTL的功率推動(dòng)電路得以簡(jiǎn)化。功率輸出BTL電路由兩塊TD5BC10 (VT7、VT8)擔(dān)任。VT1、VT3、VT6、VT10選用2N5551型。VT2、VT4、VT5、VT9選用2N5401型。二極管VD1~VD6選用2CP6型。
該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可自行設(shè)計(jì)印制板。分別調(diào)整RP1、RP2,可使VT7、VT8靜態(tài)電流為20~50mA。該電路部分實(shí)測(cè)指標(biāo)如下:最大正弦功率--150W;頻率響應(yīng)--0~1.2MHz;失真度——≤0.01%;信噪比一一≥96dB;輸出零漂——≤0.05V。
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