【正文】 ，圖211中)的電位。當VTVT6和VTVT7完全相同，CC10也完全相同時，橋臂平衡，揚聲器沒有直流通過。VT4和VT6復合后等效為一只NPN型晶體管，而VT5和VT7復合等效為一只PNP型晶體管。音頻信號經(jīng)過耦合電容C1和R1送到VT1的基極，經(jīng)放大后，由VT1的集電極輸出，并送至VT3進一步大，VT3集電極輸出的激勵信號去推動功率輸出級VT4～VT7工作，這樣經(jīng)功率放大后的音頻信號可推動揚聲器工作。最終的設(shè)計電路OCL立體聲功放電路如下：圖210 OCL立體聲功放電路由圖210易看出，揚聲器與放大器的輸出端是直接耦合，中間省掉了隔直流用的輸出電容，為了使電路輸出端的直流電位為零伏，采取了正負對稱電源供電，差分放大器輸入等措施。再加上兩對輸入端和輸出端，以便于計算機仿真和調(diào)試。設(shè)計圖如下： 圖29互補對稱輸出電路 由上圖可知，VT4，VT6組成的NPN管與VT5，VT7組成的PNP管構(gòu)成推挽式電路，在IN端由信號時，兩個復合管輪流導電。對于該設(shè)計，考慮到可能出現(xiàn)交越失真，所以應(yīng)加入前向偏置電路，使輸出的波形不會出現(xiàn)嚴重的失真，這里用一個220歐電阻和一個二極管IN4148來組成該偏置電路，克服交越失真。互補對稱功率放大電路中，要求兩個功放管完全對稱，這對于大功率管來說實現(xiàn)起來比較困難。這種利用NPN型和PNP型三極管的互補特性，用一個信號來同時激勵兩只三極管的電路，稱之為“互補”電路，由互補電路構(gòu)成的放大器稱為互補放大器電路。由于基極電壓升高，對另一管來講加上反向偏置電壓，所以該管處于截止狀態(tài)。 　　兩管基極和發(fā)射極并聯(lián)，由于兩只三極管的極性不同，基極上的輸入信號電壓對兩管而言一個是正向偏置，一個是反向偏置?！　』パa推挽放大器中的“互補”是指：采用兩種不同極性的三極管，利用不同極性三極管的輸入極性不同，用一個信號來激勵兩只不同極性的三極管，這樣可以不需要有兩個大小相等、相位相反的激勵信號。4. 互補對稱輸出電路 因為在大多數(shù)的實際應(yīng)用中，單管的BJT組成的放大電路往往不能滿足特定的增益、輸入電阻、輸出電阻等要求，為此，常把三種組態(tài)中的兩種進行適當?shù)慕M合，以便發(fā)揮各自的優(yōu)點，獲得更好的性能。[9]共發(fā)射極基本放大電路的采用的是NPN管。由于共射極電路電壓電流增益都大于1，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)，適于低頻；共集電極放大電路只有電流放大作用，即只有電壓跟隨作用，輸入電阻高，輸出電阻小，頻率特性好；共基極放大電路只有電壓放大作用，輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)，高頻特性好。輸出端也應(yīng)相應(yīng)的接個端口，和輸入對應(yīng)。另外，輸入端加上一個10uF的電解電容，可以起到濾波的作用，同理，輸出端加上一個47uF的電解電容。常用于電機或者伺服電機控制，以及信號放大。差分放大器是普通的單端輸入放大器的一種推廣，只要將差放的一個輸入端接地，即可得到單端輸入的放大器。2. 差分輸入級差分放大電路是由兩個參數(shù)特性相同的晶體管以直接耦合方式構(gòu)成的放大器。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。輸入是不穩(wěn)定的直流電壓，以改變開關(guān)電路的通斷比得到單向脈動直流，再經(jīng)濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。用改變晶閘管的導通時間來調(diào)整輸出電壓。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導電式與開關(guān)式兩類。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。它的供電電壓大都是交流電壓，當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。靠改變變壓器次、初級電壓的相位差，使輸出交流電壓穩(wěn)定[7]。通過改變變壓器滑動接點位置穩(wěn)定輸出電壓。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。用晶閘管作功率調(diào)整元件,穩(wěn)定度高、反應(yīng)快且無噪聲,但對通信設(shè)備和電子設(shè)備造成干擾。直流電源的組成框圖及相關(guān)波形如下：隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計算機技術(shù)應(yīng)用到各工業(yè)、科研領(lǐng)域后，各種電子設(shè)備都要求穩(wěn)定的交流電源供電，電網(wǎng)直接供電已不能滿足需要，交流穩(wěn)壓電源的出現(xiàn)解決了這一問題。終上所述，應(yīng)將電路分為以下四個部分：穩(wěn)壓源電路，差分輸入級，中間放大級，互補對稱輸出級。 （3）綜上，則ui在0左右變化的過程中uo的輸出會在此產(chǎn)生交越失真。2) 動態(tài)分析(1) 當輸入信號為正半周時，ui0，且大于V1的偏置電壓，三極管V1導通，V2截止，管V1的射極電流ie1經(jīng)+VCC自上而下流過負載，在RL上形成正半周輸出電壓，uo0。V1為NPN型管，V2為PNP型管，兩管參數(shù)完全對稱，稱為互補對稱管,兩管構(gòu)成的電路形式都為射極輸出器，電路工作原理分析如下:1) 靜態(tài)分析由于電路無靜態(tài)偏置電路，故兩管的靜態(tài)參數(shù)IBQ、ICQ、IEQ均為零，即兩個三極管靜態(tài)時都工作在截止區(qū)，無管耗，電路屬于乙類工作狀態(tài)。它的特點是：前置、推動、功放及至負載揚聲器全部都是直流耦合的，零輸入零輸出，即省略了匹配用的輸入、輸出變壓器，也省略了輸出電容器，克服了低頻時電容器容抗使揚聲器低頻輸出下跌，低頻相移的不足，以及浪涌電流對揚聲器的沖擊，避免了揚聲器對電源不對稱，使正負半周幅度不同而產(chǎn)生的失真，為使零輸入零輸出特性，采用雙電源，損耗低，效率高，保真度好，成為當今大功率放音設(shè)備的主流電路[6]。第二節(jié) OCL立體聲功放機的設(shè)計一．OCL功率放大電路的特點OCL是英文Output Capacitor less的縮寫，意思是“沒有輸出電容器”的功放電路。β 值下降到一定值時的Ic即為Icm。即必須滿足： 即一只三極管飽和導通時，另一只三極管承受的最大反向電壓約為2Vcc。一般情況下效率為 ()理想情況下，忽略Uces，則Uom≈Vcc，得到理想近似情況下電路的最大效率為 ≈% ()4) 管耗Pv直流電源提供的功率與輸出功率之差就是消耗在三極管上的功率，即 ()由分析可知，當Uom=2Vcc/π≈，三極管總管耗最大，其值為 ()每個管子的最大功耗為: () 5) 功率管的選擇功率管的選擇必須滿足其極限參數(shù)且保有一定的余量才能滿足實際情況即有Icm、Pcm和U(BR)CEO等主要參數(shù)，還要考慮其工作環(huán)境及一些特殊要求，若想得到最大輸出功率，功率管的參數(shù)應(yīng)滿足下列條件：，且要有一定的余量，即，即基極開路時集電極發(fā)射極間的反向擊穿電壓。由式可見，輸出電壓Uom越大，輸出功率越高，當三極管進入臨界飽和時，且不產(chǎn)生飽和和截止失真時，輸出電壓Uom最大，其大小為：Uom=VccUces. 若忽略Uces，則理想情況下Uom≈Vcc 故負載上得到的最大輸出功率為： ()2).直流電源提供的功率PE因為靜態(tài)時負載上無電壓，所以兩個直流電源各提供半個周期的電流，其峰值為Iom=Uom/RL。以下參數(shù)分析均以輸入信號是正弦波為前提，且忽略電路失真。這種互補對稱電路實現(xiàn)了在靜態(tài)時晶體管不取電流，由于電路對稱，在負載上直流電源只提供半個周期的電流，按輸入信號的形式轉(zhuǎn)換到負載上，所以輸出電壓uo=0，而在有信號時，VT1 和VT2輪流導電，組成推挽式電路。但一般情況下很難得到參數(shù)相同的OTL（或OCL）放大電路，所以經(jīng)常不易采用該放大電路。電路的輸出中點，即揚聲器中心始終保持零電位，因而，電沖擊比其他無變壓器電路要小得多。不論正半周或負半周，加于負載RL上的最大輸出電壓Vcm均為Vcc。同理，在輸入信號的負半周期間，倒相電路左負右正。設(shè)在輸入信號的正半周期間，倒相電路左邊輸出正信號使VT1導通，右邊輸出負信號使VT4導通，從而產(chǎn)生輸出電流ic1流經(jīng)負載，其流向為：Vcc正極→VT1的C極→VT1的E極→RL→VT4的E極→VT4的C極→Vcc負極，在RL上得到正半周的輸出信號。 圖22 BTL功放電路靜態(tài)時，由于OTL電路相互對稱，因而電橋處于平衡狀態(tài)，負載上無直流電流流動，則負載上的電壓為0，即無負載影響，從而可以不接輸出電容而采用直接耦合。它實質(zhì)上是兩個特性對稱的OTL放大器(或OCL放大器)的對稱組合，其基本簡易電路如圖23所示。 綜上，該電路在靜態(tài)時輸出不為零，因此并不理想。 當輸入正弦交流信號Ui時,Ui的負半周使T2管導通(T3管截止),有電流通過負載RL,同時向電容C0充電,在Ui的正半周 ,T3導通(T2截止),則已充好的電容器C0起著電源的作用,通過負載RL放電,這樣在RL上就得到完整的正弦波。調(diào)節(jié)RW2，可以使T2，T3得到適合的靜態(tài)電流作于甲乙類狀態(tài)即處于微導通狀態(tài)，以克服交越失真。由于每一個管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負載能力強等優(yōu)點，適合于作功率輸出級。采用阻容耦合方式，它具有非線性失真小，頻率響應(yīng)寬，電路性能指標較高等優(yōu)點，是目前OTL電路在各種高保真放大器應(yīng)用電路中較為廣泛采用的電路之一。圖11 功率放大器的靜態(tài)工作點為進一步研究功放電路，先從比較簡單又典型的乙類功率放大器入手，下一章重點介紹該類電路，一般分為：OCL，OTL，BTL三種功率放大電路。~ 360176。 克服失真，在結(jié)構(gòu)上采用兩只異型管組成對稱互補電路，但由于引起交越失真，所以又給電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點，使晶體管處于微導通，即工作狀態(tài)介于甲類和乙類之間。乙類功率放大電路基本上無靜態(tài)電流，發(fā)射接正偏且大于發(fā)射節(jié)導通電壓時才導電，輸出信號產(chǎn)生嚴重失真，電路的能量轉(zhuǎn)換效率高，理想情形，%，但只能對半個周期的輸入信號進行放大，導通角為180176。在理想情況下，甲類放大電路的效率最高只能達到50%。如圖11（a）所示。表現(xiàn)出能對輸入信號的整個周期進行放大，輸出信號的非線性失真較小。二. 功率放大電路的類型根據(jù)功率放大電路中三極管靜態(tài)工作點設(shè)置的不同，可分成：甲類、乙類和甲乙類。 第二節(jié) 功率放大器簡介一. 功率放大電路的特點功率放大電路的主要要求是獲得一定的不失真(或失真程度在允許范圍內(nèi))的輸出功率，電路通常在大信號狀態(tài)下工作，其工作特點和對電路的要求與電壓放大電路有所不同，主要有： (1) 功率放大器的輸出功率盡可能大，因而需要輸出電壓和電流的幅值足夠大；(2) 功率放大電路在設(shè)計和調(diào)試過程中，必須把非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)；(3) 電路末級的三極管都采用功率管，它的極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO、PCM等應(yīng)滿足實際電路正常工作時的要求，并要留有一定的余量。但仍是一種不平衡的設(shè)計，這一限制來源于輸入級。除典型的OCL放大器外，單管放大的過載能力也很差，這一系列的缺點是不利于電路的動態(tài)性能的。如果以現(xiàn)代的眼光來審評，這一電路是顯得過時了一點。最初采用對稱設(shè)計的例子要算互補對稱電路了，一上一下的兩只異極性晶體管作推挽輸出，不僅可以免除笨重的輸出變壓器，而且電路的偶次諧波失真在推挽的過程中被抵消了，保真度有了很大提高。上面所說的都是藝術(shù)，對稱和平衡給人一種安定完美的感覺。晶體管功放由于要施加40dB60dB的負反饋，所以對一臺增益要求為26dB的放大器，它的開環(huán)增益就要達到6686dB。盡管電子管的擁護者仍大量存在，人們畢竟能夠比較公正地看待晶體管放大器了，認為晶體管機頻響寬闊，層次細膩，與電子管機比較起來有一種獨特的艙力，而不是簡單的誰取代誰的問題[2]。元器件的進步使晶體管功率放大器的技術(shù)指標產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，在主觀音質(zhì)評價方面，也改變了過去人們對晶體管功放的看法，無論是在廳堂擴音、電臺節(jié)目制作還是家庭重放，晶體管功放都被大量地采用，首次在數(shù)量上以壓倒性的優(yōu)勢超過了電子管功放。最初的大功率PNP管是鍺管，而NPN管是硅管，兩者的特性差別非常顯著，電路的對稱性很差，人們更多采用的是準互補電路，通過小功率硅管與一只大功率的NPN硅管復合，得到一只極性與PNP管類似的大功率管，降低了電路因?qū)ΨQ性差而招至的失真。變壓器的相移又使電路中加深度負反饋變得很困難，諧波失真得不到充分的抑制，因此這一時期的晶體管放大器音質(zhì)是很差