资源描述：
《新时期音响放大器电路设计和调试探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、新时期音响放大器电路设计和调试探究【摘要】功率放大器一般采用三级结构模式，每一级电路的设计都非常重要。由于输出级的设计相对固定(如晶体管射极输出器或场效应管源极输出器)，因此，要把设计重点放在输入级和推动级上。通过采用差动放大电路、渥尔曼电路可提高功率放大器工作的稳定性，优化电路的结构，提高电路的性能指标。【关键词】功率放大器；音响放大器；电路设计1输入级的设计输入级是音频功率放大器的第一级电路，其主要作用是抑制零点漂移、稳定输出中点电压，把输入的音频信号进行低失真放大。根据输入级的作用，采用差动放大电路是目前比较好的选择。1.1差动放大电路模式由于差动放大电路能够有效地抑
2、制零点漂移，因此，在功率放大器输入级的设计中被大量采用，典型的差动放大电路。但由于VI和V2管参数的差异，使IC1,IC2不能严格对称，导致共模抑制比(CMRR)和电源抑制能力(PSRR)下降。因此，要提高差动放大电路的性能，必须对电路进行改进。具体办法是，采用镜像电流源V3,V4代替集电极电阻Rl,R2,采用恒流源代替发射极电阻R5；镜像电流源能保证两管电流对称，而恒流源的动态内阻很大，可有效地提高差动放大电路的共模抑制比（CMRR）和电源抑制能力（PSRR）。另外，V3,V4镜像电流源又作为输入级的负载，动态内阻大,对信号的分流可以忽略，有利于提高输入级的开环增益和电压
3、转换速率；经测试，开环增益可提高6dB,转换速率可提高1倍。转换速率（SR）是放大器的一个重要指标，单位是V/uso该指标越高，对信号的细节成分还原能力越强，否则会损失部分解析力。也可采用JFET结型场效应管组成差动放大输入级，对改善频率响应有明显的效果。1.2差动放大与Cascode渥尔曼电路模式虽然改进型的差动放大电路能较好地解决典型差动放大电路所存在的问题，但是，上述差动放大电路中的晶体管都是采用共射接法的。由于集电结电阻、电容it'c,Cb'c连接在晶体管的输入输出端之间，造成晶体管内部反馈，输出电压可通过rb,c,Cb'c反馈到放大电路的输入端，一方面导致放大电路
4、的高频增益下降，即电路的高频特性变差;另一方,频率越高，反馈信号的相移越大，导致放大电路在高频区的工作不够稳定。典型的渥尔曼电路，该电路的电压增益（即VI的电压增益）Av二Vo/Vi~R3/R4。由此可见，渥尔曼电路的电压增益与晶体管VI,V2的参数无关，也就避免了晶体管的发射结电容Cb'e,Cb'c和基区电阻、发射结电阻rb，b,rb，e等参数对电路频率特性的影响，从而获得良好的髙频特性，由差动放大与Cascode渥尔曼电路组成的输入级。该电路由结型场效应管和晶体三极管组成，具有良好的温度特性。2推动级的设计推动级的音频功率放大器的第二级电路，其主要作用是把输入级输出的音
5、频信号进行电压放大，以足够的电压去驱动输出级工作；推动级应工作在线性放大区，即甲类工作状态，整个功率放大器的增益主要由推动级的电压增益来决定，因此，要求推动级的电压增益、工作的稳定性要髙，频带要宽，动态范围要大，失真要小。可考虑选择以下电路模2.1共射（源）放大电路模式最简单的推动级是采用单管共射（场效应管共源）放大电路模式。该电路具有比较髙的电压增益，容易满足增益方面的要求，过去采用比较多。在中频段电压增益为AV=-3RC/rbe（空载），问题是要提高推动级的增益，就必须增大集电极电阻R6的阻值，但阻值增大，会降低推动管的动态范围，容易出现大信号非线性失真；采用镜像电流源
6、V6,V7代替推动管的集电极电阻R6,采用恒压源代替偏置电阻R7可解决上述问题。但是，采用单管共射放大电路的稳定性还是不理想。2.2差动放大电路模式针对单管共射放大电路的稳定性较差的问题，推动级可考虑选择差动放大电路(V5,V6),集电极采用镜像电流源(V7,V8)作为负载；一方面提高推动级工作的稳定性、保证有足够的电压增益，另一方面又可以提高推动级的稳定性、改善非线性失真。然而，差动放大电路中的晶体管还是属于共射接法，对频率特性的改善是限度的。可考虑选择渥尔曼电路。2.3Cascode渥尔曼电路模式渥尔曼电路的工作非常稳定，高频特性很好，较好地解决上述问题；电路原理“输入
7、级的设计”中已作出分析，这里不再重复。图4(a)、(b)中的V9,V10为输出级的电流驱动管。3输出级的设计输出级是功率放大器最后一级，主要起电流放大作用。若输出级为晶体三极管，则采用射极输出器电路模式；若输出级为场效应管，则往往采用源极输出器电路模式。为了降低输出阻抗，常采用互补推挽方式，一般上管采用NPN管(或N沟道绝缘栅场效应管)，而下管则采用PNP管(或P沟道绝缘栅场效应管)，组成全互补输出级结构。由于输出功率有限，因此适合推动效率较高的小音箱。对于大功率落地式音箱或效率较低的音箱，釆用单管互补输出级输出电
