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1、BTL功率放大器典型电路设计摘要:BTL功率放大器的基础是OCL电路,差分放大OCL电路有良好的温度稳定特性,对OCL的输出中点起到了良好的稳定作用。在OCL电路的基础上加以改进,用两个性能完全相同对称的OCL电路加以组合构成了桥式平衡功放电路,使得功放电路的性能如:输出的灵敏度、信号的噪声比、输出功率有了很大的改进。 关键词:BTL功率放大器TDA2030A :TN73:A:1672-3791(2011)01(c)-0070-01 功率放大器是扩音机的后级,是高保真音响设备的关键的核心部分。它的作用是对音频信号进行不失真的功率
2、放大,以足够的电功率去推动扬声器。随着电子应用技术的进步和各种元器件的变革,其电路结构形式已经发生了很大的变化,从传统的变压器耦合式推挽电路,发展为OTL、OCL、BTL以及全对称、全直流等多种形式。目前使用较多的是OCL、BTL。下面我就应用原理进行了一个简单的功率放大电路的设计。 1BTL电路的基本结构和工作原理 BTL功放电路又称桥式平衡功放电路。实质上它是两个特性对称的OCL放大器的组合,其基本电路是用一组电源供电,把两个OCL放大器的功率输出管组成桥式接法,四只功率管分别是桥的四臂,静态时,OCL电路相互对称,因而电桥处
3、于平衡状态,所以负载上无直流电流流动,从而可以不接输出电容而采用直接耦合。 动态时,输入信号由倒向电路分离,在同一时间内分别输出正负半周信号去推动这两组输出电路。BTL的最大输出功率是OCL电路的四倍,当然理论数值实际上还要考虑到管子的饱和压降,发射极电阻的损耗等。 BTL电路的电流利用率高,可在低电源电压下得到较大的输出功率。电路的输出中点。即扬声器中心始终保持零电位,因而,电冲击比其他无变压器电路要小得多。此外,由于电路的对称性,使的同相输入干扰能基本上互相抵消,把偶次谐波干扰也减到最小程度,电路的交流声和失真度极小。但是工作时流
4、过负载的电流是OTL电路的2倍,所以对电源的要求很高,要求电源的内阻rm要很小。 2几种常见的BTL电路 在BTL电路中,要求左右两路放大器的对称性要好,所以往往采用集成功放来完成。 (1)C-E分割倒相式BTL电路。 它利用VT1集电极与发射极输出信号反相的特点完成BTL电路的倒相作用。这时,E极输出阻抗小而C极输出阻抗大,应而,这种倒相电路的一致性较差。但由于后级采用了高输入阻抗的集成功率放大器,所以影响不是很大。 (2)差分放大倒相BTL电路。 它利用差分放大器作BTL的倒相电路。这是一个单端输入,双端输出的差分电路
5、。其双端输出信号反相,分别推动两路功放电路。这种电路倒相质量高,信号一致性好,电路增益较高,且噪声,相移,失真均较小。 (3)自倒相BTL电路。 由于集成功率放往往采用差分放大器作电路的输入级,因而,具有同相和反相两个输入端(一般使用同相输入端)。把地一集成功放的同相输出信号,通过电位器Rp和R分压,由C耦合至第二集成功放的反相输入端,通过Rp控制输入信号的强弱,使集成功放输出电压相等,从而构成了利用集成功放的自倒相BTL电路。这种电路结构简单,但噪声和失真稍大。 3AV-3是蚬华(SMC)环绕声功率放大器,这里主要介绍其主功放
6、电路的结构和工作原理 该机的主功放电路为了适应环绕声的五路信号输入,分别设置了五路功率放大器,根据输入信号的性质,这五路功率放大器分别称作左声道功率放大器,右声道功率放大器,中置声道功率放大器,后左环绕声道功率放大器和后右环绕声道功率放大器。这五个功率放大器分别由STK4241V和STK400-040两快厚膜功放集成电路来承担放大任务。 STK4241V功放集成电路。Stk4241V是日本三洋公司出品的双声道功率放大厚膜集成电路,它具有输出功率,失真小,性能稳定等特点,当工作电压为±66V时,每声道的输出功率为120W(8Ω负载),失
7、真度约为0.8‰。其内部结构电路,它由两个完全相同的OCL放大电路组成。其中,VT1、VT2是前置差分放大级;VT4、VT5组成镜像恒流源电路,作为前置放大级的负载VT3级成恒流源,称定前置级的工作点;VT6是推动激励级;C1、C3、C4几防自激的补偿电容;VT8、VT9和VT10、VT11组成推挽互补形成的复合功率放大级;VT7、R2、R3构成恒压限流保护电路,既给互补功放管一个稳定的偏置,又防止功放管因电流过大而损坏;VT12构成电子滤波器,使前置级和推动激励级工作更加稳定;VT13是功放电路的静噪控制管,当有静噪控制电压输入VT13
8、基极时,VT13导通,使VT12截止,电子滤波器没有电压输出,功率放大器的前置级和推动激励级不工作,电路就进入静噪状态。 STK400-040也是日本三洋公司出品的三声道功率放大厚膜集成电路
