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用分立元件设计放大器教程、功率放大器基本电路特点互补对称式OTL功率放大器基本电路如图所示。傅功举放七器星本曲路其中:C1为信号输入偶合元件,须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路,给BG1提供静态工作点,同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通 过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍,按照B为100、Ic1为2mA计算,R1应不大于 6k,故给定为5.1k; C1因此也相应给定为22卩,它对20Hz信号的阻抗为362Q; R2需根据电 源采用的具体电压确定,约为 R1 ( E/2-0.6 ) /0.6,按照32V电压值应取为约120K,确切值通 过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。C2 与 R3 构成自举电路,要求 R3XC2 1/10、(R3 + R4) Ic1 = E/2 1.2,因 R4 是 BG1 的交流负载电阻,应尽可能取大一点,R3 一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA 进行计算,R3与R4之和为7.2k,实际将R3给为820Q、R4给为6.8k,Ic1则为1.94mA ; C2 因此可取给为220卩。R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件,给 BG2、BG3共同提供一个适当静态工作 点,在能够消除交越失真情况下尽量取小值,根据实验结果一般取在3mA4mA ;改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整,与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化,最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发 射结门坎电压随温度发生的变化,使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。 并联在BG2、BG3基极间的C4,可使动态工作时的 UAB减小,一般取为47卩;C3是防止 BG1产生高频自激的交流负反馈电容,一般取为47P200P。ViCln0-|O+E(32V)二+ .7 4B関Q013EG4 D卿-cs10 iC2 =220RIO 37KSG5D88Q闊1功率诫*器生本嗽路470=?R5DA030R9BG1起电压放大作用,在该电路中被称为激励级,要求Buceo E、Iceo E、Iceo E、Iceo 10。R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻,动态工作时的分流作用可以忽略 不计。在Ube4和Ube5都等于0.6V标准参数时,由互补电流放大级的静态工作电流取在 3mA 4mA,可计算出R6和R7应取为220 Q。实际上,大功率三级管 Ube可能相差较大,BG4和 BG5的Ube需通过实测进行配对使用,借助自举电路工作的半边复合管的总电流放大率应应比 不借助自举电路工作的另半边复合管要小。R8和R9分别是防止BG4和BG过流的限流电阻,一般取在0.2 A0.5 Q之间。将用200mm 长、直径为 0.08的漆包线两端分别焊接在1k以上电阻两端,把对折起来的漆包线绕在电阻上 即可。相当于熔断保险管的作用,属于最简单的非智能式限流烧断保护方式。C5和C6是信号输出电容,用一只小容量电容与大容量电容并联起来使用,可消除大容量 电容内部具有的较大电感对高频率信号的阻碍。注意它实际上是起到中点浮动电源作用, 所以电容量不是按照对通拼带下端交流信号的阻抗应为多大来计算,而是按照输出功率需要消耗多少能 量进行计算。在中点浮动电源电压随着输出电流进行波动而导致输出信号截波时,就会产生严重削波失真。根据电容储存的能量与电压平方成正比关系, 中点浮动电源的输出电容,容量应是总 电源上储能电容量的4倍。C9和R10是交流负反馈网路,与 R2、R1共同构成电压并联负反愧。R2与R1构成的直 流负反愧可使总的电压放大倍率约等于R2除以1.2k(等于R1与BG1的发射结动态电阻并联),按照图设计参数约为100倍,加入C9和R10的交流负反馈网路后,总的电压放大倍率约等 于R2与R10的并联电阻除以1.2k,约为18倍。实践证明,采用这种方式工作的电压并联负反 愧表现效果很不良好。、对功率放大器基本电路的改进在图所示的互补对称式 OTL功率放大器基本电路中,信号输入激励级的内阻只有1k,需要做阻抗变换才能与大部份中、高阻信号源匹配。将信号输入激励级直接改成复合管是最简单的 方式,复合管的接法有多种具体电路,最佳方案是采用图所示的接法。 新增加的前置级实际上 相当于简单的电压控制电流型运算放大器,BGO的基极与发射极相当于运算放大器的正输入端和负输入端,正输入端的动态电阻已经提高到10K以上。同时,从功率放大器输出端接到负输入端发射极负反馈电阻 R10和取样电阻R11之比决定着总的电压放大倍率。ND1R16 8K*A9013R1 0.3220C4r 1 r q2K6BO3Rll 1CO =C3 ;100P1 =i-09220 b尺】2820 cBG190140+EG2V)22001*4C6BG4 D飙EG3R7220 =Y1图0功率放妃器改进电路电路调试要点也是先将 R5调节成短路0电阻状况使BG2BG5处于截止状态,用两只 1K/2W电阻分别从总电源两端接到输出端获得中点电压。用一只200K电位器代替R1或R2接在电路板上,用导线将 C1输入电容信号输入端与地短路。接通电源,测量BG1的集电极到发射极的电压降Uce,调节200K电位器使Uce等于E/2-0.6 ;在总电源电压为32V时,BG1的 静态Uce应等于15.4V0.1V。然后测量200K电位器实际所处的电阻值,换成同阻值固定电阻 替换电位器,再测量 BG1静态Uce应该在15.4V0.2V之内。确定好BG1的静态Uce 后,再从小到大调节R5使BG4和BG5的静态工作电流为15mA。 为保险起见,可将R8与R9换接成100Q/2W电阻,先测量R8与R9上的静态电压降应为1.5V。 断开电源,测量R5可调电阻实际所处的电阻值,将 R5换成相同阻值的固定电阻,拆掉先前从 输出端分别连接到电源两端的1k/2W分压电阻。再接通电源,测量R8与R9上的静态电压降应 保持在1.2V1.8V之间。测量输出中点电平也应为 16V0.5V之间。把C1输入电容信号输入 端与地断开悬空,测量R8与R9的电压降,用起子碰到C1输入端时R8与R9上的电压降明显变大。然后把R8与R9换成0.3 Q电阻,接上喇叭试听。接通电源时因 C0充电,输出端中点电 压需要从零缓慢上升,因而只产生轻微冲击声。2秒钟后,用手碰C1输入端时喇叭将发出 呜”的交流声。将C1输入端与地(电源负端)短路,喇叭应不发出声音,实际会发出轻微背景白噪 声或很小声的交流哼声。图所示的互补对称式OTL功率放大器改进电路,有一个明显的缺点是信号输入端直流电 平比输出端中点电压要低 2V3V,在大众还没有运放IC使用和三极管元件价格高的 20世纪 80年代初,它已经是很良好的可使用单电源的功率放大器实用电路。20世纪80年代中期,运放IC开始推出,人们开始采用运放IC来担任前置极和激励极。典型电路如图所示,因运放IC不需调整静态工作点,只要调节 R5使BG2BG5的静态 工作电流10mA20mA即可。注意,虽然运放IC不需调整静态工作点,但在 BG2BG5处于 截止状态时,由R8、R9和BG3、BG5发射结正向导通将运放IC负输入端置为高电平,运放 IC输出低电平,于是通过BG3发射结把运放IC负输入端置为低电平,运放IC输出端翻转成高 电平,结果处于输出不定的低频率振荡状态,不能提供稳定的参考中点电平。在这种状况下调整BG2BG5的静态工作电流,运放IC输出端为高电平时调节 R5无效;而运放IC输出端为0 电平时BG5不能导通,调节R5只能使BG2、BG3、BG4进入工作区,BG2实际只起到二极管 的作用,经BG4和BG2的电流直全部灌入运放IC输出端,结果使BG2和运放IC因过流而损 坏!(我曾经把当时手头所拥有的几只国产运放IC和十几只中功率三级管全部损坏,也未能将静态工作点调整出来。)必须先用导线将运放IC的负输入端与输出端连通,暂不接上负反馈电阻R6,让运放IC以跟随器方式输出稳定的参考中点电平,在此状态下调节R5使BG2BG5的静态工作电流为15mA,将R5换成相同阻值的固定电阻后确认 BG2BG5的静态工作电流 在10mA20mA之间,再将运放IC的负输入端与输出端端开,把反馈电阻 R6接入电路中。Rl D10k20kRj60 +32VIdBDI2CPBG4DS8DC2220 R922 WRU0.3Ic420NI Q2200 47C40-VinR2 10k丄C522R4 lk.C2 22卩BG390121图功率放大器输入级使用运放IC的邑略使用运放IC担任前置极和激励极后,最好将BG2BG5的静态工作电流偏置方式改成由三 极管与分压电阻构成的稳压器,这样可以在电源电压发生较大变化下保持几乎相同的静态工作电流。图即是经过改进后的电路,BG1发射结门坎电压与BG2、BG3、BG4的门坎电压一同随 温度变化,本身可起到温度补偿作用。为了减少运放IC输出端的静态工作电流,在运放IC输出 端赠加了到地端的分流电阻 R10。有了该分流电阻后,调整 BG2BG5的静态工作电流时可以 先不接入运放IC,直接由其中的R7、R8和R10分压出近似的中点参考电平。先从 0到大调节 R5使BG2BG5的静态工作电流在10mA20mA之间,再接入运放IC,电路即能正常工作。 另外,在运放IC输出端串联一只1k限流电阻R15,可保证运放IC输出端处于0电平时BG5 也不会进入截止状态。:D10lkDBC510kR1012kBG39012RllI 22(PBG4 D3S0R140.3R12I 220。D3S0C2丈22DP20kRlD尹10k 阳-C1R7 lk壮Ic4R93kBG1 9014Icl_0 -+16V 45WDw图功率放大器输入级使用运放I C的改进电路使用运放IC担任前置极和激励极,最大的优点是输出端直流电平与信号输入端直流电平严 格一致,相差不大于).05V。这样就可以制作出由两个 OTL功率放大器构成的反向输出的BTL 功率放大器,而在输出端直流电平
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