高阻抗（复合管）输入级功率放大器.doc

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1、高输入阻抗音频功率放大器葛中海如图1所示，这是笔者为中山技师学院电子专业三年级同学，在讲授《实用音响电路》一书时，为大家设计的第一个中功率音频功放电路。在此过程中，要明确如何设置直流工作点、如何消除交越失真、如何根据散热器的大小确定末级的静态电流等。通过实验制作、电路调试、交直流参数测试、计算，分析、理解和体验高输入阻抗音频功率放大器的工作原理、调试方法以及故障排查。高阻抗信号源不适合于输入阻抗较小的放大器。因此，若要与高阻抗信号源匹配，就需要提高放大器的输入阻抗。比如，将信号输入级直接改成复合管。复合管的接

2、法有多种形成，最佳方案是采用如图1所示的接法，输入级可以把动态输入阻抗提高到10kΩ以上。图1高输入阻抗音频功率放大器（把R9改为4.7k，R10改为220）实物如图2所示。图2实物图一、工作原理1．直流通路由图1所示电路可以看出，从电源到地有5条直流通路，各支路参考静态电流也不相同，见表1。表1高输入阻抗音频功率放大器的5条直流通路支路名称支路电流所经过的主要元件电流等级偏置支路R5→RP1→R3微安级输入级Q点→R6→VT0→R41～3毫安激励级R8→R9→RP2→VD1→VD2→VT1→R10几毫安左右

3、电流放大级R13→VT4→R6→VT0→R4几毫安左右电流输出级R13→VT4→R14→VT5十几～几十毫安2．工作原理是输入电阻，与组成低通滤波电路，滤除信号源或电路板引入的杂散高频干扰。为提供放电通路，在系统断电后放掉残存的电荷。与、组成去耦电路，消除输出级电流波动引起的电压纹波对输入级的影响。（瓷片电容）滤除高频，（电解电容）滤除低频。可调电阻RP1与固定电阻分压，给晶体管VT0提供合适的静态偏置。调节RP1使输出端Q点的静态电压约为，因此，正常工作时A点比Q点高2个PN结压降，B点比输出端Q点低1个P

4、N结压降。VT2与VT4组成复合管，等效为一个NPN管，VT3与VT5组合复合管，等效为一个PNP管。若由于某种原因，致使Q点的电压升高，则将有以下自动反馈平衡过程：是激励管VT1的集电极交流负载，与电解电容构成自举电路，提高正半波的输出幅度。并联在VT2、VT3基极之间，对RP2、VD1和VD2交流旁路，可使动态工作时的减小，一般取值47μF即可。并联在VT1的B-C之间，作为高频补偿电容，消除高频相移，负反馈变成正反馈而引起的自激振荡。电路的总输出经由耦合给负载，故单电源电容耦合输出为OTL电路。正半波时

5、，耦合信号给负载；负半波时，充当电源，把存储能量释放（给负载）。与构成“茹贝尔”电路，可以消除叠加于音频信号上的高频寄生振荡。若把VT0组成的差动放大电路等效成集成运放，则其基极、发射极分别相当于集成运放的同相端和反相端，则电路的交流等效模型相当于同相比例放大器，于是系统的分析就变得简单了。从交流通路而言，是反馈电阻，是采样电阻，给的信号提供交流通路。则电压放大倍数为Au=1+（倍）二、静态参数1．静态电压设=20V，调节RP1时，测量Q点直流电位，使其约为电源电压的一半。然后调节RP2时（从零到大调节RP2

6、）用数字万用表200mV挡测量（或）电压，使其约为5～10mV。根据欧姆定律可知，这时，功率管VT4、VT5集电极静态电流约为22～45mA。此时，所有三极管发射结电压都约为0.6V左右，各个三极管都工作在放大状态。实测电压（测电流要断开路，操作起来不方便）、计算有关参数，如下表：晶体管基极（B）集电极（C）发射极（E）发射结压降说明VT08.12V992mV8.73V=-=0.61V输入管VT1同VT0集电极9.08V366mV=-=626mV激励管VT211.02V——=632mV（直接测量）复合管NPN

7、VT4同VT2发射极≈9.74V=650mV（直接测量）VT3同VT1集电极——=648mV（直接测量）复合管PNPVT5同VT3集电极0=651mV（直接测量）说明：，指VT0的E-B压降；指VT0的E极对地电位，指VT0的B极对地电位（其它类同）。2．静态工作电流（1）偏置支路的电流忽略VT0基极电压，则RP1、电流约相等。即的电流为=173（uA）（2）输入级（VT0）的电流VT0发射极电流就是反馈电阻的电流，已两端的压降为，因此，VT0发射极电流为≈505（uA）又，已测得VT0集电极电压为992mV

8、，因此VT0集电极电流为=496（uA）则，VT0基极电流为=-=505-496=9（uA）当我们忽略VT0基极电流时，则VT0发射极与集电极电流基本相等——这也是功放电路第一级的静态电流！前面在计算电阻的电流时，之所以忽略不计VT0基极电流，就是因为VT0基极电流太小了，为便于计算可以忽略不计。（3）激励级（VT1与、支路）的电流已知VT1发射极电压=366mV，则其发射极电流为=366mV/22