音频功率放大器的设计
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音频功率放大器设计方案音频功率放大器是一种可以将低功率音频信号放大到较大功率的装置,用于驱动扬声器等音频设备。
设计一个音频功率放大器需要考虑众多因素,包括放大器的类型、放大电路的结构、电源的设计和保护电路等。
本文将详细介绍一个音频功率放大器的设计方案。
首先,我们需要选择适合的音频功率放大器类型。
常见的音频功率放大器类型有A类、B类、AB类、D类等。
A类功率放大器可以实现最好的音频质量,但是功率效率低,因此通常用于高要求音频品质的应用。
B类功率放大器功率效率高,但是存在较大的非线性失真。
AB类功率放大器在音频质量和功率效率之间取得了平衡。
D类功率放大器通过脉冲宽度调制技术实现高效率的功率放大,但是需要注意输出滤波电路的设计。
选择了功率放大器类型后,我们需要设计放大电路。
放大电路包括输入级、驱动级和输出级。
输入级负责将音频信号放大到适合驱动级的电平,驱动级将信号放大到足够驱动扬声器的电平,输出级将电压信号转化为电流信号驱动扬声器。
放大电路中的关键参数包括增益、带宽和失真等。
增益应根据实际需求进行设计,带宽应满足音频信号的要求,而失真应尽量降低。
接下来,我们需要设计电源。
音频功率放大器的电源是其正常工作的基础,电源的设计需要考虑稳压、低噪声和足够的电流输出能力等因素。
为了提高音频质量,我们可以考虑使用分立元件电源,避免共模噪声。
同时,应添加保护电路,如过流保护、过热保护和短路保护等,保证放大器在工作过程中的安全性和可靠性。
此外,还需要注意输入和输出接口的设计。
输入接口应该能够适应不同的音频信号源,如电视、音乐播放器等,同时应该具备常见的保护电路,如静音电路和防辐射电路。
输出接口应能够与扬声器匹配,保证音频信号的传输质量,以及具备短路保护电路,防止短路损坏扬声器。
最后,在设计方案完成后,我们需要进行模拟仿真和实际测试。
通过模拟仿真可以评估设计的性能指标,包括频率响应、相位响应和失真等。
实际测试可以验证设计方案的可行性和准确性,如测量电流、电压和功率等参数,并进行电磁兼容性和温度稳定性测试。
高保真音频功率放大器设计高保真音频功率放大器是一种能够放大电信号的设备,用于驱动扬声器或头戴耳机等音响设备。
它的设计目标是尽可能地保持输入信号的原始特性,同时输出高质量的音频信号。
本文将介绍高保真音频功率放大器的设计中的关键因素和步骤。
首先,设计一个高保真音频功率放大器的关键因素之一是选择合适的放大器拓扑结构。
通常使用AB类放大器作为高保真音频功率放大器的基本拓扑结构。
AB类放大器有两个工作状态,A类状态用于低功率操作,而B类状态用于高功率操作,这可以提供高效率和低失真的输出。
其次,使用线性化技术对放大器进行线性化处理也是关键因素之一、线性化技术的目的是减小失真并提高放大器的线性度。
常见的线性化技术包括负反馈、反噪音技术、温度补偿技术等。
负反馈是一种将输出信号与输入信号相比较的技术,通过调节放大器的增益和频率响应来减小失真。
反噪音技术通过消除输入信号中的噪音来提高放大器的信噪比。
温度补偿技术可以有效地消除温度对放大器性能的影响。
另外,选取合适的元件和电路参数也是设计高保真音频功率放大器的重要步骤之一、首先,选取合适的功率管要求其具有低失真、高带宽等特性。
其次,电源的设计也很关键。
音频功率放大器的电源设计需要保证输出信号的稳定性和供电的整洁性,以避免电源噪声对音频信号的干扰。
辅助电路、滤波器、阻抗匹配网络等也需要合理选取和设计。
最后,进行实际的电路实现和调试是设计过程的最后一步。
设计者需要通过仿真和实际测量来验证设计的性能和指标。
同时,还需要不断地调整电路参数和元件选择,以达到设计要求。
综上所述,设计高保真音频功率放大器需要考虑到拓扑结构的选择、线性化技术的应用、元件和电路参数的选取等关键因素。
通过合理设计和调试,可以实现高保真和低失真的音频放大效果。
音频功率放大器设计报告1. 引言音频功率放大器是将低功率的音频信号放大到足够大的功率级别,以驱动扬声器等音频设备的关键电子设备。
本报告旨在介绍音频功率放大器的设计过程,并提供一种逐步思考的方法。
2. 设计目标在开始设计之前,我们需要明确设计目标。
在本次设计中,我们的目标是设计一个能够提供高质量音频输出的功率放大器。
我们希望该放大器具有以下特性: -广泛的频率响应范围 - 低失真和噪声水平 - 高功率输出能力 - 能够适应不同的音频输入源3. 设计步骤3.1. 选择放大器类型第一步是选择适合我们设计目标的放大器类型。
在音频功率放大器中,常见的类型包括A类、AB类、D类等。
我们需要根据设计要求和应用场景选择最合适的放大器类型。
3.2. 确定放大器的工作参数在设计中,我们需要确定放大器的工作参数,包括输入电阻、输出功率、供电电压等。
这些参数将指导我们在后续步骤中进行元件选择和电路设计。
3.3. 元件选择根据放大器类型和工作参数,我们需要选择合适的元件来构建电路。
包括选择适当的功率晶体管、电容、电阻等元件。
我们需要根据元件的参数和特性曲线进行选择,以满足设计要求。
3.4. 电路设计在进行电路设计时,我们需要根据选定的放大器类型和元件进行电路拓扑设计。
这包括放大器的输入阶、放大阶和输出阶等。
我们需要考虑电路的稳定性、能效和音频性能等方面。
3.5. 仿真和优化在设计完成后,我们可以使用电路仿真软件对设计进行验证和优化。
通过仿真,我们可以评估放大器的频率响应、失真水平和功率输出等性能,并进行必要的调整和优化。
3.6. 原型制作和测试在完成仿真和优化后,我们可以制作放大器的原型并进行测试。
通过测试,我们可以验证设计的性能是否符合预期,并进行必要的调整和改进。
4. 结论本报告介绍了音频功率放大器的设计过程,并提供了一种逐步思考的方法。
通过明确设计目标、选择合适的放大器类型、进行元件选择、进行电路设计、进行仿真和优化,最后进行原型制作和测试,我们可以设计出具有高质量音频输出的功率放大器。
LM1036音频功率放大器的设计
LM1036音频功率放大器是一种集成电路,适用于汽车音响、家用音
响等音频放大器设计。
它具有调音功能,可以通过调节音量、低音、高音
等参数来实现音频效果的调节。
在设计音频功率放大器时,需要考虑电路
的稳定性、音质、功率输出等因素。
下面我将介绍LM1036音频功率放大
器的设计步骤。
首先,确定设计要求。
在设计音频功率放大器时,需要确定输入电压、输出功率、失真度等参数。
根据设计要求选择LM1036作为音频放大器的
芯片。
其次,设计电路图。
根据LM1036的数据手册,设计音频放大器的电
路图。
电路图主要包括LM1036芯片、输入输出接口、电源接口、音量控
制接口等部分。
在设计电路图时,需要考虑电路的稳定性和抗干扰能力。
接着,制作PCB板。
根据电路图设计PCB板,布线和焊接电路元件。
在制作PCB板时,要留意布线的合理性和元件的连接正确性。
确保电路的
连接正确,没有短路或断路。
然后,调试电路。
制作好PCB板后,进行电路的调试。
连接电源并测
试音频输入输出接口,调节音量、低音、高音等参数。
在调试电路时,可
以通过示波器等仪器来监测输出波形,调节参数,使输出波形符合设计要求。
最后,测试音频效果。
经过电路调试后,进行音频效果的测试。
播放
不同音频文件,测试音频效果的清晰度、音质等参数。
根据测试结果调整
参数,达到最佳音频效果。
音频功率放大器的设计
一、音频功率放大器
1、定义
音频功率放大器(PA)是一种用于提高音频设备输出功率的设备,以增加音频系统的响度。
它可以将低功率信号变成足够大的信号,能够推动音箱或拓展环境的响度。
通过调整音频功率放大器的参数,可以改变音频系统的响度和声学特性。
2、类型
音频功率放大器可以分为两类:模拟功率放大器和数字功率放大器。
模拟功率放大器是一种传统的音频放大器,它主要用于推动音箱。
数字功率放大器是一种现代化的音频放大器,它使用数字信号处理技术,能够提供更高的响度和更低的热损耗。
3、设计
(1)模拟功率放大器
模拟功率放大器的设计原理基于晶体管效应放大器(CEA)。
CEA可以将低功率的输入信号放大,使其达到足够大的功率,从而推动音箱。
CEA的典型设计利用晶体管的互补对称原理,使用NPN型和PNP型晶体管组合,来提高其响应时间和低频性能,并能够有效抑制回音和失真。
(2)数字功率放大器
数字功率放大器的设计利用数字信号处理(DSP)技术,以获得更高的响度和更低的热损耗。
它采用噪声抑制技术,可以减少噪声干扰,从而提高声音质量。
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计OCL(开环放大器)音频功率放大器(Power Amplifiers,简称PA)在众多影音系统中具有重要作用,它可以将信号从入口功率放大到输出功率,提供音频设备更大的输出能力。
本文针对OCL音频功率放大器的设计,构成了一套有效的设计方案,以满足多种应用需求。
首先,将放大器分成三个部分,即核心部分、驱动部分和外部部分。
其中,核心部分是使模拟电路正常工作的关键部件,它包括电源模块、放大电路模块和调节模块。
核心部分有效地实现了放大器发挥功能的基本规则,如输入输出参数的设计,过电流、热保护以及通信信号的设计要求。
接着,是放大器的驱动部分,它的电路设计和实现是实现放大器功率放大功能的关键。
其中包括低频网络电路、高频网络电路、振荡网络电路以及功率放大器电路。
驱动部分使用了先进的电子元件,实现了信号功率放大、音质优化和阻抗调整的功能,以便根据不同的工作环境实现平滑的音频效果。
最后,放大器的外部部分,其设计主要包括声音控制、连接端口以及控制按钮等与用户接口相关的内容。
这些设计可以实时调整和监控放大器的工作参数,使用者可以更轻松地使用和控制设备。
通过以上三个部分,完成了OCL音频功率放大器的基本设计方案,并通过实验确认了其输入电平、输出电平、负载阻抗、线性度、信噪比等主要性能指标,以及高。
质量的音频失真和优良的视听效果,达到了实用的应用效果。
本文的研究主要针对OCL音频功率放大器,分析了全面覆盖其主要工作特性的设计要素,并给出了实用的设计思路,以及实验精度调节等具体实现技术,有效解决了放大器在实际应用中的质量问题。
音频功率放大器设计报告1. 简介音频功率放大器是一种用于放大音频信号的电子设备,通常用于音响系统、电视和无线电等设备中。
本报告介绍了一个音频功率放大器的设计过程和实现。
2. 设计目标本次设计的目标是实现一个功率放大器,能够放大音频信号并输出高质量的声音。
以下是设计要求:- 输入电压范围:0.2 V - 2 V- 输出功率范围:10 W - 50 W- 频率响应范围:20 Hz - 20 kHz- 输出失真率低于1%3. 设计步骤3.1 选择放大器类型根据设计目标,我们选择了类AB功率放大器作为设计方案。
该放大器能够提供高质量的放大效果,并且具有较低的失真率。
3.2 电路设计经过电路设计和计算,我们决定使用以下主要元件:- BJT(双极型晶体管):NPN型三极管- 电容和电感:用于构建频率响应滤波器- 可调电阻:用于调节放大器的增益和偏置- 电源电路:用于提供适当的电压3.3 PCB设计为了实现电路的稳定性和可靠性,我们进行了PCB(Printed Circuit Board)设计。
通过将元件布局在PCB上并进行连接,可以减少干扰和噪声。
3.4 元器件选择根据设计需求和可靠性要求,我们选择了适当的元器件进行组装。
在选择元器件时,我们重点考虑了其性能指标、价格和供应情况。
3.5 调试和测试完成电路装配后,我们进行了调试和测试。
通过连接音频信号源、功率负载和测试仪器,可以确保放大器能够正常工作,并且满足设计要求。
4. 结果和讨论经过测试,该音频功率放大器满足了设计要求,并且具有很好的音质和稳定性。
其输出功率范围为10 W至50 W,输入电压范围为0.2 V至2 V,频率响应范围为20 Hz至20 kHz。
失真率低于1%,音质清晰、饱满。
5. 总结在本次设计过程中,我们成功实现了一个高性能的音频功率放大器。
通过选择合适的放大器类型、进行电路设计和PCB设计、选择优质的元器件以及进行严格的调试和测试,我们达到了设计要求。
OTL—音频功率放大器一、设计任务与要求1.设音频信号为vi=10mV, 频率f=1KHz;2.额定输出功率Po≥2W;3.负载阻抗RL=8Ω;4.失真度γ≤3%;5.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源二、设计思路:1.功率放大器的作用是给负载RL 提供一定的输出功率,当RL 一定时,希望输出功率尽可能大,输出信号的非线性失真可能小,且效率尽可能高。
由于OTL 电路采用直接耦合方式,为了保证电路工作稳定,必须采取有效措施抑制零点漂移。
为了获得足够大的输出功率驱动负载工作,故需要有足够高的电压放大倍数。
因此,性能良好的OTL 功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。
2. OTL 功放各级的作用和电路结构特征1) 输入级:主要作用是抑制零点漂移,保证电路工作稳定,同时对前级(音调控制级)送来的信号作低失真,低噪声放大。
为此,采用带恒流源的,由复合管组成的差模放大电路,且设置的静态偏置电流较小。
2) 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数,以及为输出级提供足够大的驱动电流,为此,可采用带集电极有源负载的共射放大电路,其静态偏置电流比输入级大。
3) 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率,可采用由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。
此外,还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路,为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路,以及过流保护电路等。
电路设计时,各级应设置合适的静态工作点,在组装完毕后须进行静态和动态测试,在小型不失真的情况下,使输出功率最大。
动态测试时,要注意消振和接好保险丝,以防损坏元器件。
三、1 直流电源部分(1)变压:用变压器(220~15 的变压器)将交流220 变为副边电压U2=15v,(2)整流部分:用桥式整流法对交流进行整流,(用1N4007 二极管)整流后电压为Uo1=0.9U2=13.5V(3)滤波部分:用大电容(4700uf 的电解电容),因为设计中要求输出正负12V 所以要用两个大电容,滤波之后电压为Uo2=1.2U2=18V (4)稳压:分别用LM7812 和LM7912 进行稳压,将电压稳定在正负12V,要注意对稳压块的保护,所以安装保护二极管,最后的输出部分应装发光二极管,观察电路是否导通。
音频功率放大器设计一、设计任务设计一个实用的音频功率放大器。
在输入正弦波幅度≤5mV,负载电阻等于8Ω的条件下,音频功率放大器满足如下要求:1、最大输出不失真功率P OM≥8W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高音10kHz处有±12dB的调节范围。
二、设计方案分析根据设计课题的要求,该音频功率放大器可由图所示框图实现。
下面主要介绍各部分电路的特点及要求。
图1 音频功率放大器组成框图1、前置放大器音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器。
声音源的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。
一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。
所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。
对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。
对于话筒和线路输入信号,一般只需将输入信号进行放大和衰减,不需要进行频率均衡。
前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配;二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
音频功率放大器的设计学生:曾明指导老师:王寿槐(三峡大学成教学院)摘要:本文介绍了音频功率放大器构成、功能、及工作原理,音频放大器基本电路和设计,在prote99SE的基础上对电路进行分析和PCB的制作。
关键词:LM1875 功率芯片音频功率放大器 PCB前言高保真功率放大技术的发展,使整个音频功率放大技术领域发生了巨大的变化。
现代人对听觉水平要求越来越高,所以对音响的音质真实性要求越来越多,高保真音频功率放大技术克服了这个缺点,它能够如实的反映出声音信号的音色,音高和音强等音质状况本来面貌的能力,同时对声音信号进行必要的修饰和加工,因此,我们这次的研究对象是高保真功率音质放大技术,本文主要介绍LM1875音频放大器的设计,它在音频应用场合提供非常低的失真度和高质量的音色,还具有了高增益、快速转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。
系统采用大回环电压负反馈控制输出,配以普通双路桥式整流滤波电路,放大器采用内部补偿,增益控制在26dB左右。
它可用与高品质音频系统、立体声唱机等等。
1音频功率放大器简介在现代音响普及中,人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同,令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。
所以,就高保真度功放而言,应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至于思想认识上都取得了长足的进步。
1.1早期的晶体管功放半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。
自从有了晶体管,人们就开始用它制造功率放大器。
早期的放大器几乎全用锗管来制作,但由于锗管工艺上的一些原因,使得放大器中所用的晶体管,尤其是功放管性能指标不易做得很高,例如,共发射极截止频率fh的典型值为4kHz,大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。
这样,放大器的频率响应也就很狭窄,其3dB截止频率通常在10kHz左右,大大影响了音乐中高频信号的重现。
再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约,制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子,所以不得不采用变压器耦合输出。
变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难,谐波失真得不到充分的抑制,因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。
“还是胆机规声”,这种看法的确事出有因。
1.2晶体管功放的发展和互调失真随着半导体工艺的逐渐成熟,大电流、高耐压的晶体管品种日益增加,越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的OCL电路或OTL电路。
最初的大功率PNP管是锗管,而NPN管是硅管,两者的特性差别非常显著,电路的对称性很差,人们更多采用的是(图二)所示的准互补电路,通过小功率硅管 Q1与一只大功率的 NPN硅管 Q2复合,得到一只极性与PNP管类似的大功率管,降低了电路因对称性差而招至的失真。
到了六十年代末,大功率的PNP硅管商品化的时候,互补对称电路才得到广泛的应用。
元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃,在主观音质评价方面,也改变了过去人们对晶体管功放的看法,无论是在厅堂扩音、电台节目制作还是家庭重放,晶体管功放都被大量地采用,首次在数量上以压倒性的优势超过了电子管功放。
在商品化的晶体管扩音机中,相继出现了一些璀璨夺目的名机,如JBL的SA600,Marantz互补对称电路MOdel15等等。
尽管电子管的拥护者仍大量存在,人们毕竟能够比较公正地看待晶体管放大器了,认为晶体管机频响宽阔,层次细腻,与电子管机比较起来有一种独特的舱力,而不是简单的谁取代谁的问题。
瞬态互调失真的提出是认识上的一次飞跃。
七十年代,功率放大器的发展史中出现了一件最引人注目的事情,这就是瞬态互调失真(Transient lntermodulation)及其测量方法的提出。
1963年,芬兰Helvar工厂的一名工程师在制作一台晶体管扩音机时,由于接线失误,使电路的负反馈量减少了,后来却意外地发现负反馈量减少后的音质非常好,客观技术指标较差,而更正错误以后的线路尽管技术指标提高了,音质反而比误接时明显下降。
这一现象引起了当时同一工厂的Mr.Otala的重视,之后,他对此进行了悉心研究,于1970年首先发表了关于晶体管功率放大器瞬态互调失真(TIM)的论文。
至1971年,Otala博士及其研究小组就TIM失真理论发表的论文已经超过20篇,引起了电声界准互补电路人士的广泛反响。
瞬态互调失真的大意是这样的:在直接耦合的晶体管放大电路中,为了得到很小的谐波失真度和宽阔平坦的频率响应,通常对整体电路施加深达40dB-60dB 的负反馈,倘若在加负反馈前放大器的开环失真为10%,那么加上40dB的负反馈后,失真即可降低至0.1%,这是电子管功效难以做到的。
晶体管功放由于要施加40dB-60dB的负反馈,所以对一台增益要求为26dB的放大器,它的开环增益就要达到66、86dB。
如此高的增益之下引入深度负反馈,电路势必会产生自激振荡,因而需要进行相位补偿,一般是在推动级晶体管的集电极——基极之间接一个小电容C,破坏自激振荡的相位条件,形成所谓“滞后补偿”。
当放大器输入端输入持续时间非常短的过渡性脉冲时,由于电容C需要充电时间,所以推动管集电极电压要经过一段时间延迟方能达到最大值,见(图四)。
显然,在电容C充放电期间,输出电压V。
将达不到应有的电压值,输入级也不可能得到应有的反馈电压Vf,因而,在过渡脉冲通过输入级的瞬间,输入级将处于负.反馈失控状态,致使输入级严重过载,输出将严重削波(图三a点),引起过渡脉冲瞬时失真(图五)。
如果过渡脉冲波形上还叠加有正弦信号,输出端还会得到很多输入信号频谱不存在的互调频率成份,这就是TIM失真。
TIM失真和音乐信号也有密切关系,音量大、频率高的节目信号容易诱发TIM 失真。
严重的TIM失真反映在听感上类似高频交选失真,而较弱的TIM失真给人以“金属声”的不快感觉,导致音质劣化。
至今,音响界对于TIM失真都还有争议,但这毕竟是人们认识的深化,它使后来放大器的设计思想发生了根本性的变化,即更加注重放大器的动态性能而不是仅仅满足于静态技术指标的提高。
1.3功放输入级——差动与共射-共基对称和平衡是电路发展的方向对称和平衡也许是世上事物完美的标志之一。
音乐讲究各声部之间的乎衡与统一,美术以色彩搭配均衡、和谐为美,在服装设计中,常常采取看似不对称的设计,其实质也是为了取得视觉上的均衡。
上面所说的都是艺术,对称和平衡给人一种安定、完美的感觉。
有意思的是,在功率放大器中,对称和平衡也有类似的效果。
最初采用对称设计的例子要算互补对称电路了,一上一下的两只异极性晶体管作推挽输出,不仅可以免除笨重的输出变压器,而且电路的偶次谐波失真在推挽的过程中被抵消了,保真度有了很大提高。
稍后,人们从运算放大器的设计中得到启迪,将左右对称的差动式电路用于功率放木器的输入级,电路的稳定性和线性都得到改善,这时的电路结构如(图六)所示,这一结构直至今天都还有人采用。
如果以现代的眼光来审评,这一电路是显得过时了一点。
电路的主要缺陷在于电压推动级,因为Q1承担了提供电压增益的主要任务,必然是开环失真很大,频带狭窄。
此(图六)典型的OCL放大器外,单管放大的过载能力也很差,这一系列的缺点是不利于电路的动态性能的。
围绕着改进电压推动级的性能,人们相继提出了多种结构,共射——共基电路就是一个典型的例子。
共射—共基电路又叫“猩尔曼”电路,它原先是高频电路中广为采用的结构,但用于音频电路中同样可以发挥出色的性能。
首先是它的宽频响,由于共基放大管Qs非常低的输入阻抗,使Q丧失了电压增益,弥勒效应的影响就非常微弱。
宽频响的推动级拉开了与输入级极点的距离,相位补偿变得很容易,而且电容C的容量可以大大减小,这对于改善TIM失真是很有利的。
第二个优点是电路的高度线性,共基极电路的输出特性也可以清楚地显示出这一点,有人作过测试,共射--共基电路的失真度比单管共射电路要低一个数量级。
依然是一种不平衡的设计,这一限制来源于输入级。
如果把输入级变动一下,从互补推挽的Q,和Qg 的集电极输出信号,那么电压推动级就可以在(图7)的基础上再增加一组NPN 管构成的共射一共基电路,做到推挽输出,这时电路也就非常对称平衡了,几乎达到了完美的程度。
当今许多最先进的功率放大器采用的也是这种电路结构。
(图八)是另一种电压推动级的形式,其输入信号来自图六中的Ql和Qs,当然此时Qz必须加上集电极负载电阻。
电压推动级也采用对称的差动放大,这不仅可以改善输入级的平衡性,提高放大能力和共模抑制比,而且同样可以降低推动级的失真,因为差动式放大电路当输入在一定的范围内时具有线性的传输特性,有的电路还在Qn、Qz的发射极串人负反馈反阻,更加扩大了线性范围。
Q2和Qd构成镜像电流源,把Q,的集电极电流转移到Qz上,所以尽管是单端输出,电流推动能力却比原来增大了一倍。
PIONEER的M22K功率放大器就是采用的这种电路结构,取得了非常好的效果。
对称和平衡不仅体现在电路的结构上,还表现于元器件的参数上。
差动电路是集成运放中广泛采用的结构,其性能是建立在两只差分管 Hrs和 Vss 精确匹配的基础之上。
同样,推挽电路中,如果两只异极性的晶体管特性不一致时,对波形的两个半周就不能做到一视同仁地放大,这将增力D电路的失真度。
随着节目源的变化,音乐中包含大量瞬变、高能量的成份,要完美地重现这些细节,就要求放大器具有良好的动态响应,对晶体管配对的要求就不仅是静态的 HrR和 VBE匹配,而且在动态时也要高度匹配,这无疑对元器件参数的平衡提出了更苛刻的要求。
幸运的是,半导体技术的进步为我们提供了这种可能,各种各样的差分对管、晶体管阵列陈出不穷,单个的晶体管一致性也得到较大提高。
正是这些优质的元器件,让对称电路设计的优点得以充分体现,今天看到一台全无负反馈的电路也不会觉得惊讶,因为已经有足够好的开环性能了,又何必为了几个仪器上的数据去牺牲放大电路的动态响应呢?1.4放大器的电源与甲类放大器极端重视电源的现代放大器“放大器不过是电源的调制器”,这句话道出了放大的实质。
既然如此,又有什么理由不引起对电源的高度重视呢。
电源部份作为推动扬声器发声的源泉,再也不应象过去那样随便找个整流电源接上了事。
对电源的要求有两个方面,即纹波噪声小,输出能力强。
噪声小比较容易办到,只要加大滤波电容器的容量就可以,但是要做到输出能力强却不简单。
首先要加大电源变压器的容量,这是过去一些放大器生产厂所不乐意的,因为加大电源变压器容量会使成本大量增加,整机的重量和体积也会加大;但现在听小喇叭的人越来越多,这些小喇叭大多效率很低,有些名牌音箱如 Celestion SI一6O0或Ro3ers LS3/5a,十分大食难推,再加上现代节目信号中常常出一些炮弹爆炸,锣鼓敲击的声音,对放大器是一个极为严峻的考验,同样两台100W 的放大器,一台可能让你感觉到大炮地动山摇的震撼力,而另一台可能象是破鼓在“咐咐”作响。