常見(jiàn)的低頻功率放大電路有甲類、乙類和甲乙類。乙類和甲乙類功率放大電路又分為變壓器耦合、 無(wú)輸出變壓器電路(OTL)和無(wú)輸出電容電路(OCL)。 本文對(duì)某款 OCL 電路進(jìn)行解讀,供學(xué)習(xí)者參考。 1. 電路組成 一款理論輸出功率為 40W 的雙通道 OCL 功率放大電路如圖 1 所示,圖中電解電容 C4 左側(cè)部分為一個(gè)通道,右側(cè)包括 C4 的部分為另一個(gè)通道。 兩個(gè)通道的電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)相同,均由輸入級(jí)、中間電壓放大級(jí)和輸出電流放大級(jí)組成,只是元器件代號(hào)不同。 圖中 C1(C4)為輸入耦合電容,起到隔離直流允許交流信號(hào)流通的功能。 Q1、Q2、R1、R2、R3、R4、R5、R6(另一通道是 Q8、Q9、R12、R13、R14、R15、R16、R17) 組成單端輸入單端輸出差動(dòng)放大電路。 Q3、R7、D1、R8、C3(Q10、R18、D2、R19、C6)組成中間電壓放大電路,承擔(dān)著功率放大電路的電壓放大功能。 Q4、Q5、Q6、Q7、R9、R10、R11 (Q11、Q12、Q13、Q14、R20、R21、R22) 組 成 功 率 輸出電路。 2、信號(hào)流向 左側(cè)通道的音頻信號(hào)流向?yàn)?/span>:信號(hào)從插座 In 的 In:與 In:腳輸入,通過(guò)電解電容 C1、電阻 R1 及 R4 加到Q1 的 Q1:[b]與 Q1:[e]兩端,經(jīng)差動(dòng)放大器放大后在電阻 R3 上輸出電壓; 再加至中間電壓放大級(jí)的 Q3:[b]與 Q3:[e]兩端,進(jìn)行倒相放大后送入互補(bǔ)輸出級(jí);VQ3c電位高于 In: 腳電位部分由復(fù)合管 Q4 和 Q6 進(jìn)行電流放大,VQ3c 電位低于 In: 腳電位部分由復(fù)合管 Q5 和 Q7進(jìn)行電流放大; 互補(bǔ)輸出級(jí)進(jìn)行電流放大的合成信號(hào)從插座 Out 的 Out:與 Out:腳,去驅(qū)動(dòng)外接的揚(yáng)聲器。 右側(cè)通道的音頻信號(hào)流向與之類似。 3、輸入級(jí) 圖 1 所示低頻功率放大器輸入級(jí)是一個(gè)單端輸入單端輸出差動(dòng)放大電路。 差動(dòng)放大電路是由兩個(gè)參數(shù)完全相同的單管電路對(duì)稱組成, 用于克服多級(jí)直接耦合放大器存在的零點(diǎn)漂移。 差動(dòng)放大電路有兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出, 根據(jù)輸入和輸出接法不同有差動(dòng)輸入雙端輸出、差動(dòng)輸入單端輸出、單端輸入雙端輸出、單端輸入單端輸出等四種,以 NPN 管為例的接法如圖 2 所示。 單端輸入、單端輸出接法的特點(diǎn)是比單管基本放大電路具有較強(qiáng)的抑制零漂能力, 而且通過(guò)輸出端的不同接法,可以得到與輸入同相關(guān)系或反相關(guān)系。 單端輸出的差動(dòng)放大電路, 其差模放大倍數(shù)是基本放大電路的放大倍數(shù)的一半。 在靜態(tài)時(shí),圖 1 中 Q1 和 Q2 管的集電極電流 Ic 由電阻 R4 和電壓-Vcc 決定,與集電極電阻 R3 的大小無(wú)關(guān),因此沒(méi)有輸出的那只晶體管 Q2 的集電極電阻就省去了。 由于電路全部采用直接耦合,環(huán)境溫度和元器件參數(shù)的任何變化都會(huì)影響輸出端(圖 1 中的 out1 和 out2)的電位。 為此,圖 1電路中施加了直流負(fù)反饋,即輸出端通過(guò)電阻 R6(R17)加至 Q2(Q9)的基極,這樣可以保證輸出端的電位為零伏。 反饋過(guò)程是:out1點(diǎn) 電 位 升 高→UbeQ2 電 壓 升 高→IeQ2 電 流 增大→UR4 電壓增大→UbeQ1 電壓降低→IcQ1 電流降低→UbeQ3 電壓降低→IcQ3 電流降低→UR7 電壓降低→UbeQ4、UbeQ6 電壓降低,UbeQ5、UbeQ7 電壓增大→out1 點(diǎn)電位降低。 反之,若 out1 點(diǎn)電位降低, 通過(guò)負(fù)反饋使 out1 點(diǎn)電位升高,從而使 out1 點(diǎn)最終穩(wěn)定在零伏。圖 1 電路中 R5 和 C2、R16 和 C5 用于減少交流負(fù)反饋量(與直流負(fù)反饋量相比),以保證所需的交流電壓放大倍數(shù)。 4、中間放大級(jí) 低頻功率放大器中間電壓放電級(jí)是一個(gè)共發(fā)射極倒相電路。 該電路工作于甲類狀態(tài), 其集電極靜態(tài)電流流過(guò)電阻 R7 和 D1(R18 和 D2) 所產(chǎn)生的電壓降為后級(jí)提供輸入偏置電壓,使后級(jí)功率放大管工作在甲乙類狀態(tài),以減小交越失真。 電容 C3 和 C6 具有相位滯后補(bǔ)償作用,以消除自激。 5、功率輸出級(jí) 在輸出功率較大時(shí),輸出管要采用中功率或大功率管。 由于較大功率的 PNP 管與PNP 管的輸入特性和輸出特性都接近比較困難,而選擇特性相同的兩個(gè) PNP 管或兩個(gè)NPN 管作輸出,則比較容易,故功率輸出級(jí)就采用復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱電路。 復(fù)合管是由兩個(gè)或兩個(gè)以上晶體管組合等效成一個(gè)新的管子,這個(gè)等效的新管子具有新的參數(shù)。 圖 1 中晶體管 Q4 和 Q6(Q11和 Q13) 復(fù)合成一個(gè)新的 NPN 管 QNPN,晶體管 Q5 和 Q7(Q12 和 Q14)復(fù)合成一個(gè)新的 PNP 管 QPNP。 圖 1 電路左側(cè)通道的功率輸出級(jí)等效如圖 3 所示。 圖 3 中忽略電阻 R9 和 R11 的分流,兩個(gè)管子復(fù)合成新管子的極性取決于復(fù)合管中的第 1 個(gè)管子的極性。若第一個(gè)管子是 PNP 型,則復(fù)合成的新管子也為 PNP 型;若第一個(gè)管子是 NPN 型,則復(fù)合成的新管子也為 NPN 型。 兩個(gè)管子組成復(fù)合管的四種接法如圖 4 所示,從圖中可以看出,兩個(gè)極性相同的管子復(fù)合后的等效管基極與發(fā)射極間電壓為兩個(gè)管子基極與發(fā)射極間電壓之和。 兩個(gè)極性相異的管子復(fù)合后的等效管基極與發(fā)射極間電壓保持第 1 個(gè)管子的基極與發(fā)射極間電壓不變。 圖 3 中等效復(fù)合管 QNPN 或 QPNP 組成共集電極電路,分別承擔(dān)信號(hào)的正、負(fù)半周的功率放大作用。 其電壓放大倍數(shù)小于 1,但很接近 1,電流放大倍數(shù)近似為兩只復(fù)合管的電流放大系數(shù)的乘積。 功率輸出級(jí)承擔(dān)著電流放大的功能。 6、電源電路 電源電路由隔離變壓器次級(jí)帶中心抽頭輸出 36V的交流電,通過(guò) D3、D4、D5、D6 組成的橋式整流器整流后,經(jīng)兩組串聯(lián)電解電容并聯(lián)濾波后供電。 兩只串聯(lián)電解電容的相互連接點(diǎn)為零電位,采用懸浮接地方式。 來(lái)源:電子報(bào) |
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