4-差动输入级(恒流源、ube倍增电路)音频功率放大器

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1、差动输入级（恒流源、Ube倍增电路）音频功率放大器葛中海采用自举电路设计的功率放大器虽然电路相对较为简单，但却存在下限工作频率截止点。引入自举电路是为了避免对信号正半波进行放大时，没有足够电流提供给互补管使用。不缺三极管使用的情况下，采用恒流源可以保证对正半波进行放大时，也有足够的电流提供给上位管。与此同时，将差动放大器也设计成由恒流源提供工作电流，可以大大提高对共模噪声的抑制比和放宽对电源电压的准确要求。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，为大家设计的第五个中功率音频功放电路。通过

2、实验制作、电路调试、交直流参数测试、计算，理解、分析与体验功放电路的工作原理、调试方法以及故障排查。图1差动输入级（恒流源、Ube倍增电路）音频功率放大器R1是输入电阻，与C1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。R2为C2提供放电通路，在系统断电后放掉C2残存的电荷。R5与C3、C4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。C3（瓷片电容）滤除高频，C4（电解电容）滤除低频（R7阻值较小，正常工作时压降忽略不计）。R6、R8、VS1与VT3组成恒流源，给差动管提供恒定的静态电流——既是电源电

3、压有较大范围的变动，该电流也基本保持不变。VS1击穿导通，压降约3.6V，R8控制稳压二极管击穿电流（大约7.5mA），使其工作于反向特性曲线陡降区，同时又能满足其安全工作要求。由于VT3发射结压降为0.6V，则R6的压降约3V，因此流过R6的电流约1mA。该电流也是VT3的发射极电流IE3，又IE3≈IC3，IC3又被VT1、VT2分流为IC1、IC2，则IC3≈IC1+IC2。VT4、VT5构成镜像恒流源，且VT4的b-c极连接，通过限流电阻R9到地。忽略二者的基极电流，若它们的UBE、β也相同，则它们的e-c极电流相等，即I

4、R9≈IC4≈IC5VT4、VT5电路结构对称，IC4≈IC5，犹如镜子内外的物像完全一样，这就是镜像恒流源名称的由来！VR1、R0与VT0构成UBE倍增电路，调节VR1可使静态时UAB=3*UBE，抵消VT7、VT8与VT9发射结死去压降，其电流调节能力、温度补偿性均优于两只开关二极管（1N4148）与可调电阻的组合运用。电阻R3、R4组成分压电路产生Vcc/2电压，加到VT1基极，建立静态偏置电压（直流Vcc/2）。若把VT1、VT2组成的差动放大电路等效成集成运放，则VT1、VT2的基极分别相当于集成运放的同相端和反相端，则

5、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。一、静态参数1．静态电压设电源为+20V，调节VR1时测量R16（或R17）压降（采用数字万用表200mV挡），使其约为5-10mV。根据欧姆定律可知，这时功率管VT9、VT10集电极静态电流约为20-40mA。这时，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。实测电位，计算有关参数：晶体管基极集电极发射极发射结压降说明VT19.96V1.295V10.6VUeb1=Ve1-Vb1=0.64V差动对管VT210.02V0Ueb2=Ve2-

6、Vb2=0.58VVT316.85V10.6V（=Ve1）17.46VUeb3=Ve3-Vb3=0.61V恒流源（实际参数R6=2.4KVS1=3.1V）VT419.39V20VUeb4=Ve4-Vb4=0.61V镜像恒流源VT519.39V11.16VUeb5=Ve5-Vb5=0.61VVT61.272V（=Vc1）9.36V653mVUbe6=Vb6-Ve6=619mV激励管VT7---619mV（直接测量）复合管NPNVT8---622mV（直接测量）复合管PNPVT9607mV（直接测量）功放管VT10598mV（直接测量

7、）VT0UAB=1.829V（实际测量时，VT0的基极不能用万用表碰触，否则整机电流很大）UBE倍增管注：由于笔者手中暂无3.6V稳压管，因此VS1用3V稳压管代换，此时R6用2.2kΩ；另外，笔者手中没有D880，用TIP41代替。1．VT1的静态电流稳压二极管VS1与电阻R8组成简单的稳压电路，则VT3的基极电位比电源低稳压二极管VS1的反向压降，则VT3、R6与VS1构成恒流源，为差动放大级VT1、VT2提供恒定的静态电流，提高对共模噪声的抑制比，同时削弱电源电压波动对差动输入级的影响。IE3=（3.6-UEB3）/R6=（

8、3.6-0.6V）V/3KΩ=1mA式中，3.6V是稳压二极管VS1的稳压值（注：笔者手中没有3.6V稳压二极管，因此用3.1V稳压二极管代替，把R6改为2.4K。IE3也约为1mA）。一般来说，希望差动管VT1、VT2均分IC3，即IC1≈IC2