第四章低頻功率放大電路4.1概述4.2常用低頻功率放大器4.3典型功放集成電路及其應(yīng)用4.1.2低頻功率放大器的分類4.1.1低頻功率放大電路的根本要求4.2.1OCL功率放大器4.2.2OTL功率放大器4.2.3功放器件的選用和平安使用常識(shí)4.3.2典型功放集成電路應(yīng)用實(shí)例4.3.1典型功放集成電路簡介2．對(duì)功率放大器的根本要求4.1概述4.1.1低頻功率放大電路的根本要求

1．低頻功率放大器的功能向負(fù)載提供足夠大低頻信號(hào)功率的放大電路。〔2〕有盡可能高的能量轉(zhuǎn)換效率〔1〕能向負(fù)載輸出足夠大的不失真功率〔4〕功放管散熱性能要好〔3〕盡可能小的非線性失真1．按功放管的工作狀態(tài)分類功放管〔三極管〕始終工作在三極管輸出特性曲線的線性局部,即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，功放管均有電流，故電路輸出波形失真小，但因靜態(tài)時(shí)，功放管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且靜態(tài)電流〔ICQ〕較大,電路轉(zhuǎn)換效率較低，理想情況下最大效率可達(dá)50%。4.1.2低頻功率放大電路的分類〔1〕甲類功率放大器〔2〕乙類功率放大器靜態(tài)時(shí)，功放管處于截止?fàn)顟B(tài)，即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi),功放管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的。因此，電路需用兩只參數(shù)根本一致的功放管輪流工作〔推挽〕才能輸出完整的波形信號(hào)。由于靜態(tài)電流為零，電路轉(zhuǎn)換效率較高，理想情況下可達(dá)78.5%，但電路輸出波形存在交越失真。在靜態(tài)時(shí)，功放管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，功放管只在輸入信號(hào)的大半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。與乙類功率放大器電路一樣，需用兩只參數(shù)根本一致的功放管輪流工作〔推挽〕才能輸出完整的波形信號(hào)。電路具有克服交越失真的優(yōu)點(diǎn)，但由于電路中存在很小的靜態(tài)電流，使電路轉(zhuǎn)換效率略低于乙類?！?〕甲乙類功率放大器2.按耦合方式分類〔1〕阻容耦合功率放大電路——功放電路輸出端通過耦合電容連接負(fù)載?！?〕變壓器耦合功率放大電路——功放電路輸出端通過變壓器連接負(fù)載?！?〕直接耦合功率放大電路——功放電路輸出端無需通過任何元件而直接與負(fù)載相連。4.2.1OCL功率放大器1．電路組成〔3〕采用大小相等、極性不同的雙電源供電。〔4〕靜態(tài)時(shí)兩功放管均處于截止?fàn)顟B(tài)，電路工作在乙類狀態(tài)。一、未設(shè)偏置電路的OCL功放電路〔2〕輸出端采用直接耦合?！?〕由一對(duì)特性參數(shù)完全相同、導(dǎo)電類型不同的功放管V1〔NPN管〕和V2〔PNP管〕組成的射極輸出器構(gòu)成。RLVccVcc4.2常用低頻功率放大器當(dāng)輸入信號(hào)為正半周時(shí)，V1導(dǎo)通〔V2截止〕，集電極電流iC1流經(jīng)負(fù)載RL，在RL兩端產(chǎn)生正半周輸出信號(hào)電壓vo。當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，V2導(dǎo)通〔V1截止〕，集電極電流iC2流經(jīng)負(fù)載RL，在RL兩端產(chǎn)生負(fù)半周輸出信號(hào)電壓vo。

2.工作原理綜上所述，在輸入信號(hào)變化一個(gè)周期內(nèi)，V1與V2交替導(dǎo)通半周，猶如一推一挽，在負(fù)載上合成完整的輸出信號(hào)波形。通常稱這種電路為推挽電路。乙類推挽功放電路效率雖高，理想時(shí)可達(dá)78.5%，但輸出波形卻產(chǎn)生了失真。輸出波形輸入波形VccVccRL輸出波形在正、負(fù)半周的交替處產(chǎn)生的失真稱為交越失真。

3.交越失真及其消除方法產(chǎn)生交越失真的原因：當(dāng)基極信號(hào)幅值小于死區(qū)電壓時(shí)，三極管不導(dǎo)通或?qū)ㄇ闆r不好，造成兩功放管在輸出電壓的正、負(fù)半周交接處〔零點(diǎn)附近〕產(chǎn)生了波形失真。交越失真消除交越失真的方法：給功放管設(shè)置適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?，使其靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即工作于甲乙類狀態(tài)。

二、加有偏置電路的OCL功放電路〔4〕R2還是V5管的發(fā)射極負(fù)反響電阻，起穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)和改善輸出信號(hào)失真的作用。〔1〕鼓勵(lì)管〔推動(dòng)管〕V5起電壓放大作用，推動(dòng)功放管工作?！?〕R1是V5管的集電極電阻，可將V5放大的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。〔3〕V3、V4、R1和R2構(gòu)成V1、V2的偏置電路，使電路工作于甲乙類狀態(tài)，其目的是克服交越失真。

1．電路組成

2．工作原理〔1〕在vi的正半周，V5輸出負(fù)極性信號(hào)，V1反偏截止，V2正偏導(dǎo)通，信號(hào)經(jīng)V2放大后，形成信號(hào)電流iC2，并在RL兩端產(chǎn)生正半周輸出信號(hào)電壓vo。V2的直流電源由–Vcc提供?！?〕在vi的負(fù)半周，V5輸出正極性信號(hào)，V2反偏截止，V1正偏導(dǎo)通，信號(hào)經(jīng)V1放大后，形成信號(hào)電流iC1，并在RL兩端產(chǎn)生負(fù)半周輸出信號(hào)電壓vo。V1的直流電源由Vcc提供。

3．OCL功放電路的輸出功率和效率〔2〕由于功放管靜態(tài)時(shí)有微小的偏置電流，所以其最大效率略低于乙類。〔1〕OCL功放電路最大輸出功率4.2.2OTL功率放大器〔1〕V1、RP1、R1、R2、R3、R5和C2組成鼓勵(lì)級(jí)。其中C2是中和電容，防止電路產(chǎn)生高頻自激。1.電路組成〔2〕RP1作用：①給V1發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓；②調(diào)節(jié)電路中點(diǎn)電壓，使；③引入電壓并聯(lián)負(fù)反響作用，既可穩(wěn)定Q點(diǎn)又能穩(wěn)定輸出電壓?！?〕V3、V4互補(bǔ)對(duì)稱，起功放作用；〔4〕二極管V2和可調(diào)電阻RP2的作用：消除電路的交越失真?！?〕C4、R4組成“自舉電路〞，其作用是改善輸出波形?！?〕電路與負(fù)載之間的連接采用電容耦合。輸出耦合電容C5由于充電而有直流電壓VC〔等于Vcc的一半，且左端為正，右端為負(fù)〕，還兼作V4的直流電源?！?〕C3、R6組成電源退耦電路，用于濾除電源中的各種干擾信號(hào)。在輸入信號(hào)vi的負(fù)半周，V1輸出正極性信號(hào)，此時(shí)，V3正偏導(dǎo)通，V4反偏截止，信號(hào)經(jīng)V3放大后形成信號(hào)電流iC3，在RL兩端產(chǎn)生正半周輸出信號(hào)電壓vo。此時(shí)，直流電源經(jīng)V3向C5充電。2.工作原理在輸入信號(hào)vi的正半周，V1輸出負(fù)極性信號(hào)，V4正偏導(dǎo)通，V3反偏截止，C5經(jīng)V4向負(fù)載RL放電〔C5起到負(fù)電源的作用〕，信號(hào)經(jīng)V4放大后形成信號(hào)電流iC4，并在RL兩端產(chǎn)生負(fù)半周輸出信號(hào)電壓vo。3.電路的最大輸出功率：解：[例]在如下圖的OTL功放電路中，求：該電路的最大輸出功率。4.2.3功放器件的選用和平安使用常識(shí)1．功放管的選用〔3〕對(duì)于OCL和OTL功放電路，功放管選用時(shí)應(yīng)注意配對(duì)原那么?！?〕OCL功放電路：〔2〕OTL功放電路：〔4〕集電極損耗功率應(yīng)低于PCM。2.功放管平安使用常識(shí)〔3〕不能把兩個(gè)功放管的金屬外殼或散熱片直接安裝到散熱板〔或片〕上?！?〕功放管在使用的過程中，必須采用相應(yīng)的散熱措施?！?〕在更換功放管時(shí)，除考慮配對(duì)原那么外，還應(yīng)先檢查其前級(jí)推動(dòng)電路或負(fù)載是否存在故障，以免更換功放器件后再次損壞?！?〕不能在功放電路通電的情況下連接音箱線?！?〕在開、關(guān)功放電路的電源之前，要把功放電路的音量電位器旋至最小。4.3.1典型功放集成電路簡介4.3典型功放集成電路及其應(yīng)用

TDA2030是德律風(fēng)根公司生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)，其輸出功率大于10W，輸出電流峰值最大可達(dá)3.5A，被廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備中。1.電路特點(diǎn)集成功放具有溫度穩(wěn)定性好，電源利用率高，功耗較低，非線性失真較小，工作平安可靠、開機(jī)沖擊電流極小等優(yōu)點(diǎn)。2.引腳說明4.3.2典型功放集成電路應(yīng)用實(shí)例——音頻功率放大器