音频功率放大器

音频功率放大器第三组简介音频功率放大器已经快要有一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频功率放大器。手机、MP3、PDA、DVD等等便携式设备都需要音频功率放大器，且要求高效、省电。高效率的音频功率放大器不只是在便携式设备中需要，在大功率的电子设备中也需要，如高保真音响设备和更高档的家庭影院。简介音频放大器的目的是在产生声音和输出元件上重建输入的功率音频信号，信号音量和功率水平都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz~20KHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应。分类按功放功能和声道数量方式分：HIFI音频功率放大器AV功率放大器卡拉OK功率放大器分类按功率放大器的核心放大元件分：电子管功率放大器（胆机）晶体管功率放大器（石机）集成电路功率放大器分类按功率放大器的工作状态来分：甲(A)类功率放大器乙(B)类功率放大器甲乙(AB)类功率放大器丙(C)类功率放大器丁(D)类功率放大器分类按功率放大器的末级电路结构来分：OTL（省去输出变压器的功率放大电路）OCL（省去输出端大电容的功率放大电路）BTL（平衡桥式功放电路）HIFI音频功率放大器HiFi是英语High-Fidelity的缩写，直译为高保真。它要求音响设备在重放过程中，对声音信号各项指标不失真地放大、处理，以还原音源的本来面貌，强调的是原汁原味，专门用于欣赏音乐。电子管功率放大器（胆机）优点：奇次谐波失真小，音色温暖醇厚，线性好，抗过载能力强，功率大。并且线路简单，线路干扰少，容易获得高保真音响效果。缺点：静态指标不高，耗电量大，使用寿命不长，价格不菲。目前电子管功率放大器多用在有线广播等大功率专业音响系统中。晶体管功率放大器（石机）优点：晶体管功率放大器具有体积小、功率大、耗能少、造价低等特点。缺点：偶次谐波失真小，奇次谐波失真大，然而奇次谐波失真大，听觉上 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出“生硬、刺耳”等感觉。集成电路功率放大器集成功率放大器具有体积小、工作稳定、易于安装和调试的优点，了解其外特性和外线路的连接方法，就能组成实用电路，因此得到广泛应用。甲(A)类功率放大器甲类功放（A类功放），是指电流连续地流过所有输出器件的一种放大器。这种放大器，由于避免了器件开关所产生的非线性，只要偏置和动态范围控制得当，仅从失真的角度来看，可认为它是一种良好的线性放大器。乙(B)类功率放大器乙类功放指正弦信号的正负两个半周分别轮流放大半个周期的一类放大器。当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率。当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。交越失真现象在分析电路时把三极管的导通电压看作零，当输入电压较低时，因三极管截止而产生的失真称为交越失真。甲乙(AB)类功率放大器AB类功放可以说在性能上的妥协。AB类功放通常有两个偏压，在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管。它在讯号小时用A类工作模式，获得最佳线性，当讯号提高到某一电平时自动转为B类工作模式以获得较高的效率。特点比较甲类静态（没声音）时耗电和最大功率一样消耗。波形无失真，但由于静态工作点较高，效率低。乙类静态时没功耗。波形失真严重。但由于静态工作点低，功耗最小，效率最高可达75％。甲乙类功率放大器的静态工作点介于甲类和乙类之间，该电路在静态时静态偏流较小，它的波形失真和效率介于甲类和乙类之间。OTL省去输出变压器的功率放大电路通常称为OTL(OutputTransformerLess)电路。OTL电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。通常采用电源供电，从两组串联的输出中点通过电容耦合输出信号。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式。这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用，现在主流是BTL电路与OCL电路。OTLOTL中点电位（C点电位）为EC/2．BG2和BG3提供一定的正向偏置电压．首先调整C点电压VC，图中的R3，R4，R5是在BG1的集电极端，其中R3和C2组成自举电路，R5则是为了给BG2，BG3提供偏压的．为了避免调整VC时因R5数值不合适而造成BG2，BG3的集电极电流过大，可将R5短接，R1，R2是BG1的偏流电阻，调整R1使VC=EC/2OTL调整BG2，BG3的工作电流，BG2，BG3的发射极电压由R5两端电压所确定，即VA－B=VBE1+VBE2，所以只要调整R5的大小就能达到调整BG2，BG3工作电流的目的．实际调整时因R5数值很小，可用一个100欧的电位器代替，将电流表串联到BG2的集电极与EC之间，一边调节电位器，一边观察电流表的指示，使电流指示为5－－10毫安即可．OTL需要说明，VC及BG2，BG3电流在调整时，会相互影响，VC调好后再调IC2，IC3时，VC又要变化，因此还要再调R1使VC再回到EC/2值．而调整R1时，又使IC2，IC3变化，所以需要反复调整几次才行。OCL省去输出端大电容的功率放大电路通常称为OCT(OutputCapacitorLess)电路。OCL是OTL电路的升级，优点是省去了输出电容，使系统的低频响应更加平滑。缺点是必须用双电源供电，增加了电源的复杂性。图中VT1为NPN型晶体管，VT2为PNP型晶体管，当输入正弦信号Ui为正半周时，VT1的发射结为正向偏置，VT2的发射结为反向偏置，于是VT1管导通，VT2管截止。此时的ic1≈ie1流过负载RL。当输入信号ui为负半周时，VT1管为反向偏置，VT2为正向偏置，VT1管截止，VT2管导通，此时有电流ic2通过负载RLOCL由此可见，VT1、、VT2在输入信号的作用下交替导通，使负载上得到随输入信号变化的电流。此外电路连成射极输出器的形式，因而放大器的输入电阻高，而输出电阻很低，解决了负载电阻和放大电路输出电阻之间的配合问题。OCLBTLBTL（BalancedTransformerLess）电路，称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的OTL或OCL电路组成。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。BTL优点：有只需要单电源供电，(但还是有用双电源)且不用变压器和大电容，输出功率高。缺点：所用管子数量多，很难做到管子特性理想对称，且管子总损耗大，转换效率低。在输入信号为正半周时，T1，T4导通，T2，T3截止，负载电流由Vcc经T1，RL，T4流到虚地端。在输入信号为负半周时，T2，T3导通，T1，T4截止，负载电流由Vcc经T2，RL，T3流到虚地端。BTL可见该电路也为乙类功放。最大输出功率为：同OTL相比，同样单电源供电，在Vcc，RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL的四倍。BTL电路的效率在理想情况下，仍近似为78.5%。BTL可见该电路也为乙类功放。最大输出功率为：同OTL相比，同样单电源供电，在Vcc，RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL的四倍。BTL电路的效率在理想情况下，仍近似为78.5%。可见该电路也为乙类功放。最大输出功率为：同OTL相比，同样单电源供电，在Vcc，RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL的四倍。BTL电路的效率在理想情况下，仍近似为78.5%。可见该电路也为乙类功放。最大输出功率为：同OTL相比，同样单电源供电，在Vcc，RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL的四倍。BTL电路的效率在理想情况下，仍近似为78.5%。辨析OTLOCLBTL根据功放对管输出端与扬声器接法判断电路结构形式。OTL功放电路的输出端的直流电位为电源电压的一半，扬声器一端接地，另一端通过大容量耦合电容与功放输出端相接；OCL功放电路采用双电源供电，使其输出端的直流电位为零，扬声器一端接地，另一端直接与功放输出端相接；BTL功放电路采用两个功放对，扬声器直接连接在两个功放对的输出端，不需要耦合电容。举例说明DTA2030LM386TDA2030TDA2030是许多音频功放产品所采用的HiFi功放集成块。TDA2030在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。电源电压为±6～±18V。输出电流大，谐波失真和交越失真小（±14V/4欧姆，THD=0.5%）。具有优良的短路和过热保护电路。TDA2030集成功率放大器甲乙类OTLTDA2030集成功率放大器甲乙类OCLLM386LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386它是一个三级放大电路第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。LM386第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。LM386引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。结束感谢大家观看