【文章內(nèi)容簡介】 失真 。 第 3章 音頻功率放大器 2. 乙類推挽功率放大器 從功率消耗的角度來說 ， 單管放大器的效率是比較低的 。 如果將輸入信號一分為二 ， 分別由兩只功率管來放大 。 其中一只管子專門放大波形的上半周 ， 另一只管子放大波形的下半周 ， 然后將上下兩半周信號分別加到負載上去 ， 使之合成為一個波形 ， 這樣就可以兼顧功耗與波形失真的問題 。 如圖 4― 7所示 。 第 3章 音頻功率放大器 圖 3―7 乙類推挽功率放大器 第 3章 音頻功率放大器 第 3章 音頻功率放大器 信號通過輸入變壓器 T1， 轉(zhuǎn)換成為兩個幅度相等 ，極性相反的信號 ， 兩只晶體管分別將其放大 ， 然后在T2上合成 。 這里信號的正負半周之間出現(xiàn)了無信號的過渡區(qū) ， 這樣輸出的合成信號就與原輸入信號之間產(chǎn)生了失真 ， 這種失真稱為 “ 交越失真 ” 。 交越失真是乙類推挽功率放大器較為明顯的問題 。 另外 ， 由于輸入 、 輸出都用了變壓器耦合 ， 這樣會使放大器體積 、重量都較大 ， 而且其漏電感及分布電容 、 雜散磁場等 ，都會對信號產(chǎn)生干擾和影響 ， 損耗增大 ， 效率降低 。所以 ， 目前的功率放大器大都采用無輸出變壓器的電路 ， 即 OTL電路 。 第 3章 音頻功率放大器 OTL功率放大電路種類： – 倒相式 OTL功率放大電路 187。變壓器倒相式 187。晶體管倒相式 187。差分倒相式 – 互補對稱 OTL功率放大電路 第 3章 音頻功率放大器 OTL功率放大電路屬于互補推挽電路的一種 ， 基本工作原理電路如圖 4― 8所示 。 圖 3― 8 OTL中點電壓的形成 第 3章 音頻功率放大器 在這個電路中 ， 兩個不同極性的三極管組成了互補推挽功放電路 。 輸入信號 usr加于電路輸入端 ， 即兩互補管的基極 。 對于 usr的正半周 V1(NPN)管導(dǎo)通而 V2管截止 ， 產(chǎn)生電流 iC1從左向右流經(jīng)負載 RL。對于 usr的負半周 ， V1截止而 V2導(dǎo)通 ， 產(chǎn)生電流 iC2從右向左流經(jīng)負載RL， 從而在負載 RL上得到一個完整的放大了的輸出信號 。 V V2分別在輸入信號的作用下 ， 輪流導(dǎo)通和截止 ， 使電路處于推挽工作狀態(tài) ， C0則分別工作在充電和放電的狀態(tài) 。 由于這個充放電時間很短 ， 且 C0的容量很大 ， 所以 C0上的電壓基本保持不變 。 第 3章 音頻功率放大器 C0的選擇往往與揚聲器 RL的阻抗和放大器的工作下限頻率 fL有關(guān) ， 一般要求 6010 ()2 LLCFfR??? 當放大器的級數(shù)增多時 ， 由于各級對低頻的衰減會增加 ， C0的值還要取大一些 ， 一般為 470~2200μF。 上述分析是假設(shè)互補管基極接有偏置電壓 Ub的條件下進行的 。 而實際電路中 ， 還增加了自舉電路 、 復(fù)合管及各種補償電路等 ， 如圖 4― 9所示為 20WOTL功率放大電路 。 第 3章 音頻功率放大器 圖 3― 9 20WOTL功放電路 第 3章 音頻功率放大器 該電路為一典型的 OTL放大器的實際電路 。 圖中V V8為前置激勵級 ， V10~V13構(gòu)成準互補復(fù)合輸出級 ，工作接近于乙類狀態(tài) 。 V9用來為輸出級提供穩(wěn)定的靜態(tài)偏置 ， 以減小交越失真 。 各管的工作點及一些元件的作用如圖 4― 9所示 。 該電路的特點： (1)通過 R31從輸出中點 O經(jīng) V11的發(fā)射極引入 100%的直流負反饋信號 ， 能使輸出中點的電壓穩(wěn)定 。 (2)利用 V9作恒壓偏置 ， 既能使輸出級獲得穩(wěn)定的靜態(tài)偏置 ， 又能得到適當?shù)难a償 。 第 3章 音頻功率放大器 (3)V1 V13的基極各串了一個電阻 (R3 R41)， 可改善大功率管的輸入特性 ， 降低失真 。 另外 ， R26可調(diào)節(jié)功放級輸出端 O點的直流電壓 ，使 O點電壓為電源電壓的一半 。 R34決定了 V1 V13的集電極靜態(tài)電流的大小 。 通常該電流為 10~20mA， 或控制 V9集電極與發(fā)射極之間的電壓為 。 R30可調(diào)節(jié)整個放大器的增益 ， 使之達到指標 。 R34可調(diào)節(jié)功率輸出級的交越失真 ， 使交越失真達到最小程度 。R37可調(diào)節(jié)兩只功率輸出管的平衡 ， 使輸出波形達到正負半周相等 。 第 3章 音頻功率放大器 3. OCL功率放大電路 OTL電路比變壓器耦合電路有了很大的改進 ， 但從高保真的角度看 ， 仍有許多不足之處 。 主要表現(xiàn)為瞬態(tài)互調(diào)失真大 ， 開環(huán)增益指標差 ， 穩(wěn)定性不好 ， 諧波失真大 ， 有殘留交流聲等 。 這些缺點是由于電路中的電抗元件和電路的不對稱引起的 。 為了避免 OTL電路中輸出電容 C23對電路造成的不良影響 ， 現(xiàn)在 ， 在音頻功率放大器中普遍采用無輸出電容電路 ， 即 OCL電路 ， 又稱直接耦合互補倒相功率放大器 。 其基本電路如圖 4― 10所示 。 第 3章 音頻功率放大器 圖 3―10 O CL功放電路 第 3章 音頻功率放大器 該電路采用對稱的正 、 負兩組電源供電 ， 使兩只互補功放管能夠輪流工作 。 其工作原理與 OTL電路的相同 。 省去輸出電容以后 ， OCL電路輸出的中點電位不再是 EC/2， 而是零電位 。 因為這時輸出與揚聲器是直接耦合 ， 若輸出級中點電位不為零的話 ， 將有直流流入揚聲器 ， 使音圈偏離中點 ， 產(chǎn)生額外的失真 ， 嚴重者將燒壞揚聲器 。 所以 OCL電路的中心點必須確保直流零電位 。 第 3章 音頻功率放大器 同時 ， 由于電路采用了正 、 負兩組電源供電 ， 省去了輸出電容 ， 使低頻端沒有了衰減 ， 低頻端可以一直延伸到 10Hz以下 ， 其電聲指標大大超過了 OTL電路 。 由于 OCL電路各級晶體管間均采用直接耦合 ， 溫度的變化 ， 電源電壓的波動 ， 都會產(chǎn)生零點漂移現(xiàn)象 ， 使OCL電路輸出端中點產(chǎn)生偏離 ， 使電路性能惡化 ， 因此 ，OCL電路往往在前級采用溫度穩(wěn)定性較好的差動放大電路來克服零點漂移現(xiàn)象的產(chǎn)生 ， 如圖 4― 11所示 。 第 3章 音頻功率放大器 圖 3―11 O CL功放電路 第 3章 音頻功率放大器 OCL電路減少了一個輸出電容 ， 使低頻響應(yīng)和失真度有了改進 ， 但其它電容的影響仍然和 OTL電路一樣 ， 其中反饋電容 (如 C53)對穩(wěn)定性的影響更大 ， 在開 、關(guān)機瞬間會造成中點電位瞬間偏離零點 ， 產(chǎn)生一個強沖擊電流 。 為防止此沖擊電流燒壞揚聲器 ， 有的電路增加了延時通斷繼電器 。 OCL電路的電源對稱性比 OTL電路的好 ， 噪聲和交流聲極小 ， 但激勵電平仍是不平衡的 。 需從以下幾個方面改進其電聲性能： 第 3章 音頻功率放大器 (1)盡量減小大環(huán)路負反饋量 ， 而增大每一級的內(nèi)部反饋量 。 (2)用特征頻率 fT為幾百到幾千兆赫茲的超高頻中功率管作末前級和前級電壓放大 ， 這樣就有可能去掉中和電容或減小中和電容的數(shù)值 ， 以減小瞬態(tài)互調(diào)失真的發(fā)生 。 (3)提高電路的對稱性 ， 如前級用甲類或推挽放大 ，平衡激勵 ， 采用全互補輸出管等 。 第 3章 音頻功率放大器 (4)設(shè)法使電抗元器件減至最少 ， 必須存在的電感元件要加均衡補償 。 (5)必要時限制前級的高頻通帶，使功放級的頻響范圍寬于前級放大器的頻響范圍。 第 3章 音頻功率放大器 針對 OTL和 OCL電路的缺點 ， 近年來在大功率放大器中較多采用全對稱的 OCL電路 ， 亦稱 DC電路 ，DC電路是在 OCL電路基礎(chǔ)上改進而成的 ， DC是表示該電路的低頻響應(yīng)可以一直擴展到 “ 直流 ” 的意思 ，把 OCL電路的輸入放大級改成互補差分放大器 ， 以實現(xiàn)全對稱的平衡激勵 ， 輸出電路仍用 OCL的形式 ， 就成了 DC放大器 ， 如圖 4― 12所示 。 第 3章 音頻功率放大器 圖 3― 12 DC功放電路 第 3章 音頻功率放大器 DC電路由于去掉了輸出電容 、 自舉電容和反饋電容 ， 使這些電容的不良影響隨之消除 ， 所以 ， 瞬態(tài)指標比 OCL電路高 。 如果把四個互補差分管集成在一塊硅片上 ， 并選