【文章內(nèi)容簡介】 要求設(shè)計(jì)一個由二極管、三極管、電容、電阻等元件組合而成的 OTL 音頻功 率放大器。其中二極管 T1 構(gòu)成前置放大級，對輸入信號進(jìn)行倒相放大。二極管TT3 的參數(shù)一致，互補(bǔ)對稱且均為共集電極接法，保證了輸出電阻低 負(fù)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，作用是對輸入的信號進(jìn)行功率放大。在元件的選取方面，由于互補(bǔ)對稱的兩個三極管工作在共集電極的狀態(tài)下，其電壓增益接近且略小于 1，功率增益主要靠它的電流增益來保證，所以電流放大系數(shù)β 的選擇很重要，一般要求要選的 β 值大一些，這樣會使得兩互補(bǔ)對稱管的配對性好一些，功率增益提高一些，失真度減少一些。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案 1 采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。 2 通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大即脈動大。 3 用濾波電路變成平滑、脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。 4 通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出 供給負(fù)載 RL。 直流穩(wěn)壓電源原理 :直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置 它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。其中: 1 電源變壓器 是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 2 整流電路 利用單向?qū)щ娫?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電壓，常用的整流濾波電路有全波整流、橋式整流。此處用的橋式整流電路。3 濾波電路 將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。 4 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。第三節(jié) OTL 功放各級的作用和電路結(jié)構(gòu)特征 1. 輸入級：主要作用是抑制零點(diǎn)漂移，保證電路穩(wěn)定工作，同時(shí)對前級（音調(diào)控制級）送來的信號抑制失真，低噪聲放大。為此，采用帶恒流源的，由復(fù)合管組成的差動放大電路，且設(shè)置的靜態(tài)偏置電流較小。 2. 推動級：主要的作用是獲得足夠高的電壓放大倍數(shù)，以及為輸出級提供足夠大的驅(qū)動電流，為此，可采用帶集電極有源負(fù)載的共射放大電路，其靜態(tài)偏置電流比輸入級要大。 3. 輸出級：主要作用是給負(fù)載提供足夠大的輸出信號功率，可采有由復(fù)合管構(gòu)成的甲乙類互補(bǔ)對稱功放或互補(bǔ)功放電路。 其工作原理是：為了提高功放的效率，應(yīng)使功率放大管工作在乙類狀態(tài)。但輸出信號只在半個周期的波形，造成嚴(yán)重的失真。如果讓兩個特性相同的管子都工作在乙類狀態(tài)，且使它們在信號的正負(fù)半周輪流導(dǎo)通，即一個管子負(fù)責(zé)放大正半周的輸入信號，另一個管子負(fù)責(zé)放大負(fù)半周的輸入信號，然后把兩管的輸出波形在負(fù)載上疊加起來，就可以得到一個完整的輸出波形，于是解決了效率與失真的矛盾。在這里采用單電源甲乙類互補(bǔ)對稱電路，作用是提高放大器帶負(fù)載的能力，減小大信號工作下的非線性失真。4. 此外，還應(yīng)考慮為穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)須設(shè)置直流負(fù)反饋電路，為穩(wěn)定電壓放大倍數(shù)和改善電路性能須設(shè)置交流負(fù)反饋電路，以及過流保護(hù)電路等。電路設(shè)計(jì)時(shí)，各級應(yīng)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，在組裝完畢后須進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)測試，在小型不失真的情況下，使輸出功率最大。動態(tài)測試時(shí)，要注意消振和接好保險(xiǎn)絲，以防損壞元器件。電路基本框圖圖 11 電路基本框圖第四節(jié) 簡要原理分析12 電路基本原理圖輸入信號 輸入級 推動級 輸出級 負(fù)載揚(yáng)聲器電路為音頻功率放大器原理圖,其中 TDA2030 是高保真集成功率放大器芯片,輸出功率大于 10W,頻率響應(yīng)為 10~1400Hz,輸出電流峰值最大可達(dá) 。其內(nèi)部電路包含輸入級、中間級和輸出級,且有短路保護(hù)和過熱保護(hù),可確保電路工作安全可靠。TDA2030 使用方便、外圍所需元器少,一般不需要調(diào)試即可成功。 RP 是音量調(diào)節(jié)電位器,C1 是輸入耦合電容,R1 是 TDA2030 同相輸入端偏置電阻。 RR5 決定了該電路交流負(fù)反饋的強(qiáng)弱及閉環(huán)增益。該電路閉環(huán)增益為(R4+R5)/R5=(+150)/150= 倍,C3 起隔直流作用,以使電路直流為 100%負(fù)反饋。靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定性好。 CCC7 為電源高頻旁路電容,防止電路產(chǎn)生自激振蕩。R6 用以在電路接有感性負(fù)載揚(yáng)聲器時(shí),保證高頻穩(wěn)定性。VDVD2 是保護(hù)二極管,防止輸出電壓峰值損壞集成塊 TDA2030。圖 13 可調(diào)穩(wěn)壓電源電路可調(diào)穩(wěn)壓電源的工作原理 電路如圖 13 所示。220V 交流電經(jīng)變壓器 T 降壓，得到 24V 交流電。再經(jīng) VDlVD4 組成的全橋整流，由 C1 濾波后得到 33V 左右的直流電壓。該電壓經(jīng)集成電路 LM317 后得穩(wěn)壓輸出。調(diào)節(jié)電位器 RP 即可連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。圖中 C2 用以消除寄生振蕩，C3 的作用是抑制載波，C4 用以改善穩(wěn)壓電源的暫態(tài)響應(yīng)。VDVD7 在輸出端電容漏電或調(diào)整端短路時(shí)起保護(hù)作用。VD5 為本電源的工作指示燈，電阻 R1 是限流電阻。輸出端接微型電壓表 PV,可以直觀地指示輸出電壓值。表 21 注意事項(xiàng)：C2 應(yīng)盡量靠近 LM317 的輸入端，以免自激，造成輸出電壓不穩(wěn)定。R2 應(yīng)靠近LM317 的輸出端和調(diào)整端，以避免大電流榆出狀態(tài)下，輸出端至 R2 間的引線電壓降造成基準(zhǔn)電壓變化。  穩(wěn)壓塊 LM317 的調(diào)整端切勿懸空，接調(diào)整電位器 RP 時(shí)尤其要注意，以免滑動臂接，觸不良造成 LM317 調(diào)整端懸空。  不要任意加大電容量。  集成電路 LM317 應(yīng)加足夠的散熱器，以確保其長時(shí)間穩(wěn)定工作，否則會因過熱而燒毀。用集成運(yùn)算放大器放大信號的主要優(yōu)點(diǎn)：1. 電路設(shè)計(jì)簡化，組裝方便，只需適當(dāng)選配外接元件，便可實(shí)現(xiàn)輸入、輸出的各種放大關(guān)系。 2. 由于運(yùn)放的開環(huán)增益都很高，用其構(gòu)成的放大電