功率放大器的工作原理

功率放大器的工作原理

(一)40W高保真功率放大器的工作原理
   
本电路主要用于单声道40W高保真功率放大，其核心元件为集成功率放大集成电路LM1875。
   
圭要技术指标为：频率范围-20Hz～20kHz;负载阻抗一8Ω；输出40W功率时，失真率仅0.05%；电源电压范围-20～80V。
   
电路如图3-37所示。工作时，音频信号经π型衰减网络R1、R2、Cl对信号筛选后，送人功率放大集成电路IC1的①脚进行功率放大，并由IC1的④脚输出推动扬声器BL，发出40W的连续正弦波功率信号。      
    
其中R1、R2. C1对低频信号衰减程度大，而对声频信号呈低阻。电阻尺。为负反馈网络，用来稳定输出波形。R3、C2为低频校正网络，以展宽音频频带。R5、C6为高频校正网络，以防止电路出现自激。
   
IC1采用的是美国国家半导体公司生产的LM1875，其外形、管脚排列及管脚功能见图3-37(b)。
  
由于LM1875外围元件少，制作非常容易，无须调试即可。LM1875内具有欠压、过压、短路、热失控、瞬时音响峰值保护等诸多优点，因此在使用时电路不易损坏。
 
(二)60W全对称OCL功率放大器的工作原理    KA2804      
   
该电路以简洁为上，它摒弃了繁琐的补偿、伺服等电路，以使音频信号尽可能减小损耗，原汁原味地表现出来。电路的主要指标如下。
   
频率响应范围—-O～lOOkHz±3dB；失真度-0.05%；输出功率-60W。
   
该放大器的电路如图3-38所示。这是一全对称OCL电路，差分输入放大、激励、功率放大按互补对称方式连接。由于差分管的性能直接决定整个功放电路的性能，所以差分输入级VTl、VT2采用一体化差分管2SC1583和2SA798，以提高整机的稳定性，并保证音质。     


由差分输入级放大后的信号经VT3、VT4直接送入功率放大管VT5、VT6。
   
由于本机以简洁为宗旨，所以元器件的质量就显得尤为重要。电阻用1/2W高质量的金属膜电阻，电容使用进口CBB电容，所有晶体管要严格配对，配对误差要在3%以内。L1用ф1.Omm漆包线在ф12mm骨架上密绕10匝后而成。电路调整非常简单，焊接无误后调整功放管VT5、VT6的静态电流在lOOmA左右即可。如果电路中点电位无法控制在30mV以下，需要检查一下晶体管的配对误差。
   
三极管VT1选用2SC1583型。VT2选用2SA798型。VT3选用2SA985型。VT4选用2SC2275型。场效应管VT5选用2SK134型。VT6选用2SJ49型。
  

(三)纯直流BTL功率放大器的工作原理
   
纯直流BTL功率放大器末级功率输出使用了一致性较好的功率配对模块，因而无需考虑配对问题。该电路全对称结构，平衡激励，平衡输出，使得同相干扰基本抵消，偶次谐波失真减到了最小程度，交流声极小。电源利用率高，功率输出可达150w+150w。
   
该电路电原理图如图3-39所示。VT1～VT4构成互补差分放大器（工作原理可参见后述），选择参数一致的四个簪子，使Ib1=Ib2，Ib3=Ib4，则基极电阻R1、R2中就无直流流过，从而消除了基极回路电流变化对输出的影响。此外，互补差放级对输入电压的共模变化有良好的平衡作用，还可输出不同相位的激励信号，为由VT5、VT6和VT9、VT10构成的增益高、失真小的推动电路平衡激励功率管创造了条件，同时也使得BTL的功率推动电路得以简化。功率输出BTL电路由两块TD5BC10 (VT7、VT8)担任。VT1、VT3、VT6、VT10选用2N5551型。VT2、VT4、VT5、VT9选用2N5401型。二极管VD1～VD6选用2CP6型。            

该电路结构简单，可自行设计印制板。分别调整RP1、RP2，可使VT7、VT8静态电流为20～50mA。该电路部分实测指标如下：最大正弦功率--150W;频率响应--0～1.2MHz;失真度——≤0.01%；信噪比一一≥96dB;输出零漂——≤0.05V。