音頻功率放大電路
發(fā)布時(shí)間:2011/9/23 11:17:43 訪問(wèn)次數(shù):6365
1．音頻功率放大電路基本組成 MAX125CEAX
音頻功率放大電路是將微弱音頻電信號(hào)放大，使其足以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的電路。它是一個(gè)多級(jí)放大電路，一般由前置放大級(jí)、推動(dòng)級(jí)、功率放大級(jí)組成，如圖5.5所示。
前置放大級(jí)主要完成小信號(hào)放大，一般要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，頻帶寬，噪聲��；推動(dòng)級(jí)主要提供給功率級(jí)足夠大激勵(lì)信號(hào)；功率放大級(jí)主要完成音頻電信號(hào)的功率放大，決定了音頻功率放大電路的輸出功率、非線性失真系數(shù)等指標(biāo)，一般要求效率高、失真小、輸出功率大。
2．音頻功率放大電路原理
音頻功率放大電路如圖5.6所示。它采用集成運(yùn)放LM741作為前置放大級(jí)，集成功放TDA2030A作為推動(dòng)和功率放大級(jí)，供電電源為±15V。TDA2030A是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司20世紀(jì)90年代初推出的一款音頻功率放大集成電路，采用T0-220封裝，外圍元器件少，但
是性能優(yōu)異，具有頻率響應(yīng)寬和速度快等特點(diǎn)。
前置放大級(jí)由集成運(yùn)放LM741及外圍電路組成，其中R4. R5. C1組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，R1、R2、C2組成輸入電路，C2、C3力信號(hào)耦合電容，電路簡(jiǎn)單實(shí)用。
功率放大級(jí)由集成功放TDA2030組成，其中R7、R8、C5組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，C2為信號(hào)耦合電容，R6為輸入接地電阻，防止輸入開(kāi)路時(shí)引入感應(yīng)噪聲，VD1、VD2為保護(hù)二極管，R9. C6組成輸出退耦電路，防止功率放大級(jí)產(chǎn)生高頻自激，R10、C7和R11、C8是電源退耦濾波電路，該放大電路是一個(gè)典型OCL功率放大電路。
3．電路安裝和調(diào)試 MAX1595EUA33T
電路中用的較多的是電阻、電容、集成運(yùn)放、集成功放，各器件的型號(hào)參數(shù)已在圖中注明。選擇時(shí)，對(duì)于電阻應(yīng)注意其額定功率，對(duì)于電容應(yīng)注意其容量及耐壓。焊接時(shí)，應(yīng)注意各器件管腳的功能不要接錯(cuò)，特別是電解電容的極性不能接反。集成功放TDA2030緊固在散熱器上，與散熱器之間用云母片良好絕緣。
電路的調(diào)試過(guò)程一般先分級(jí)調(diào)試，最后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試和性能指標(biāo)的測(cè)試。調(diào)測(cè)時(shí)，為安全起見(jiàn)，可以用同阻值大功率的電阻器代替揚(yáng)聲器。調(diào)試又分靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試兩種。
(1)靜態(tài)調(diào)試時(shí)，將輸入端交流對(duì)地短路，用萬(wàn)用表測(cè)試電路中各點(diǎn)的直流電位，進(jìn)而判斷電路中各元器件是否正常工作。首先將前置放大級(jí)集成運(yùn)放LM741的輸入3腳對(duì)地交流短路，電路由直流穩(wěn)壓電源提供±15V電壓，用萬(wàn)用表測(cè)量LM741的輸出6腳對(duì)地電位，正常時(shí)應(yīng)在OV附近。同樣，將集成功放TDA2030的輸入1腳對(duì)地交流短路，輸出不加負(fù)載，接通電源，用萬(wàn)用表測(cè)量TDA2030的輸出4腳對(duì)地電位，正常時(shí)應(yīng)在OV咐近，而后輸出端接上8Ω/10W電阻負(fù)載，測(cè)量輸出對(duì)地電位應(yīng)為OV。上述電位都正常，說(shuō)明電路靜態(tài)工作正常，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。
(2)動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)，在音頻功率放大電路信號(hào)輸入端輸入適當(dāng)信號(hào)，用示波器觀測(cè)各級(jí)電路的輸出波形及工作情況。音頻功率放大電路由直流穩(wěn)壓電源提供±15V電壓，在輸出端接上8Ω/10W電阻負(fù)載，音量電位器RP調(diào)最大，用低頻信號(hào)發(fā)生器在音頻功率放大電路輸入端輸入lOmV的正弦信號(hào)，保持幅度值不變，將輸入正弦信號(hào)頻率由小變大從20Hz調(diào)到20kHz，用示波器分別觀察LM741的輸出6腳和TDA2030的輸出4腳的輸出波形，是否出現(xiàn)自激振蕩和波形畸變，若無(wú)說(shuō)明音頻功率放大電路性能良好。
4．電路性能指標(biāo)測(cè)試
對(duì)于音頻功率放大電路，需測(cè)試的主要性能指標(biāo)有最大不失真輸出功率、頻率響應(yīng)和輸入靈敏度、噪聲功率、非線性失真系數(shù)，各參數(shù)的測(cè)試方法如下。
(1)最大不失真輸出功率。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)最大，8Ω/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器。輸入信
號(hào)幅度由小逐漸變大，用示波器觀測(cè)輸出端波形，使輸出波形最大不失真，此時(shí)輸出電壓為
最大木失真輸出電壓Uo，用低頻毫伏表測(cè)量輸出電壓，此音頻功率放大電路最大不失真輸出
功率為：Po=U02/2RL。
(2)頻率響應(yīng)。放大器的電壓增益相對(duì)于中頻(lkHz)的電壓增益下降3dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的低音頻率f1和高音頻率f2，稱為放大器的頻率響應(yīng)。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lOmV、lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)適中，8Ω/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出電壓值Ufo，而后保持輸入信號(hào)電壓幅值lOmV不變，改變輸入信號(hào)的頻率，由低逐漸變高，測(cè)量輸出電壓對(duì)應(yīng)Ufo下降3dB的f1、f2的值。
(3)輸入靈敏度。音頻功率放大電路輸出額定功率時(shí)所需輸入電壓的有效值即為輸入靈敏度。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)到最大，8Ω/lOW的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器。輸入信號(hào)幅度由零逐漸變大，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出電壓值達(dá)到額定功率所需的電壓值，此時(shí)對(duì)應(yīng)音頻功率放大電路輸入端的電壓值，即為輸入靈敏度。
(4)噪聲功率。音頻功率放大電路輸入端交流接地，輸出端接8W/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲P，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出噪聲電壓值達(dá)到額定功率所需的電壓值UN，其噪聲功率為：PN=UN2/RL。
(5)非線性失真系數(shù)。音頻功率放大電路輸入端分別接入，由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為400Hz和lkHz的正弦信號(hào)，在額定輸出時(shí)，用BS-1型失真度儀測(cè)量輸出端非線性失真。
1．音頻功率放大電路基本組成 MAX125CEAX
音頻功率放大電路是將微弱音頻電信號(hào)放大，使其足以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的電路。它是一個(gè)多級(jí)放大電路，一般由前置放大級(jí)、推動(dòng)級(jí)、功率放大級(jí)組成，如圖5.5所示。
前置放大級(jí)主要完成小信號(hào)放大，一般要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，頻帶寬，噪聲��；推動(dòng)級(jí)主要提供給功率級(jí)足夠大激勵(lì)信號(hào)；功率放大級(jí)主要完成音頻電信號(hào)的功率放大，決定了音頻功率放大電路的輸出功率、非線性失真系數(shù)等指標(biāo)，一般要求效率高、失真小、輸出功率大。
2．音頻功率放大電路原理
音頻功率放大電路如圖5.6所示。它采用集成運(yùn)放LM741作為前置放大級(jí)，集成功放TDA2030A作為推動(dòng)和功率放大級(jí)，供電電源為±15V。TDA2030A是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司20世紀(jì)90年代初推出的一款音頻功率放大集成電路，采用T0-220封裝，外圍元器件少，但
是性能優(yōu)異，具有頻率響應(yīng)寬和速度快等特點(diǎn)。
前置放大級(jí)由集成運(yùn)放LM741及外圍電路組成，其中R4. R5. C1組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，R1、R2、C2組成輸入電路，C2、C3力信號(hào)耦合電容，電路簡(jiǎn)單實(shí)用。
功率放大級(jí)由集成功放TDA2030組成，其中R7、R8、C5組成負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，C2為信號(hào)耦合電容，R6為輸入接地電阻，防止輸入開(kāi)路時(shí)引入感應(yīng)噪聲，VD1、VD2為保護(hù)二極管，R9. C6組成輸出退耦電路，防止功率放大級(jí)產(chǎn)生高頻自激，R10、C7和R11、C8是電源退耦濾波電路，該放大電路是一個(gè)典型OCL功率放大電路。
3．電路安裝和調(diào)試 MAX1595EUA33T
電路中用的較多的是電阻、電容、集成運(yùn)放、集成功放，各器件的型號(hào)參數(shù)已在圖中注明。選擇時(shí)，對(duì)于電阻應(yīng)注意其額定功率，對(duì)于電容應(yīng)注意其容量及耐壓。焊接時(shí)，應(yīng)注意各器件管腳的功能不要接錯(cuò)，特別是電解電容的極性不能接反。集成功放TDA2030緊固在散熱器上，與散熱器之間用云母片良好絕緣。
電路的調(diào)試過(guò)程一般先分級(jí)調(diào)試，最后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試和性能指標(biāo)的測(cè)試。調(diào)測(cè)時(shí)，為安全起見(jiàn)，可以用同阻值大功率的電阻器代替揚(yáng)聲器。調(diào)試又分靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試兩種。
(1)靜態(tài)調(diào)試時(shí)，將輸入端交流對(duì)地短路，用萬(wàn)用表測(cè)試電路中各點(diǎn)的直流電位，進(jìn)而判斷電路中各元器件是否正常工作。首先將前置放大級(jí)集成運(yùn)放LM741的輸入3腳對(duì)地交流短路，電路由直流穩(wěn)壓電源提供±15V電壓，用萬(wàn)用表測(cè)量LM741的輸出6腳對(duì)地電位，正常時(shí)應(yīng)在OV附近。同樣，將集成功放TDA2030的輸入1腳對(duì)地交流短路，輸出不加負(fù)載，接通電源，用萬(wàn)用表測(cè)量TDA2030的輸出4腳對(duì)地電位，正常時(shí)應(yīng)在OV咐近，而后輸出端接上8Ω/10W電阻負(fù)載，測(cè)量輸出對(duì)地電位應(yīng)為OV。上述電位都正常，說(shuō)明電路靜態(tài)工作正常，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。
(2)動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)，在音頻功率放大電路信號(hào)輸入端輸入適當(dāng)信號(hào)，用示波器觀測(cè)各級(jí)電路的輸出波形及工作情況。音頻功率放大電路由直流穩(wěn)壓電源提供±15V電壓，在輸出端接上8Ω/10W電阻負(fù)載，音量電位器RP調(diào)最大，用低頻信號(hào)發(fā)生器在音頻功率放大電路輸入端輸入lOmV的正弦信號(hào)，保持幅度值不變，將輸入正弦信號(hào)頻率由小變大從20Hz調(diào)到20kHz，用示波器分別觀察LM741的輸出6腳和TDA2030的輸出4腳的輸出波形，是否出現(xiàn)自激振蕩和波形畸變，若無(wú)說(shuō)明音頻功率放大電路性能良好。
4．電路性能指標(biāo)測(cè)試
對(duì)于音頻功率放大電路，需測(cè)試的主要性能指標(biāo)有最大不失真輸出功率、頻率響應(yīng)和輸入靈敏度、噪聲功率、非線性失真系數(shù)，各參數(shù)的測(cè)試方法如下。
(1)最大不失真輸出功率。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)最大，8Ω/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器。輸入信
號(hào)幅度由小逐漸變大，用示波器觀測(cè)輸出端波形，使輸出波形最大不失真，此時(shí)輸出電壓為
最大木失真輸出電壓Uo，用低頻毫伏表測(cè)量輸出電壓，此音頻功率放大電路最大不失真輸出
功率為：Po=U02/2RL。
(2)頻率響應(yīng)。放大器的電壓增益相對(duì)于中頻(lkHz)的電壓增益下降3dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的低音頻率f1和高音頻率f2，稱為放大器的頻率響應(yīng)。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lOmV、lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)適中，8Ω/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出電壓值Ufo，而后保持輸入信號(hào)電壓幅值lOmV不變，改變輸入信號(hào)的頻率，由低逐漸變高，測(cè)量輸出電壓對(duì)應(yīng)Ufo下降3dB的f1、f2的值。
(3)輸入靈敏度。音頻功率放大電路輸出額定功率時(shí)所需輸入電壓的有效值即為輸入靈敏度。由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為lkHz的正弦信號(hào)，加到音頻功率放大電路的輸入端，音量電位器RP調(diào)到最大，8Ω/lOW的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲器。輸入信號(hào)幅度由零逐漸變大，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出電壓值達(dá)到額定功率所需的電壓值，此時(shí)對(duì)應(yīng)音頻功率放大電路輸入端的電壓值，即為輸入靈敏度。
(4)噪聲功率。音頻功率放大電路輸入端交流接地，輸出端接8W/10W的負(fù)載電阻代替揚(yáng)聲P，用低頻毫伏表測(cè)量電路輸出噪聲電壓值達(dá)到額定功率所需的電壓值UN，其噪聲功率為：PN=UN2/RL。
(5)非線性失真系數(shù)。音頻功率放大電路輸入端分別接入，由低頻信號(hào)發(fā)生器提供頻率為400Hz和lkHz的正弦信號(hào)，在額定輸出時(shí)，用BS-1型失真度儀測(cè)量輸出端非線性失真。
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