音频放大器原理与应用

音频放大器原理及应用机电实践班1。电压放大（话筒、前置）2。功率放大器4。电源5。其他电路（均衡、混响、电平指示、数字音量、保护电路等等）内容：音频放大器的结构与组成放大、混响混合电路选择开关前置放大功率放大均衡前置放大功率放大均衡MIC1MIC2TAPECDVCDRADIO家用功率放大器的内部组成电源平衡非平衡平衡非平衡音量调节音量调节前置放大功率放大前置放大功率放大延时接通过载保护、零点漂移保护电源系统平衡输入非平衡输入平衡输入非平衡输入专业功率放大器的内部组成1。电压放大单晶体管放大电路：VccR1R2VoutVinVout=ßR2/(R1||rbe)•VinW=Vout2/R21。电压放大集成运算放大电路：LM324\NE5532\AD826NE5532：单位增益带宽...10MHz典型值高dc电压增益...100V/mV典型值VCC±＝±18V和RL＝600欧姆电源电压范围宽...±3V至±20V1。电压放大NE5532：单电源同向放大器1。电压放大NE5532：双电源同向放大器RFR1R2RLC1INOUT1。电压放大NE5532：扩流放大器1。电压放大集成运算放大电路：LM324\NE5532\AD826AD826：单位增益带宽...20~50MHz典型值共模抑制比...100dB典型值VCC±＝±15V和RL＝500欧姆电源电压范围宽...±5V至±18V1。电压放大AD826：同向放大器1。电压放大AD826：反向放大器1。电压放大集成运算放大电路：LM324LM324：单位增益带宽...20~50MHz典型值共模抑制比...85dB典型值RL＝2K欧姆输出电流：20-50ma电源电压范围宽...±1.5V至±15V极限VCC＝±16V1。电压放大LM324：单电源同向放大器1。电压放大LM324：单电源反向放大器2。功率放大器特点：（1）输出功率足够大。为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。为此，它们常常工（2）效率高。功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。对于小信号电压放大器来讲，由于输出功率较小，电源供给的直流功率也小，因此效率问题就不需要考虑。2。功率放大器特点：（3）非线性失真小。功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区造成输出波形的非线性失真。因此，功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。在实际应用中，有些设备对失真问题要求很严，因此，要采取措施减小失真，使之满足负载的要求。(4)保护及散热。功放管承受高电压、大电流，因而功放管的保护及散热问题也应重视。功率放大器工作点的动态范围大，因此只适宜用图解法进行分析。2。功率放大器单晶体管功率放大器：VccR1n1n2RLVinIL’=ßVin/(R1||rbe),IL=IL’n1/n2,VL=ßVin/(R1||rbe)•n1/n2)•RL实际上，由于RL远小于R1||rbe，因此该电路的电压放大倍数VL/Vin是比较小的，约=1；但是电流却被放大了若干倍。因此，该电路往往是电流放大电路。2。功率放大器---分类a。甲类：当静态工作点Q设在负载线性段的中点，整个信号周期内都有电流IC通过时，称为甲类功放。功率放大器一般是根据功放管工作点选择的不同进行分类。有甲类、乙类及甲乙类功率放大器iCQUCCuCE(a)O2。功率放大器--分类b。乙类：若将静态工作点Q设在横轴上，则IC仅在半个信号周期内通过，其输出波形被削掉一半，称为乙类功放。iCQUCCuCEO(b)2。功率放大器--分类c。甲乙类：若将静态工作点设在线性区的下部靠近截止区，则其IC的流通时间为多半个信号周期，输出波形被削掉一部分称为甲乙类功放。iCQUCCO(c)uCE2。功率放大器--分类乙类互补对称功放：如果电路处在甲类放大状态，则静态工作电流大，因而效率低。若用一个管子组成甲乙类或乙类放大电路，就会出现严重的失真现象。乙类互补对称功放，既可保持静态时功耗小，又可减小失真。uiV1V2uoRL＋UCCiCAUCCOBUCESQuCEIcmUcem交越失真2。功率放大器--分类甲乙类互补对称电路:乙类互补对称电路效率比较高，但由于三极管的输入特性存在有死区，而形成交越失真。采用甲乙类互补对称电路，可以克服交越失真问题。其原理是静态时，在V1、V2管上产生的压降为V3、V4管提供了一个适当的正偏电压，使之处于微导通状态。由于电路对称，静态时iC1=iC2，io=0，Uo=0。有信号时，由于电路工作在甲乙类，即使ui很小，也基本上可线性放大。uiuoRL＋UCCV1V2R2VD2VD1R1RWb1b2－UEEuiV2uoRL£«UCCV1£UCCV3Re3R1R2Rc3V4倍增电路2。功率放大器--分类复合管互补对称电路:采用复合管的互补对称输出级，可以降低对前级推动电流的要求，不过其直接为负载RL提供电流的两个末级对管V3、V4的类型截然不同。在大功率情况下，两者很难选配到完全对称。改进的电路被称为准互补对称电路。其两个末级对管是同一类型，因此比较容易配对。电路中Re1、Re2的作用是使V3和V２管能有一个合适的静态工作点。uoRL£«UCCV1V3R2VD2VD1R1R£UEEuiV2V4uoRL＋UCCV1V3R2VD2VD1R1R－UEEuiV2V4Re2Re12。功率放大器--实例OCL（OutputCapacitorLess下图为OCL高保真功率放大器的典型应用电路，其中V1、V2、V3管组成的恒流源差动放大器为前置放大级，除了对输入信号进行放大外，还有温度补偿和抑制零漂的作用。V4、V5管构成中间放大级。V7到V10管为准互补OCL电路，作为输出级。Re7~Re10可使电路稳定。V6管及Re4、Re5构成“UBE扩大电路”，调节Re4可改变加在V7、V8管基极间的电压，以消除交越失真。Rf、C1和Rb2构成串联负反馈，以提高电路稳定性并改善性能。2。功率放大器--实例OCL功率放大电路RfV722kC147FRb2620Rc4*V3V2Re3680330Rc5V5Re5150V6V8Rc82200.5Re10V10V4V9Re4150Rc12.2kR10kV1Rb1*ui＋－VD1VD2Re72200.5Re9RL8＋－(－24V)－UCCuo(＋24V)＋UCC+24VuiRLT7T8RC8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX差动放大级反馈级偏置电路共射放大级UBE倍增电路恒流源负载准互补功放级保险管负载实用的OCL准互补功放电路：2。功率放大器--实例OTL（OutputTransformerLess）功率放大电路后图电路是一个OTL互补对称功率放大电路，用作电视机伴音功放。其中V1管构成前置电压放大级，信号经C3耦合至V2构成的推动级，R14形成电压串联负反馈，以改善放大性能。C2、C4、C7为相位补偿元件，用以防止高频自激。V3、V4管构成互补功率输出级。C6将信号耦合到负载RL上。R11、R12为限流电阻，防止开机时功放管中电流过大而烧坏功放管。V3、V4管的静态工作点由V2管的静态电流及R6、R7、R8、R9决定。其中R8是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，可稳定功放管的静态电流。电阻R10连接在V2管的基极与电容C6的正极之间，构成直流负反馈，以稳定C6正极的电位为UCC/22。功率放大器--实例OTL功率放大电路R1200kR32.2kC268pFC310FR55.6k£«V23DG15C43300pFR1010kR633£«C5100FV33DG12R111R1333£«12V£«C6200FC70.22FR121R7150V43AX83R91kR8t330V1R4100R230k£«10FC1ui10kR14RL前置放大交流反馈直流反馈自动温漂推动级输出级2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2003：电源电压：±4~±14v峰值电流：3.5A输出功率：10W，2欧静态电流：40ma开环增益：80DB30DB带宽：40~15，000输出阻抗：4欧保护：输出短路保护。应用：汽车音响2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2003：典型应用电路2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2030：电源电压：±6~±18v峰值电流：3.5A输出功率：20W，4欧静态电流：40ma开环增益：90DB30DB带宽：10~140000k输出阻抗：4欧保护：输出短路保护、过热保护，极性反接保护（后加）2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2030：双电源基本电路单电源扩流电路40W2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2030：桥式输出电路40W2。功率放大器--实例TDA2030：电子分频电路2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：电源电压：±4~±14v峰值电流：3.5A输出功率：2*10W，双声道，4欧静态电流：40ma开环增益：60DB30DB带宽：20~80000hz输出阻抗：4欧保护：短路保护、过热保护2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：典型应用2。功率放大器--实例集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：桥式输出2。功率放大器--实例生产厂家：美国半导体器件公司电路形式：OTL输出功率：8负载上可得到5W功率电源电压：最大为28V集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384LM384：2。功率放大器--实例LM38414--电源端（Vcc）3、4、5、7--接地端（GND）10、11、12--接地端（GND）2、6--输入端（一般2脚接地）8--输出端（经500电容接负载）1--接旁路电容（5）9、13--空脚（NC）500-+0.12.78146215Vccui8调节音量电源滤波电容外接旁路电容低通滤波,去除高频噪声输入信号输出耦合大电容2。功率放大器--实例LM3842。功率放大器--实例D类功放（数字功放），采用PWM调制方式特点：效率高（90%）、静态电流小。3。电源A。稳压--前置放大器。B。功放--直接电源，保证动态响应。AC22078XX79XX12312315V2200U2200U470U470UVCCVEELEDLED4。其他电路A。Led电平指示（光柱频谱指示）B。均衡电路（音调控制）C。混响、延迟控制电路D。数字音量调节E。保护电路（过流、反接、防冲击、延时开机等等）说明：A、B、C三种电路均有集成器件。4。其他电路VCC任务：信号输入回路话筒放大信号混合回路前置功率放大集成功放L信号输入回路R前置功率放大集成功放均衡、电平指示、数字音量等其他电路蓝色为基本部分，必须完成。其余可作为发挥部分功放可选在5w~20w之间。名称符号测量条件及公式左通道L右通道R单位噪声电压Ui=0mv最大不失真输出电压f=1KHz,v最大不失真输出功率(只考虑限幅失真)w输入灵敏度Sf=1KHzmv电压增益dBNUUOMPOMAuAu20lgUUOMi＝通道间功率增益差dB输出电阻频带宽度BFH=FL=FH=FL=Hz通道分离度dB名称符号测量条件及公式左通道L右通道R单位PoPPPoLOMROM