【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 2 章 音頻功率放大器的結(jié)構(gòu)與方案選擇 放 大電路的選擇 OTL 電路和 OCL 電路選擇 OCL 是英文 Output Condeser Less 一詞的縮寫(xiě)，是無(wú)輸出耦合電容器的功放電路。與 OTL 相比只是在功放與負(fù)載之間去掉了輸出耦合電容器，使兩者直接進(jìn)行相連。由于省去了隔直流電容器，故功放級(jí)的上、下功放管的中點(diǎn)必須保持為直流電壓的零電位。 OTL 是英文 Output Transformer Less 的縮寫(xiě)，它是一種無(wú)輸出變壓器式推挽功放電路。是采用 NPN 和 PNP 型三極管構(gòu)成，并能自動(dòng)完成倒相作用的互補(bǔ)對(duì)稱式 OTL 電路。輸出極與揚(yáng)聲器之間采用電容耦合，在收音機(jī)、汽車功放中常見(jiàn)。 OTL 電路具有便于集成化，頻率性好等優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)電路設(shè)計(jì)的要求，選擇 OTL 功放電路。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 5 OTL 組成及工作原理 圖 21 OTL 電路圖 輸入信號(hào)經(jīng) C1 耦合， VT1 放大后從集成電極輸出，分別加至 VT2\VT3 管的基極。 VT1 是一種甲類放大電路， R1~R4 是 VT1 管的偏置電阻。當(dāng)信號(hào)為正半周期時(shí)，VT2 導(dǎo)通 VT3 管截止， VT2 集電極電流流過(guò)負(fù)載（揚(yáng)聲器），并對(duì) C3 電容器進(jìn)行充電。當(dāng)信號(hào)為負(fù)半周期時(shí)， VT2 截止， VT3 導(dǎo)通。電容器 C3 上的電壓仍可維持 VT3 的供電，使其正常工作，由于放大器是射極輸出方式，故從交流通道來(lái)看， VT VT3 又是并聯(lián)的，所以輸出阻抗很小，可以直接與底阻抗的負(fù)載相連。 為了清除交越失真， VT VT2 的基極偏壓 是利用二極管 VD 的壓降（約 ~ ）及 R7 電阻提供的。如圖所示 B 點(diǎn)與 C4 電容器負(fù)急電是等電位，目的是使 B 點(diǎn)電壓反饋到 VT1 基極 ，以使功放電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 6 C4 是自舉電容器，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)， VT3 基極電位升高， B 點(diǎn)電位也同時(shí)升高。由于 C4 的容量值較大，故在很短的時(shí)間內(nèi)，兩端的電壓幾乎保持不變，使得正端略高于電源電壓，相當(dāng)于在 R5 兩端加了一個(gè)正電源，從而保證了 VT2 在大信號(hào)情況下，真正趨于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 OTL 的主要性能指標(biāo) 最大不失真輸出功率 OMP 理想情況下， OMP = CCU 2/8 LR ，在實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)測(cè)量 LR 兩端的電壓有效值，來(lái)求得實(shí)際的 OMP = OU 2/ LR 。 效率 = OMP / EP 100% PE－直流電源供給的平均功率 理想情況下，功率 Max=%。在實(shí)驗(yàn)中，可測(cè)量電源供給的平均電流 Idc，從而求得 EP = CCU dcI ，負(fù)載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計(jì)算實(shí)際效率了。 頻率響應(yīng) 當(dāng)聲音功率比正常功率低 3dB 時(shí)，這個(gè)功率點(diǎn)稱為頻率響應(yīng)的高頻截止點(diǎn)和低頻截止點(diǎn)。高頻截止點(diǎn)與低頻截止點(diǎn)之間的頻率，即為該設(shè)備的頻率響應(yīng)。 輸入靈敏度 輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時(shí)，輸入信號(hào)iU之值。 電源電路的選擇 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 7 顯 示電路的作用是給電路正常工作時(shí)起一個(gè)指示作用，本設(shè)計(jì)采用 12V 單 電源供電，所以需加一個(gè)發(fā)光二極管作通電指示。發(fā)光二極管的壓降為 ~（ 2V ） V ，其工作電流一般取 10~20mA 為宜。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約 5 伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流。限流電阻 R1 可用下式計(jì)算： IrUrER )(1 ?? 式中 E 為電源電壓， Ur 為 LED 的正向壓降， Ir 為 LED 的一般工作電流。 當(dāng)發(fā)光二極管壓降為 ，工作電壓為 20mA 時(shí)。由公式 (41)可知： ???? )212(1R 由電阻 E24 系列可知 R1 取 1K。 路的輸出電壓波紋太大，必須經(jīng)過(guò)濾波，使其平滑接近直流。一般橋式整流電容越大越好，但考慮實(shí)際情況應(yīng)滿足： 2)53( TCRL ?? 式中 RL 為負(fù)載電阻， T 為電源周期，其中電源周期為 設(shè)喇叭電阻為 4Ω，可故算出： ???? 所以負(fù)載電阻 ???? L 則 FC ?37 5082 ???? 所以本設(shè)計(jì)選擇 4 個(gè) 1000181。F 的電容作為電源濾波電容。 濾干擾電容，它的作用 是濾除電源中的干擾信號(hào)，參考功放的相關(guān)書(shū)籍，濾干擾電容一般選擇容量較小的無(wú)極性電容，本設(shè)計(jì)選用 104 的瓷片電容。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 8 由于本設(shè)計(jì)中最大電路為 4A，通過(guò)每個(gè)整流二極管的電流為 2A，所以整流二極管承受的最高反向電壓為 2 2U = 2 V18 ≈ 。經(jīng)查表選擇型號(hào)為 1N5408 的整流二極管，主要參數(shù)為 ：擇耐壓為 1000V ，最大整流 3A 。 設(shè)計(jì)的輸出功率為 ： 81822 ???LCCO RVP （ W） 變壓器的初級(jí)與次級(jí)功率之比：iOPP = Pi= W50 所以選擇 VV 12/220 、 W50 選取電源變壓器。 芯片選擇 根據(jù)電路設(shè)計(jì)的需要，經(jīng)查找資料最終確定選擇單電源供電的雙聲道芯片TDA2021。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 9 第 3 章 各電路原理及其構(gòu)成框圖 電源電路的設(shè)計(jì)與工作原理 電源電路的設(shè)計(jì) 橋式整流比半波整流有很大的優(yōu)勢(shì)。所以選擇橋式整流如 電路原理如圖 所示。有四只二極管 V1 、 V V3 、 V4 構(gòu)成橋形電路。 原理分析 ： u2 正半周時(shí)，其導(dǎo)通途徑為： ， 其 V2 、 V4 反向截止。忽略管壓降則輸出電壓為 OU ≈ 2U 。 u2 負(fù)半周時(shí) ， 其導(dǎo)通途徑為 ： ， 其 v1 、 V3 截止。輸出電壓 OU = 2U 。其電流電壓波形如圖 。其計(jì)算關(guān)系為 ： 輸出電壓 二極管的通態(tài)平均電流 二極管最高反向工作電壓 圖 31 電源電路原理圖 四川信息