用分立元件设计制作互补对称式功率放大器 2008-08-18 13:49:31 作者：未知来源：中国电子网 关键字：功率放大器运放达林顿管恒流源工作电流稳压管差动放大器电压放大集电极元件 一、功率放大器基本电路特点 互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。其中：C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要求R3C2＞1/10、（R3＋R4）Ic1＝E/2－1.2，因R4 是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。 R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。 BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic1/400＝5μA、β＝100～200，所以应选用小功率低噪声三极管。BG2和BG3是互补电流放大极，分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic2/100＝30μA、β＝100～200。在BG4、BG5使用普通大功率三级管而不是内部已经做成复合式大功率三级管的情况下，BG2与BG3需要提供给后级大功率三级管超过100mA的峰值驱动电流，因此应使用中功率三级管。BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管，静态工作电流可取在10mA～30mA，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic4/100＝0.1mA、β＝50～100。BG4和BG5的最大极限电流Imax应该比输出电流最大幅值大1倍，方能保证输出电流最大幅值时β＞10。 R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻，动态工作时的分流作用可以忽略不计。在Ube4和Ube5都等于0.6V标准参数时，由互补电流放大级的静态工作电流
典型OTL音频功率放大器组装与维修 场景描述 OTL电路的主要特点有是采用单电源供电方式, 输出端直流电位为电源电压的一半；输出端与负载之间采用大容量电容耦合,扬声器一端接地，具有恒压输出特性。 本任务流程如图3－1－1所示。 图3－1－1任务流程图 一、实训工具及器材准备 完成本次实训任务所需工具及器材见表3－1－1。 表3－1－1拆装与检修动圈式扬声器实训工具及器材准备
二、简易OTL音频功率放大器组装 （一）电路原理的熟悉 1、电路特点 本功放电路结构简单，元件易购，成本低廉，原理典型，非常适合初学者组装学习。电路包括： A.电压放大器：将输入的微小音乐信号加以放大，通常采用共射级放大，图中以VT1、VT2为核心组成的放大电路完成电压放大功能。 B.功率放大：功率放大级电路是用来提高电路的工作效率，通常共射级放大的输出电流很小，所以通过功放部分来推动喇叭。图中以VT3、VT4为核心组成的电路完成功率放大功能。 C.偏压装置：偏压装置为功率三极管提供正向偏压，使功率放大级电路工作于AB类放大状态，防止产生交越失真。图中VD5和R8为功放提供偏压，其中VD5具有负温特性，用以补偿功放管因温度升高引起电流增大。改变R8的阻值可以改变功放管的静态电流。 D.负反馈电路：利用负反馈的特性，控制整个放大电路的增益，提高电路稳定性。其中R4为放大器提供交直流负反馈，R5、C4对反馈的交流信号起分流作用，改变R4与R5的比值可以改变放大器的增益。 2、电路原理和各元件的作用 图3－1－2简易OTL功放电路原理图
音量控制：由RP电位器调节，根据串联电路的分压原理知，当旋转电位器时获取的输入电压将发生改变，从而改变了音量的大小。 第一级共射极放大器：由R1、R2、R3、R4、R5、C3、C4、VT1组成。R1、R2为VT1提供偏置电压，改变二者的比值可以改变功放输出点的电压（正常要求为电源电压的一半）。C3为输入隔直耦合电容。R3是VT1的负载电阻，VT1和VT2是直流耦合，通过C3输入的信号经VT1放大后，直接送到VT2进行放大。直流耦合就等于直接耦合，所以，信号传输没有损耗，电路工作效率很高。 C4、R4、R5组成负反馈电路，对于直流而言，C4表现出无穷大的阻抗，这可以使直流工作点非常稳定。对交流来说，C4相当于短路，R4和R5的比值决定了放大倍数。R5为零欧姆时，增益最大，灵敏度极高。我们一般可以根据实际情况在10-100欧姆中取值。 第二级共射极放大：以VT2为核心构成的放大电路。VT2是推动级放大管。输入信号经过VT1、VT2两级放大后，具备了驱动VT3、VT4（输出级）的能力。本功放电路只有三级，主要由第一二级（VT1、VT2）决定最大放大倍数，第三级（VT3、VT4）决定最大电流的驱动能力，想要电路放大倍数大，VT1、VT2要选放大倍数大的三极管，想要带负载能力强，VT3、VT4应该用大功率大电流的三极管，当然，放大倍数也不能太小。 C6是中和电容，起高频负反馈作用，该电容主要是为了减小高频的增益，当高频过强时，听起来会感觉声音尖、剌耳，当高频增益太强时，甚至出现高频寄生振荡，严重影响功放电路效率和音质。该电容一般取值在47-4700PF之间，要求不严时也可以取消。 VT3、VT4这对末级互补输出对管在工作时会发出较大的热量。改变R8可以改变VT3、VT4的工作电流，随着温度的升高，VT3、VT4的电流还会自动变大，电流变大就会更加发热，更加发热就会电流更加变大，这是一个恶性循环，所以，要求严格时，R8应该使用负温度系数的热敏电阻，并且紧挨着VT3、VT4感受温度来补偿VT3、VT4的电流变化。 R8和VD5、R6和R7、VT3的CE极三部分共同组成VT3、VT4的偏置电路，保证VT3、VT4在无信号时输出中点电压。R8和VD5千万不能开路，否则VT3、VT4会有很大的基极电流，导致VT3、VT4的集电极电流剧增，立即发热烧坏。但是，R8和VD5的分压也不能太低，否则，在小信号时会听出明显的截止失真（和交越失真相同）。这种失真只在小信号时才有明显的反应。在高档功放电路中，VD5和R8会用其它元件代替，同时还会引入温度补偿。 R6、R7主要是给VT3、VT4提供基极偏置电流。当信号正半周时，VT3基极电压会上升，R6、R7两端的电压会变小，将不能给VT3提供足够大的基极电流。由于C5自举电容的出现，信号正半周时会将C5的正极电压也“举”高，这就可以通过R7
知识就是力量青肯肯肯色書色青書■^希 第二节TTL集成门电路 培工院电子081班李红丙 【教学目标】 1.知识目标 （1）理解分立元件构成的与门、或门及非门的模拟电路构成和工作原理; （2）掌握分立元件与门、或门及非门的逻辑符号和输入输出。 2.能力目标 （1）通过电路原理的分析，让学生自己得到电路输入与输出的物理意义和数字表示的实际情况； （2）通过模拟电路的分析，培养学生电路分析，研究数字电路原理能力。 3?情感、态度与价值观 让学生观察和体验模拟电路分析，由简入繁逐步学习，学会循序渐进地学习科学知识的态度。 【教学方法】阅读法、讲授法和讨论法 【教学重点】 1、用模拟电路功能分析法，研究简单的分立元件构成门电路的逻辑功能； 2、掌握分立元件构集成的与门、或门及非门输入输出变化状态。 【教学难点】 理解整个分立元件构成的与门、或门及非门的模拟电路的结构原理，知道元器件的参数和此参数的意义。
教学阶段 & — V 通过对前面所学模拟电路的知识，告诉同学 一. 二极管构成的与门 1?二极管构成的与门电路图： 1 VCC=5V A —M ■_— 丫 B —H — A —— 教师引导 学生活动 说明 知识就星力量 2.逻辑符号: 时，Y 的不 同输出情 引入新课 们，模拟电路还可以构成数字电路，然后用 数字电路来完成集成块的设计等。下面是一一 个分立元件构成的电路 引起学生 对 本节课 的兴 趣，和 前面所学 课程构 成 对比 让学生成为 观 察者而不 仅仅 是被动 的接受 者 让学生跟 着 老师，一 起分 析电 路，得出 A 、 B 两不 同 的输入 加深学生对 TTL 与非门 的认识和理
用分立元件设计放大器教程 一、功率放大器基本电路特点 互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。 其中： C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要求R3×C2＞1/10、（R3＋R4）×Ic1＝E/2－1.2，因R4是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA 进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。 R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。
BTL功放电路的原理与应用实例 2012年11月3日星期六 集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点；而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小，特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。由于集成功率放大器具有分立元件不具有的很多优点，近年来集成功率放大器件发展很快，使用相当广泛。产品有单通道和双通道、单功放、双功放及多功放等器件。集成功放在实际应用中通常接成OCL电路，或OTL电路，接成BTL（Balanced Transformer Less，一说是Bridge Transformerless）电路却很少，而BTL电路的优点是电源利用率比前面两种电路高4倍。本文从BTL电路的结构、原理出发，分析BTL电路输入、输出信号特点，最后介绍如何用集成功率放大器件构成BTL电路。 1.1BTL电路的组成及工作原理 大家知道OCL和OTL两种功放电路的效率很高，但是他们的缺点就是电源的利用率都不高，其主要原因是在输入正弦信号时，在每半个信号周期中，电路只有一个晶体管和一个电源在工作。为了提高电源的利用率，也就是在较低电源电压的作用下，使负载获得较大的输出功率，一般采用平衡式无输出变压器电路，又称为BTL电路。电路如图1所示。 在输入信号 U i正半周时，V1，V4导通，V2，V3截止，负载电流由V CC经V1，R L，V4流到虚地端。如图1中的实线所示。 在输入信号Ui负半周时，V1，V4载止，V2，V3导通，负载电流由V CC经V2，R L，V3流到虚地端。如图1中虚线所示。可见： （1）该电路仍然为乙类推挽放大电路，利用对称互补的2个电路完成对输入信号的放大；其输出电压的幅值为：U OM≈V CC 最大输出功率为： （2）同OTL电路相比，同样是单电源供电，在V CC，R L相同条件下，BTL电路输出功率为OTL电路输出功率的4倍，即BTL电路电源利用率高；
OTL功放电路，耦合元件 一、功率放大器电路基本特点： 互补对称式OTL功率放大器基β本电路如图所示： C1为信号输入耦合元件，需注意极性应和实际电路中的电位状态保持一致。 R1和R2组成BG1的偏置电路，为BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100，Ic1为2mA计算，R1就不大于6k，故给定为5.1k,C1也相应给定为22uf，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/1-0.6）/0.6，按照32V电压值，即5.1×(32÷0.6-0.6) ÷0.6≈130，就取120K，确切的值通过实际调试使BG1集电结电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要: R3×C2＞1/10，（R3+R4）×IC1=E/2-1.2 因R4是B G1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。 按照32V的电压值和IC1为2mA计算，R3和R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω，R4给为6.8k，IC1则为1.94mA；C2因此可取为220u。 R5和D是BG2和BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取3mA-4mA；改变R5的阻值可使BG2、BG3的基极间的电压降改变，而实现其对静态工作的调整。与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。 并联在BG2和BG3基极间的C4，可使动态工作时的△UAB减小，一般取47u。 C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P —200P。 BG1起放大作用，在该电路中被称为激励级，要求:Buceo＞E, Iceo≤IC1/400=5uA、β=100～200，所以应选用小功率低噪声管。
奇声AV-757DB功放电路原理与分析 奇声A V-757DB功放电路原理与分析整机电路由系统控制、信号源选择、杜比定向逻辑解码、卡拉OK、前置、功放与保护等电路组成，如图2-63所示。 (1).系统控制电路 系统控制电路由IC501(767DB)和有关外围元件组成，如图2-64所示。 767DB是微处理器集成电路，内部结构及引脚功能(见表2-6)均与89C55基本相同。 767DB根据键矩阵电路送入的键控指令脉冲，去控制杜比环绕声解码等电路的工作，同时驱动LED显示电路显示整机的工作状态。 767DB⑦脚为复位端，外接复位电容C501。在每次开机时，+5V电压均会经C501在⑨脚产生一个高电平脉冲电压，使微处理器内部电路清零复位，进入初始化状态。 767DB⑦脚为工作模式控制端，外接控制开关K702-2，可分别选择DSP声场处理、PRO杜比定向逻辑解码、3CH三声道和2CH二声道共四种工作模式。 IC502(4094)在微处理器767DB的作用下，通过C1～C3、D1和D2的输出信号去控制杜比定向逻辑解码电路。
(2).信号源选择电路 信号源选择电路由电子开关集成电路IC001(4052)、转换开关K001和有关外围元件组成，如图2-65所示。 K001为四挡转换开关，可控制IC001⑨脚和⑩脚的电平，从而控制其内部的电子开关，分别选择ID,VCD、TAPE和TUNER四路音频信号。
(3).杜比定向逻辑解码电路 杜比定向逻辑电路由IC704(M69032P)和IC2701(YSS228)、IC702(4053)等组成，见图2-66和图2-67。 信号源选择电路选出的左、右声道音频信号分别从IC2704的(15)脚和(22)脚输人，经环绕声解码处理后的左、右声道信号分别从(32)脚和(33)脚输出，经信号直通/解码处理转换继电器J801送往前置放大电路的E端和F端。中置声道信号从(38)脚输出，经C761送往前置放大电路的C端。 解码后的环绕声道信号从IC704(39)脚输出，经IC702转换后送入IC701进行延时处理。延时处理后的环绕声信号经IC704(47)脚内部的7kHz低通滤波器滤波后从其(42)脚馈入，再经杜比B降噪电路降噪后，从(29)脚输出，经C762送往前置放大电路的D端。 IC704的(36)脚外接中置声道模式控制电路，(23)脚～(25)脚接受来自微处理器IC501的测试控制信号和IC502的调配组合转换控制信号。IC501还通过DA TA、CLK和REQ信号对IC701进行控制。 IC704(34)脚输出L+R信号，经C765、11743加至前置放大器的B端。
D类功放的原理 在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命 的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相 通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。 D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100% ，B类功放的效率为78.5% ，A类功放的效率才50%或25% （按负载方式而定）。 D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关 键的一步就是对音频信号的调制。 图1是D类功放的基本结构，可分为三个部分： 图1 D类功放基本结构
UM10155 Discrete Class D High Power Audio Amplifier UM10155：分立元件D类大功率音频功放 Keywords ：Class D Audio Amplifier, Universal Class D, UcD, PWM Audio Amplifier, High Power Audio. 关键词：D类音频放大器，全D类（UcD）, PWM功放，大功率功放 Abstract ：This user manual describes the operating instructions and the most important background information of the Philips Semiconductor Discrete Class D High Power Audio Amplifier Demonstrator Board. With proper heatsinking of the Power MOSFETs and a well dimensioned power supply, the PWM amplifier is capable of supplying 200 W of high quality audio power into a 4 ? loudspeaker. 内容摘要：本用户手册描述了飞利浦半导体分立D类高功率音频放大器演示板的操作方法和最 重要的背景资料。在适当的功率管散热器的和很好的供电情况下，这台PWM放大器能提供200 W 高质量音频输出给一个4 ?的扬声器。 1. Introduction简介 The Universal Class D (UcD) version 1.00 demonstrator board implements a 200 W true RMS (into a 4 ? load) high quality audio power amplifier on a very compact printed-circuit board. The amplifier is built-up of discrete components only, and makes use of Philips patent WO 03/090343. 这个1.0版本的全D类功放(UcD)示范板是一个在非常紧凑的PCB板上输出200 W真有效功率(4 ?负载)的高质量音频功放。 Fig 1. General view001aaf148 2. Circuit diagram电路原理图The demonstrator board is intended to illustrate the capability of Philips Power MOSFETs in discrete high-end PWM audio amplifier applications. The board is self-contained and only requires a simple (non-stabilized) dual power supply, an audio source (e.g. function generator, CD player) and a loudspeaker to demonstrate its capabilities. For evaluation at high output power a provision is made to attach an appropriate heatsink to the MOSFETs on the board. 本演示板意欲图解说明飞利浦功率MOSFET在分立高档PWM音频放大器上的应用能力。 本板自我包含了齐全的功能，只需要简单的正负电源（非稳压），加上音源和扬声器即可示范其性能。为评价在大功率下的性能，需要附上一个适当的散热片到MOSFET上。
用分立元件设计制作功率放大器 一、功率放大器基本电路特点互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。其中： C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电 位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使 BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要求R3×C2＞1/10、（R3＋R4）×Ic1＝E/2－1.2，因R4是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其
静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。 BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic1/400＝5μA、β＝100～200，所以应选用小功率低噪声三极管。BG2和BG3是互补电流放大极，分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic2/100＝30μA、β＝100～200。在BG4、BG5使用普通大功率三级管而不是内部已经做成复合式大功率三级管的情况下，BG2与BG3需要提供给后级大功率三级管超过100mA的峰值驱动电流，因此应使用中功率三级管。BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管，静态工作电流可取在10mA～30mA，要求Buceo＞E、 Iceo≤Ic4/100＝0.1mA、β＝50～100。BG4和BG5的最大极限电流Imax应该比输出电流最大幅值大1倍，方能保证输出电流最大幅值时β＞10。 R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻，动态工作时的分流作用可以忽略不计。在Ube4和Ube5都等
基于Multisim辅助设计分立元件功放电路 多媒体时代，晶体管音频放大器的功率越来越大，种类也越来越多。由于元器件的制造工艺不断提高，噪音和不稳定性也日益改善。于是人们不再停留在以前音响界盛誉的“简洁至上（Simple is the Best）”的阶段。纷纷使用大规模高复杂电路，以求实现良好的可控制性以补偿元器件本身缺陷带来的影响。但是，复杂的电路需要更复杂的电路配合与计算。本文正是借用实例，研究计算机辅助设计技术EDA（Electronic Design Automation,电子设计自动化）的应用，借助EDA技术使电路开发更快速准确。 本例采用一个标准的全对称甲乙类OCL互补推挽音频功率放大器，电路的第一级采用双互补对称差分电路，每管的静态工作电流约1mA，选用低噪声互补管2SC1815、2SA1015作差分对管，有较低的噪声和较高的动态范围。第二级电压放大采用互补推挽电路，仍然采用2SC1815、2SA1015，工作电流约5mA。两管集电极串接的发光二极管为缓冲级提供约1.6V~2.0V的偏置电压，避免末级产生交越失真。射随器缓冲驱动级由两只互补对管2SB649、2SD669构成，增设射随器缓冲驱动级是现代OCL电路的主要特点之一，它主电压放大级具有较高的负载阻抗，有稳定而较高的增益。同时它又为输出级提供较低的输出内阻，可加快对输出管结电容Cbe的充电速度改善电路的瞬态特性和频率特性。该级的工作电流也取得较大，一般为10~20mA，个别机型甚至高达100mA,与输出级的静态电流差不多，可使输出级得到充分驱动。其发射极电阻采用了悬浮接法（不接中点），可迫使该级处于完全的甲类工作状态，同时又为输出级提供了偏置电压。输出级为传统的互补OCL电路，采用了韩国KEC生产的大功率互补对管TIP41C、TIP42C对管，极限输出功率可达65w。电路使用大环路电压负反馈，电路总增益由反馈网络决定，本例设计增益为33倍。电路在Multisim11中仿真表明：电源电压±20V，输入信号1kHz100mV时，电路总谐波失真THD<0.2%。 本文通过一个OTL功放实例，说明大概使用Multisim仿真调试的步骤，但由于篇幅限制，不教大家使用Multisim，感兴趣的同学可以翻阅Multisim相关使用书籍。 一、电路搭建 我们先在Multisim搭建这个电路图的骨架。 安装好之后，先放置好元件的大概位置，然后连线。最后得到下面的电路图。
·最简单的微型扩音机 我们利用一只旧电话机中拆下的炭精送话器，以及几只常用的电子元件，即能组装一台无须调整的结构相当简单，且音质清晰洪亮的最简易微型扩音机，很有趣味。在一些小空间扩音效果相当不错。具体电路图见附图所示。 元件选择：炭晶送话器从老式旧电话机的听筒内拆下，大功率三极管采用3AD17，也可以用3ADl8。但为减少扩音时产生的噪声，三极管要求穿透电流尽可能达到最小，但管子的放大倍值越大越好，一般应在70一90以上。喇叭和输出变压器采用晶体管收音机上的即可，电源电池用6伏叠层电池，也可用充电电池和整流电源。 安装试音：将几只元件焊装在长条形印刷线路板上，找一支中号的塑料壳体的手电筒，旋下电筒头罩去掉玻璃、反光罩及小电珠，然后将碳晶送话器安装在罩子内，并焊接好送话器引线至电路板上。在电筒前端各钻3mm小孔二个，将装入微型电源钮子开关及二芯插座各一个，待全部接线连接焊好后，把电池与线路板塞入电筒内，最后旋上已装有送话器的电筒头罩盖便完成。试音时，把带有喇叭引线插头插入电筒前端插座上，开启电源开关对准送话器喇叭内便传出洪亮扩音声。(读者若有兴趣在电路中串接入音乐集成块电路，便使成为扩音、放音两用机)。在调试扩音中，若喇叭出现声音有点失真、沉闷或感觉音量不够大时。可适当调整R1的电阻值，边调边放音试听，直至音质洪亮不失真为止。 ·外围元件最少的25W功放电路TDA1521A 用高保真功放IC TDA1521A制作功放电路，具有外围元件少，不用调试，一装就响的特点。 适合自制，用于随身听功率接续，或用于改造低档电脑有源音箱。 TDA1521A采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。TDA1521A既可用正负电源供电，也可用单电源供电，电路原理分别见图1(a)、(b)（点此下载原理图）。双电源供电时，可省去两
分立元件OCL功率放大电路原理分析 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。OCL功率放大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。 (1)OCL功率放大器的结构组成 功率放大器的结构如图1所示。OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。 图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。 1)输入级：输入级主要起缓冲作用。输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和两个三极管组成的镜像恒流源。输入级采用小功率管，工作在甲类状态，静态电流较小。 2)激励级：激励级的作用是给功率输出级提供足够的激励电流及稳定的静态偏压，整个功率放大器的增益主要由这一级提供。多数功放机的激励级采用单管放大电路，也有少数机器采用差分对管放大电路。这一级常采用恒流源负载，不仅能得到较高的电源抑制特性，而且具有工作状态稳定、线性好、失真度低等优点。激励级也是用小功率管，工作在甲类状态。 另外，激励级还要为后一级（功率输出级）提供稳定的偏置电压。功率输出级的偏置电压电路有多种类型。最简单的偏置电路是由激励管的集电极负载电阻构成的，其热稳定性和稳压性都比较差；有些功放采用恒压偏置电路，即由多个二极管串联而成的稳压钳位电路，使功率输出级的偏置电压保持稳定；而更多的则是采用带温度补偿的恒压偏置电路，这种偏置电路由一个三极管和几个电阻组成。
功放电路图
功放维修图解 目前流行的功率放大器除采用集成电路功放外几乎都是用分立元件构成的OCL电路。基本电路由差动输入级、电压放大级、电流放大级（推动级）、功率输出级和保护电路组成。附图A是结构框、图B是实用电路例图，有结构简单的基本电路形式，也有增加了辅助电路和补偿电路的复杂电路形式。 本文把常见的OCL电路分解成几块，从电路的简单原理，常见的电路构成，检查时电路的识别，维修的基本方法逐个进行介绍。认识了局部电路拼出整个电路图时功放的维修就相对容易多了。C是电压分布图。电压测量是功放检修中基本方法，电压分布是以输入端到输出端为0V中轴线，越向上红色越深表示正电压越高，越向下蓝色越深表示负电压越低。图B这种全对称电路电压也正负对称，是检
修测量的主要依据。 一、差动输入级 图1是最基本的差动（差分）输入级电路，它由两个完全对称的单管放大器组合而成，两个管的基极分别是正负输入端。一个输入端作为信号输入用，另一个输入端为反向输入末端负反馈用。因其能有效地抑制输出端的零点漂移而成为OCL电路的输入门户。输入级有单差动和双差动之别，单差动电路简洁，双差动对称性好。从前级送来的信号通过一个电容和电
阻所连接的三极管就是差动输入级，相邻的同型号管子就是差动的另一 半。输入端接的是一个管的基极则是单差动，如接着两个管的基极，就是双差动。为克服电源波动对电路的影响，图2在差动放大器的发射极增加了恒流源。有的在集电极增加了镜流源如图3，保证了差动两管静态电流的一致性。图4是既有恒流源又有镜流源的高挡机采用的差动输入电路。 图5、6、7 是常见的三种恒流源电路，尤其是图6这种利用二极管箝位方式用的最多，两个二极管将三极管基极稳定在1.4V左右，在电源电压波动时，差动级的静态电流保持不变，提高了放大器的稳定性。图8、9镜流源中两个三极管基极相连，发射极电阻相同，流过两管的电流一样，像照镜子一样确保差动两个管的静态电流一致性。这两部分电路的识别方法是差动管两发射极电阻归到一点后所连接的三极管就是恒流源，它最明显的特点就是基极上接有二极管或稳
2SA2151和2SC6100设计的分立元件功放电路 2SA2151和2SC6100是新型音频放大器专用大功率对管。本文作者根据厂家提供的技术参数和自已的一些制作功放的经验用数月的时间，打造了一款非常适合家用的功放，现将电路提供如下供大家参考。 电路选择方案 笔者的听音室面积为21平方米，音箱是自制仿Ls3/5a两分频*音箱。由于有机会接触各种音响器材，经过比较决定制作一款多种音色可比较的功放。电压放大部份分别选用运算放大器形式、晶体管分立件形式、电子管式，采用开关进行切换以便比较。末级电流放大级采用0dB纯甲类无负反馈形式，电路见图1。 选用这种电路形式主要基于以下几方面考虑： 1.采用纯甲类工作形式能基本消除交越失真和开关失真，这两种失真是普通乙类功放无法克服的。 2.采用无大环路负反馈形式可以消除由环路负反馈引起的瞬态互调失真和交界面互调失真。这两种失真均为动态指标，定量测量这两种失真方法都很麻烦，所以整机商品均没有这两种失真的技术指标。瞬态互调失真对重放音质是否自然影响很大，一般平时都不太注意这个指标。交界面互调失真是由扬声器工作时音圈产生的反电动势经过环路负反馈作用到放大器输入级产生的新的动态失真。交界面互调失真严重时将使重放的声音混浊不清，所有有大环路负反馈的功放都有这个问题，只是程度不同而已。 3.0dB纯甲类无负反馈功放是没有电压增益的，对电压放大级的性能是一种考验。由于没有进入负反馈环路，谐波失真、阻尼因素等其它指标就要靠电路自身和元件质量来保证了。 元件安装与调试 一般的电流放大级均由两级组成，一级*率管将电流放大，一级为大功率管进行大电流输出。图1电路为了适应不同的电压放大级的输出电流，在电流放大级采用了达林顿结构使很小的电流都能满足输出额定功率的需要。 图1电路纯甲类输出功率为25W(8Ω负载)，静态电流1.25A，这样每只功率管的静态管耗为31.25W，4只功率管总的静态功耗为125w。 本电路制作时可用印刷电路板装配，也可采用搭焊的形式直接在散热器上装配。装配时散热器的面积应满足要求，一般选用标称200W成品机类似的散热器即可。用印刷电路板装配时恒压偏置调整管8050应紧贴在散热器上以进行温度补偿，每臂的两只*率管应背对背紧贴以保证热均衡，如搭焊则所有的晶体管均安在散热器上，供电电源直接连到大功率管C极，可调电阻应选用多圈精密可调电阻，以保证调整的准确性和安全性。 输入电容对音色的影响较大，可根据自已的喜好来选择品牌。所有的晶体管均应配对使用。装配好后即可通电调试，先调整10K可调电阻使输出端直流电压低于10mV以下。如直流电压不能调整到10mV以下，说明晶体管的配对性不好，应更换重调，调好后再进行静态电流的调整。调节5K可调电阻使大功率管射极电阻(0.22Ω/5W)两端的直流电压为275mV，此时静态电流即为1.25A，让放大器在这种状态下静置1小时再测中点直流电压和静态电流值，如不符则重调。调好后该功放就算制作完成了，选择不同的电压放大级即可工作了。 电压放大级选择与装配 图2为晶体管电压放大级，该电路选用著名的“马兰士”PM功放的前级放大器电路。当末级功放要达到25W的额定输出时，电压放大级应提供15V以上的不失真电压，原电路是做为前级放大器使用的，电压放大倍数只有8.5倍，不能满足需要，本电路中将电压放大倍数改为22倍以满足末级的需要。照图装好后调整470Ω可调电阻使D669和B649的静态电流为20 mA，使其工作在甲类状态。
组装与调试项目6 功率放大电路 第一部分：“功率放大电路”电路功能和原理简介 一、功能说明 该功率放大电路从结构上由电源板、左声道板、右声道板三块电路板组成（左、右声道电路完全相同），电源板负责供电，左、右声道板实现左、右声道信号功率放大。 二、原理简介 功放电路由电源电路、音量调控电路、音调调控电路、滤波与前级放大电路、功率放大电路组成。 1. 电源电路 从安全方面考虑，电源输入不采用电源变压器，而是从稳压源直接输入某数值的正、负直流电压，正电压由P1的1脚输入，经可调稳压模块LM317和扩流电流（Q1、R1）后得到功放电路需要的正电压值（+VCC=12V）和电流值（+I≥1.5A）。同理，负电压由P1的3脚输入，经可调稳压模块LM337和扩流电流（Q2、R5）后得到功放电路需要的负电压值（-VCC=－12V）和电流值（-I≥－1.5A）。 正、负电源从P2的1、3脚输出给功放板供电。 2．音量调控电路 该电路主要由R1、RL1、RW1、C1和C2组成，其中RL1为匹配电阻，实现输入匹配，RW1为音量调节电位器。 3．音调调控电路 该电路主要由R2、R3、R4、R5、R6、C3、C4、C5、C6、RW2和RW3组成，RW2和RW3为音调调节电位器。 4．滤波和前级放大电路 滤波电路由R7、R8、R9、R10、C7和C8组成，实现前级放大前的信号滤波。前级放大电路由NE5532及其外围元件构成，采用同相比例运算放大电路模式，实现前级信号放大。 5功率放大电路部分 功率放大电路的输入级采用差分放大电路，主要由Q1、Q2组成，输出级由两只型号相同的NPN型大功率晶体管Q6、Q7组成，而没有采用互补对称推挽电路。输出管Q7对于负载（扬声器）来说是共发射极电路，而Q6则是射极输出电路，因此是不对称放大。 三、NE5532芯片介绍 NE5532是双运放集成电路，它内部包含两组形式完全相同的运算放大器，其封装和内部结构分别如图1（a）（b）所示，其管脚说明如表1所示。 （a）封装（b内部结构 图1 NE5532封装和内部结构图 表1 NE5532管脚说明
实验一分立元件（由二极管三极管组成的）逻辑门电路 一、实验目的 1．熟悉并掌握由二极管、三极管组成的逻辑门电路。 2．掌握数字电路实验装置及示波器的使用方法。 二、实验仪器与器材 1．数字电路实验装置 2．双踪示波器 三、预习要求 1．复习二极管、三极管的开关特性。 2．了解双踪示波器的使用方法。 四、实验内容与步骤 （一）二极管与门电路 实验步骤： 1、按图-1所示连接电路 2、检查无误后，按表-1所列的真值表设置开关 K、2K的状态， 1 开关闭合表示为“0”，开关断开或发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=AB。（注： K=A，2K=B，Y代表发光二极管。下同） 1 3、根据真值表和逻辑关系式Y=AB，总结二极管与门电路的功能为“全高则高，有低则低”。
图-1 二极管与门电路 表-1 真值表 （二）二极管或门电路 实验步骤： 1、按图-2所示连接电路。 2、检查无误后，按表-2所列的真值表设置开关1K 、2K 的状态，开关闭合表示为“1”，开关断开表示为“0”，发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=A+B 。 图-2 二极管或门电路 表-2 真值表 3、根据真值表和逻辑关系式Y=A+B ，总结二极管或门电路的功能为“全低则低，有高则高”。 （三）三极管非门电路 实验步骤： 1、按图-3 所示连接电路 2、检查无误后，按表-3所列的真值表设置开关K 的状态，开关
闭合表示为“1”， 开关断开表示为“0”，发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-3中，应符合逻辑关系式Y=A 。 3、根据真值表和逻辑关系式Y=A ，总结三极管非门电路的功能相当于反相器“是低则高，是高则低”。（注：K=A ） 图-3 三极管非门电路 表-3 真值表 （四）三极管与非门电路 实验步骤： 1、按图-4所示连接电路 2、检查无误后，按表-4所列的真值表设置开关1K 、2K 的状态，开关闭合表示为“0”，开关断开或发光二极管亮表示为“1”，然后检测每次的输出端的状态填入表-1中，应符合逻辑关系式Y=AB 。 图-4 三极管与非门电路 表-4 真值表