第5讲-功率放大电路

功率放大器的OTL及自举电路

现代电影技术

功率放大器的OTL及自举电路

吉林省广播电视技术中心台刘国刚

电影扩音机的功率器电路多采用OTI电路或 OCL电路,而在OTL电路中经常加入与其相适应 的自举电路.

1,OTL电路的结构

OTL电路是一种利用电容耦合而无输出变压器 的甲乙类互补对称式推挽功率放大电路.它的电路 特点是:采用单电源供电方式,输出端两只功放管 的中点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器耦合,负载(扬声器)一端接 电容器的输出端,另一端接地.其电路如图1所示: 图1OTL电路结构图

在电路中,输出端通过一个大容量电容器C与 负载电阻R连接,对交流信号可视为短路,省掉 了输出变压器.同时,电容器又将两功放管的中点 直流电位与负载隔断.电路采用单电源E供电, 为了消除交越失真,由D,D.(或其他方式)构成 VT和VTz的基极偏置电路.虽然VT为NPN型 管,而VT.为PNP型管,但由于两管的特性一致 并对称,故静态时两管的集电极电流相等(即I一 Iz).调整基极偏置电阻R和R.,可使A点电位 (VT和VT.的发射极电位)为E/2,即中点电 保养维护改造

位.由于扬声器的直流电阻很小,并且静态时无电

流,其两端直流电位相同(地电位),所以,输出电 容C两端的电压也为E/2.

静态时,输入端无输入信号,VT,VT.有较

小的正向偏置,导通电流较小,中点电位为E/2, 输出电容C两端的电压也为E/2.输出电流无变 化,所以无输出电压.

当输入信号为正半周时,VT加正向信号电压 而导通,对信号电流进行放大,VT.因加反向信号 电压而截止,由于输出电容C容量较大,对交流信 号而言视为通路,其信号电流如图1中实线方向: +E一VT集电极一VT发射极一电容C一扬 声器一地;扬声器两端得到放大的正半周信号. 当输入信号为负半周时,VT加反向信号电压 而截止,VT.加正向电压信号而导通,对信号进行 放大,支持其导通的电源是输出电容器上的充电电 压.其信号电流如图1中虚线方向:

第5章集成运算放大电路

（上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。 ）

集成电路：如果在一块微小的半导体基片上， 将用晶体管（或场效应管）组成的实现特定功能的电子电路制造出来，

这样的电子电路称为集成电路。

（集成电路是一个不可分割的整体，具有其自身的参数及技术指标。模拟集成电路种类较多，本章主要介绍集成运

算放大电路。）

本章要求：

（1） 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。

（2） 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。

（3） 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。

（4） 理解电压比较器的工作原理和应用。

5.1集成运算放大器简介

5.1.1集成运算放大器芯片

集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。 是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。

集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。早期，运放主

要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。现在，运放的应用已远远超过运算的范围。 它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。

1、集成电路的概念

（1） 集成电路：禾U用半导体的制造工艺，把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上，形成不可 分割的固体块。

集成电路优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。

（2） 集成电路分类：模拟、数字集成电路；单极型、双极型集成电路，小、中、大、超大规模集成电路。

① 模拟集成电路：以电压或电流为变量，对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。

（可分为线性集成电路和非线性集成电路。 ）

② 线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路，如集成运算放大器。

③ 非线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路，如集成稳压器。

（3）线性集成电路的特点

- 1 - 第二章 BTL简介…………………………………………………3

2.1 BTL功率放大电路简介 ………………………………… 3

2.2 BTL电路的组成及工作原…………………………………4

2.3 BTL集成功放电路的构成. ………………………………5

第三章 BTL功放工作原理 ……………………………………6

3.1 BTL功放电路…………………………………………………6

3.2 BTL功放电路工作原理………………………………………6

3.3. BTL功放电路特点……………………………………………6

3.4 OCL功放电路 ………………………………………………6

3.5 OCL电路特点…………………………………………………7

第四章 双声道BTL功放电路原理图设计………………………7

4.1 电路原理结构框图 …………………………………………7

4.2 BTL电路原理图………………………………………………8

第五章 双声道BTL功放单元电路设计………………………… 9

5.1 电源电路 ………………………………………………………9

5.2 前置放大电路…………………………………………………10

5.3 功率放大电路 ………………………………………………11

5.4 音量控制电路…………………………………………………1

第一章 BTL简介

2.1 BTL功率放大电路简介

(Bridge-Tied-load)意为桥接式负载。负载的两端分别接在两个放大器的输出端。其中一个放大器的输出是另外一个放大器的镜像输出，也就是说加在负载两端的信号仅在相位上相差180°。负载上将得到原来单端输出的2倍电压。从理论上来讲电路的输出功率将增加4倍。BTL电路能充分利用系统电压，因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当每声道功率超过10w时，大多采用BTL形式。BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放大器放大的信号都是完整的信号，只是两个放大器的输出信号反相而已。用集成功放块构成一个BTL放大器需要一个双声道或两个单声道的功放块。但是并不是所有的功放块都适用于BTL形式，BTL形式的几种接法也各有优劣。典型的功放集成块有TDA2030A LM1875 LM4766 LM3886 TDA1514等.

音频功率放大器的组成

.1 整体电路原理 本立体声功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。本电路由三 个部分组成，即电源电路、左右声道的功率放大器及输入信号处理电源（四运放）。电源变压器将220V交流电降为双12V低压交流电，经桥式整流后变为±18V的直流电，作为功放及运放的供电电源，D5、R29组成电源指示电路，以指示电源是否正常，开关K为电源开关。

图一 整体电路原理图 表一 元件清单 序号 名称 型号 位号 封装 备注 1 电阻器 RT14-0.125-51K-5% R1 AXIAL0.4 2 电阻器 RT14-0.125-10-5% R2 AXIAL0.4 3 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R3 AXIAL0.4 4 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R4 AXIAL0.4 5 电阻器 RT14-0.125-51K-5% R5 AXIAL0.4 6 电阻器 RT14-0.125-51K-5% R6 AXIAL0.4 7 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R7 AXIAL0.4 8 电阻器 RT14-0.125-51K-5% R8 AXIAL0.4 9 电阻器 RT14-0.125-51K-5% R9 AXIAL0.4 10 电阻器 RT14-0.125-10-5% R10 AXIAL0.4 11 电阻器 RT14-0.125-100K-5% R11 AXIAL0.4 12 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R12 AXIAL0.4 13 电阻器 RT14-0.125-100K-5% R13 AXIAL0.4 14 电阻器 RT14-0.125-100K-5% R14 AXIAL0.4 15 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R15 AXIAL0.4 16 电阻器 RT14-0.125-100K-5% R16 AXIAL0.4 17 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R17 AXIAL0.4 18 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R18 AXIAL0.4 19 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R19 AXIAL0.4 20 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R20 AXIAL0.4 21 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R21 AXIAL0.4 22 电阻器 RT14-0.125-7.5K-5% R22 AXIAL0.4 23 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R23 AXIAL0.4 24 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R24 AXIAL0.4 25 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R25 AXIAL0.4 26 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R26 AXIAL0.4 27 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R27 AXIAL0.4 28 电阻器 RT14-0.125-1K-5% R28 AXIAL0.4 29 电阻器 RT14-0.125-10K-5% R29 AXIAL0.4 30 电容器 CC11-16V-104-J C1 RAD0.1 31 电容器 CD11-16V-22uf-J C2 RB.2/.4 32 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C3 RB.2/.4 33 电容器 CC11-16V-47uf-J C4 RAD0.1 34 电容器 CD11-16V-22uf-J C5 RB.2/.4 35 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C6 RB.2/.4 36 电容器 CC11-16V-104-J C7 RAD0.1 37 电容器 CC11-16V-104-J C8 RAD0.1 38 电容器 CC11-16V-104-J C9 RAD0.1 39 电容器 CD11-25V-2200uf-J C10 RB.2/.4 40 电容器 CD11-25V-2200uf-J C11 RB.2/.4 41 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C12 RB.2/.4 42 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C13 RB.2/.4 43 电容器 CD11-16V-47uf-J C14 RB.2/.4 44 电容器 CD11-16V-47uf-J C15 RB.2/.4 45 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C16 RB.2/.4 46 电容器 CD11-16V-47uf-J C17 RB.2/.4 47 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C18 RB.2/.4 48 电容器 CC11-16V-683-J C19 RAD0.1 49 电容器 CC11-16V-683-J C20 RAD0.1 50 电容器 CC11-16V-683-J C21 RAD0.1 51 电容器 CC11-16V-683-J C22 RAD0.1 52 电容器 CC11-16V-103-J C23 RAD0.1 53 电容器 CC11-16V-103-J C24 RAD0.1 54 电容器 CD11-16V-22uf-J C25 RB.2/.4 55 电容器 CD11-16V-4.7uf-J C26 RB.2/.4 56 电容器 CC11-16V-472-J C27 RAD0.1 57 电容器 CC11-16V-472-J C28 RAD0.1 58 电容器 CC11-16V-683-J C29 RAD0.1 59 电容器 CC11-16V-683-J C30 RAD0.1 60 电位器 RP-0.5W-50K-J W1 RP2 61 电位器 RP-0.5W-50K-J W2 RP2 62 电位器 RP-0.5W-50K-J W3 RP2 63 电位器 RP-0.5W-50K-J W4 RP2 64 电位器 RP-0.5W-50K-J W5 RP2 65 电位器 RP-0.5W-50K-J W6 RP2 66 电位器 RP-0.5W-50K-J W7 RP2 67 电位器 RP-0.5W-50K-J W8 RP2 68 二极管 1000-3-200-DO-201AD D1 DIODE0.4 69 二极管 1000-3-200-DO-201AD D2 DIODE0.4 70 二极管 1000-3-200-DO-201AD D3 DIODE0.4 71 二极管 1000-3-200-DO-201AD D4 DIODE0.4 72 发光二极管 FG-3-1-1-0 D5 LEDF 73 集成电路 TDA2030A IC1 TO-220 74 集成电路 TDA2030A IC2 TO-220 75 四运算放大器 GL324A（LM324） U1 DIP-14 76 扬声器 SH-186 L1 SPEAK 77 扬声器 SH-186 L2 SPEAK 78 开关 PB-3 K SWITCH 79 变压器 DDG-220/12 T1 TRANS4 2.2 电源部分 本设计是由TDA2030构成的双声道功率放大器，左右声道对称，TDA2030是一种单声道集成功率放大器，采用单电源或双电源供电方式，电路中主要构成框架如下： 前置放大采用GL324四运放的两路运放的负反馈放大，放大倍数为10倍，后经过RC滤波电路组成的高低音调节，在经过平衡和电量调节输入功放芯片即TDA2030。 电路框图 整流电路：桥式整流电路的作用是利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。但是，这种单向电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。 稳压电路：稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。 设计中是利用变压器将电网上面220V的交流电降为双12V低压交流电，再经过桥式整流把12V的交流成分整流成±18V的直流电，经过滤波滤除直流成分中的交流部分，考虑到芯片电源电压要求比较宽泛本设计中没有采用稳压部分。 2.3 前置放大部分 前置放大器是各种音源设备和功率放大器的连接设备，起到信号放大的作用。音源信号在经过前置放大器的放大后，就可以直接送入功率放大器，使功率放大器能正常工作。前置放大器还可以对信号的频率进行调节和控制。 本设计的前置放大部分是采用GL324四运算放大芯片的负反馈实行的。优点在于其在分压偏置电路中利用负反馈的原理以稳定放大电路的工作，此外还可以增加增益的稳定性，减小非线性失真，展开频带及控制输入输出阻抗。四运算放大器GL324A（或LM324）及外围元件组成高、低音控制电路及音频输入信号的处理电路。 W1是两路低音控制电位器，W2是两路高音控制电位器； C16，C18分别是两路信号的耦合电容； 音源 前置放大 音调调节 平衡`音量调节 输出至扬声器