音頻放大器的設計

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1、第二章高保真電路的組成及基本原理2.1電路整體方案的確定音頻功率放大器的基本功能是把前級送來的聲頻信號不失真地加以放大，輸出足夠的功率去驅(qū)動負載（揚聲器）發(fā)出優(yōu)美的聲音。放大器一般包括前置放大和功率放大兩部分，前者以放大信號振幅為目的，因而又稱電壓放大器；后者的任務是放大信號功率，使其足以推動揚聲器系統(tǒng)。功率放大電路是一種能量轉(zhuǎn)換電路，要求在失真許可的范圍內(nèi)，高效地為負載提供盡可能大的功率，功放管的工作電流、電壓的變化范圍很大，那么三極管常常是工作在大信號狀態(tài)下或接近極限運用狀態(tài)，有甲類、乙類、甲乙

2、類等各種工作方式。為了提高效率，將放大電路做成推挽式電路，功放管的工作狀態(tài)設置為甲乙類，以減小交越失真。常見的音頻功放電路在連接形式上主要有雙電源互補推挽功率放大器OCL（無輸出電容）、單電源互補推挽功率放大器OTL（無輸出變壓器）、平衡（橋式）無變壓器功率放大器BTL等。由于功放管承受大電流、高電壓，因此功放管的保護問題和散熱問題也必須要重視。OCL電路由于性能比較好，所以廣泛地應用在高保真擴音設備中。本課題輸出級選用OCL功率放大器，偏置電路選用甲乙類功放電路。為了使電路簡單，信號失真小，本電路

3、選用反饋型音調(diào)控制電路。為了不影響音調(diào)控制電路，要求前置輸入阻抗比較高，輸出阻抗低，本級電路選用場效應管共源放大器和源級跟隨器組成。高保真音頻放大器組成框圖信號Ui前置放大電路音調(diào)控制電路OCL功率放大器喇叭RL2.2OCL功率放大器的原理OCL功率放大器電路通常可分成：功率輸出級、推動級和輸入級三部分。根據(jù)給定技術(shù)指標，選擇下圖所示電路功率輸出級是由四個三極管組成的復合管準互補對稱電路，可以得到較大的輸出功率。再用一些電阻來減小復合管的穿透電流，增加電路的穩(wěn)定性。前置電路用NPN型三極管組成恒壓電

4、路，保證功率輸出管有合適的初始電流，以克服交越失真。推動級采用普通共射放大電路。輸入級部分由三極管組成差動放大電路，減小電路直流漂移。2.3音調(diào)控制電路的原理常用的音調(diào)控制電路有三種：一種是衰減式RC音調(diào)控制電路，其調(diào)節(jié)范圍較寬，但容易產(chǎn)生失真；另一種是反饋型電路，其調(diào)節(jié)范圍小一些，但失真?。坏谌N是混合式音調(diào)控制電路，其電路較復雜，多用于高級電子設備中。為了使電路簡單、信號失真又小，本次設計采用反饋型音調(diào)控制電路。2.4前置放大電路的原理前置級放大電路要求輸入阻抗高，輸出阻抗低，以便不影響音調(diào)控制

5、網(wǎng)絡正常工作。為后級提供一定比的信號電壓。為此，電路選用場效應管共源放大器和場效應管源級跟隨器組成。電路輸入阻抗高，并引入電流串聯(lián)負反饋，提高了電路的穩(wěn)定性。通過選取適當?shù)碾娮?，可得到滿意的增益。第二級源極跟隨器，可以得到較小的輸出阻抗，同時其輸入阻抗高，對前級影響很小第三章高保真音頻放大器的設計3.1各級電壓放大倍數(shù)的分配根據(jù)額定輸出功率Po和RL,求出輸出電壓為UO=(UO為有效值)整機中頻電壓增益為：Aum=①前置級隊輸出的噪聲電壓影響最大，一般增益不宜太高，通常該選該級增益為：Aum1=5~

6、10（Aum1為前置級增益）對音調(diào)控制電路無中頻增益要求，一般選：Aum2=1（Aum2為音調(diào)控制電路增益）功率輸出電壓增益則可按總增益來確定，若其中頻電壓增益為Aum3，則要求：Aum1Aum2Aum3Aum33.2電源電壓的確定為了保證電路安全可靠地工作，通常使電路的最大輸出功率Pom比額定輸出Po要大一些，一般取：Pom(1.5~2)Po所以，最大輸出電壓應根據(jù)Pom來計算，為：Uom=電源電壓必須大于Uom，因為輸出電壓為最大值時，VT1和VT2已經(jīng)接近飽和?？紤]到管子的飽和壓降，以及發(fā)射極

7、電阻的壓降作用，我用下式表示電源電壓和輸出電壓最大值的關(guān)系：Uom=UccUcc=Uom②其中稱為電源利用效率，一般取：~0.8根據(jù)管子的材料、發(fā)射極電阻值和揚聲器阻抗來選定值。如果上述因素是輸出電壓降低很多時，可選低一些，反之可選高一些。3.3OCL功率放大器的設計3.3.1電路形式的選擇OCL功率放大器電路通?？煞譃椋汗β瘦敵黾墶⑼苿蛹?激勵級)和輸入級三部分。為了完成給定技術(shù)指標，本課題選用如1-1所示電路。功率輸出級是由VTI、VT2、VT3、VT4、組成的復合管準互補對稱電路，可以得到較大

8、的輸出功率。電阻R2、R3、R4和R5用來減小復合管的床頭電流，增加電路的穩(wěn)定性。偏置電路用三極管VT6組成的恒壓電路，保證功率輸出管有合適的初始電流，以克服交越失真。推動級采用VT5組成的普通共射放大電路。為了擴大輸出管的動態(tài)范圍，本級加了自舉電容C1在信號負半周期內(nèi)，通過C2反饋，可為VT4提供足夠的基流，保證VT4、VT2充分導通。圖1-1OCL功率放大電路輸出級是由VT7、VT8、VT9組成帶恒流源的差分放大電路，減小了電路直流漂移，并且深度直流負反饋，進一步