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几种功率接续电路与LM4702组成的功放很多朋友喜欢用集成电路来制做功放,这是因为集成电路与分离元件电路相 比,在很多方面有它的优势。它除了体积小、外围元件少、安装调试简单的特点 外,且在电气指标、音质表现、输出功率等方面也不会输于用分离元件组装的电 路。有很多厂家的集成功放电路都很不错如TDA.LM.STK等系列的产品。但很 多大功率的集成功放电路都是电压输出型的,需要我们给它增加一个电流放大电 路。就是这个原因,要充分发挥出功率的集成功放电路的优点,功率接续电路的 结构、特点对整个电路的影响不可小视。下面我们来分析几种常见的输出电路,并专门介绍用集成功放电路 LM4702 与 BJT 管及 MOSFET 管组成的功放电路。一、输出电路原理极形式1、射级输出器;图 1 是我们最常用的输出电路,是典型的射级输出器,没有增益,只是作为电 流放大,失真很小,对喇叭的控制较好,有很好的阻尼特性。但此电路也有不易 克服的缺点;在小电流工作时容易产生交越失真,加大电流会基本消除。但开关 失真始终存在,要靠施加一定的负反馈来克服。图1是基本电路形式,图2 是用 达林顿管的电路。笔者开始用LM4702做功放时,输出电路就是用B1383/D2083达 林顿管组成的桥式甲类功放(图10)。效果相当的不错!图22、菱形射耦输出器;这种电路是使用两对互补晶体管(BJT)菱形交叉组合成的,属于互补发射级 跟随器。没有电压放大能力,但具有较强的电流驱动能力。它特点是工作点十分 稳定,电路基本不用调整。电气性能相当的好,没有交越失真。但这种电路在大 电流工作时输出的最大电流受了Re的限制。减小Re的阻抗或增大恒流源的电流会好一些,但会增大前级激励管的功耗,最大输出电流仍然有限。有些电路采用了自举电路来增加输出幅度,这无疑是一种增加了失真的做法,当然也有其它的解决方法。现就简单讲一讲它的解决方法和具体的电路。本电路改动后原理图变为图4的样子;1. 把Re改为可变负阻见图4中(BJT3.BJT4)。在LM4702的输出口加接一级 电流放大(BJT1.BJT2),发射极直接驱动输出级的推动管,而BJT1.BJT2的集电 极通过100Q的负载电阻去驱动BJT3.BJT4,使输出管的基极电阻随信号的变化而 改变,从而就增大了输出管的电流。2. 图中BJT3.BJT4上并接了 5.1K电阻,是为了防止BJT3.BJT4在深截止时使 推动管有一定的静态电流。这样,电路就不会产生交越失真。图4的工作点的设置为乙类,输出管静态电流较小,不大于40Ma。电路的性 能相当的不错。它既有纯射级输出电路的特点,又有菱形射耦输输出器优点。它的热稳定性不错,但在安装时最好把3 只补偿二极管与激励级同装在一个散热器上。3、用山肯的MOSFET管NLE20/MJD20的功率输出电路; 本电路原理图如(图5)。从特性表中可以得知LM4702的输出电流值有5mA,而山肯的MOSFET管 NLE20/MJD20的栅.源偏压需4V以上,两只加在一起接近10V,因此要推动这类 MOSFET管是困难的。同上面的电路一样在 LM4 7 0 2的输出口增加一级电流放大,来直接驱动输出级 的推动管,在推动管的发射极上接入。推动管的基极接有分压电阻,并设有可调电阻,用来调整集电极-发射极之间的电压,从而便设立了输出管的工作点。此电U20330680SOURCENPNNPNDIOD E106.8vcc+50vMLE2039300200vcc+35VMLE20OUT5.1KDIOD EDIOD Eio6.82002030020SINKPNPU21PNP330680vee-50vMJD20MJD20vee-35V路无交越失真和削顶失真,它在最大输出时失真是圆角的。图5-4、用日立MOSFET管2SK1058/2SJ162的功率输出电路;K1058/J162 这对日立的管子性能相当的好,最大的优点是其栅-源开启电压相当的低,大于0.15V就开始导通,可以直接接在LM4702的输出点上,电路十分简洁,而且有不错的音质。如果不需要太大的输出功率,用图6 的电路图就很不错 了。如果想音质再好一些,输出功率再大点,你可以使用图7 或图 8 的原理图。 此电路属于倒置式电路,源极接地,漏极输出,这种接法正适合K1058/J162这对 管子的结构, 源极接外壳!图 7 或图 8 的电路有一定的增益,电路对电源的性能要求较高。这两个电路 的音质都较图 6 的电路好的多。声音通透细腻,高音晶莹剔透,中音丰润,低音 力度不错,只是厚度和宽松度较山肯的NLE20/MJD20差一些。这可能源于 K1058/J162的饱和内阻较大,而山肯的NLE20/MJD20对管饱和内阻很小的缘故 吧。MO;100103F10100M OSFE T-N100图7NPN5.1KDIODEDIODE A940SOURCEC2073DIODESINKPNPK1058J16233/1WT0.1/5W33/1W0.1/5WOUT470U100100U810U3U210U7100100图8U 12J162J162SINKPNPSOURCEC2073U 1DIODEOUTK10580.1/5W0.1/5WNPN33/1WT0.1/5WU 1033/1WJ9U65.1KDIODEDIODE A940U0U13U68300以上是笔者使用各类功率管为LM4702所设计的输出电路,加上与不同的反馈 回路的配合,其性能与音质音色各有千秋,读者可根据自己的喜好进行组合。 二、电路的组合LM4702的特性在本刊2006年第9期已经作过详细的介绍了,它有着外接元件 少、占用空间小、调节容易、电路特性十分优秀,用此电路可以设计出性能相当 不错的作品来。图9是LM4702加上外围电路的原理图。下面是各种组合后的电路图。图10是用B1383/D2083达林顿管组成的桥式甲类功放电路(图9a ),图9b 是它的单变双输入电路。我们可以把 LM4702 看作一个高电压的双运算放大器,它同一般的双运算放大 器的设计上的一个共同点;其中两个单运放共同使用一个电源引出口,可以说串 扰问题是不可避免的,只是强度的大小问题。在实际的电路设计中我们通常是使用快速电解电容、大容量的薄膜电容或在电解电容旁并联薄膜电容、在运放电源 脚并接快速薄膜电容,来提高电源放电速度的方法来解决,但要完全消除是不可 能的。可是我们可以解放它的用法;“合二为一”并联的用法或“两相互补”的平衡 用法。笔者选用了后一种方法!实践证明:甲类平衡桥的用法能最大的发挥LM4702 优越的性能特点。它的静态电流每一臂至少要大于800mA,静态电流小了发挥不出 甲类桥的最大优点。因此它的静态功耗十分的大,所以本功放的后级电压用的较 低。本功放最先设计时加入了直流伺服电路,但因LM4702的稳定性本来就较好, 加了直流伺服电路虽然中点飘移减小了,但开机的稳定延时反而变长了,显然对 输出管不利,所以又去掉了。耦合电容对音色有影响,直流伺服电路对音色的影响也不能忽略。 本电路很稳定,到现在还没出现什么问题。L L22u51K1UU7-|1 130p1314comp1SOURCE1-IN1+IN1SINK1LM4702C TAMUTE+IN2SOURCE2-IN2COMP2SINK2231122K1k112K1k30030pNPN300+vcc2 25VNPNB1383 2+vcc2 25V8rU68=-vcc2V 25VD2083 2B1383 2LM470与B1383/D208组成&功放电路150U5.1K5.1K100K图 10a+15V12K510720音量电位器39W.25K .A9703951K3301.1KK1705.1K20NPNJ740.1U150U330npn8.2K100Kk1708.2K202074Ik510a15V前级倒相电路图 10b图11是用山肯的A2151/C6011管与LM4702组成的改良菱形射耦输出功放。本电路的动态很好,全音域的通带表现相当的不错,音质清晰亮丽,有着射级 输出器的动态,又有菱形射耦输出器的稳定性。此电路属于乙类功放,其静态电 流较小,因此它对电源的质量较敏感,应使用能源充沛的电源电路与较好的电容 器件,才能充分的发挥出本电路的优势来。图12是用山肯的NLE20/MJD20MOSFET管与LM4702组成的恒流功放。此电路的音质相当的不错。其高音细腻透明,中音圆润甜美,低音厚重宽松低音与BJT管MJ11032/MJ11033相像,但中高音却比MJ11032/MJ11033细腻多了。初次接触山肯的NLE20/MJD20这对管子,其表现令笔者为之一震,真有相见恨晚之感觉!这些功率输出电路并不是只能用在LM4702上,用在其他的集成功放或用分 立元件的电压放大器上都会正常的工作的,只是要在组合时注意它们的联接方式。 三、电源电路如果没有较好的电源,再好的电路加上众多的补品元件也不能发挥出好的效 果。一个好的电源能使你的作品事半功倍,应把电源单元与功放主体作等同来看 待。我们往往觉得电源电路复杂了,有些喧宾夺主的感觉。其实不然,所应注意 的是;在电源上用优良的元件,加上合理的电路,比你复杂的功放电路加上简单 的电源要强的多。图 15 是笔者为大家所设计的电压放大级电源电路,是一种简单的串并联有源 稳压电源。电路程式比较简单,一目了然,但效果不错,结构原理毋需多讲了。此电路的用料应讲究一些,其中电解电容最好用上ELNA .的产品。无极电容 应使用薄膜电容,如德国的 ERO 和美国的 EC 电容和瑞典的 RIFI、MK 普通薄膜 电容,电阻最好能用上 DALE 电阻。功率输出级电源中的电解电容质量对音质音色的影响较大,所以应选用速度 较快的音频专用电解电容,选用CHEM- COM.AUDIO和松下X-prc较好,用ELNA. 的音频专用电解电容效果也不错。图10的桥甲功放的电源变压器的功率应大于600W。图11的电路有300W就 行了。图12的电路要得到好的效果,电源至少也要有大于300W的功率。图 13-17 是各种附属电路。图 13图 14a图 14b图 15输入级稳压电源图 16四、电路的调整图9用B1383/D2083达林顿管组成的桥
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