音頻放大器原理與應(yīng)用.ppt

音頻放大器原理及應(yīng)用,機電實踐班,1。電壓放大（話筒、前置） 2。功率放大器 4。電源 5。其他電路（均衡、混響、電平指示、數(shù)字音量、保護電路等等）,內(nèi)容：,音頻放大器的結(jié)構(gòu)與組成,放大、 混響,混 合 電 路,選 擇 開 關(guān),前置 放大,功率 放大,均衡,前置 放大,功率 放大,均衡,MIC1 MIC2 TAPE CD VCD RADIO,家用功率放大器的內(nèi)部組成,電源,平衡 非平衡,平衡 非平衡,音量 調(diào)節(jié),音量 調(diào)節(jié),前置 放大,功率 放大,前置 放大,功率 放大,延 時 接 通,過 載 保 護 、 零 點 漂 移 保 護,電源系統(tǒng),平衡 輸入 非平衡 輸入 平衡 輸入 非平衡 輸入,專業(yè)功率放大器的內(nèi)部組成,1。電壓放大 單晶體管放大電路：,Vcc R1 R2 Vout Vin Vout =R2/(R1|rbe) Vin W=Vout2/R2,1。電壓放大 集成運算放大電路：LM324NE5532AD826,NE5532： 單位增益帶寬.10 MHz 典型值 高 dc 電壓增益. 100V/mV 典型值 VCC18V 和RL600 歐姆 電源電壓范圍寬. 3V 至 20V,1。電壓放大 NE5532：,單電源同向放大器,1。電壓放大 NE5532：,雙電源同向放大器,1。電壓放大 NE5532：,擴流放大器,1。電壓放大 集成運算放大電路：LM324NE5532AD826,AD826： 單位增益帶寬.2050 MHz 典型值 共模抑制比.100 dB 典型值 VCC15V 和RL500 歐姆 電源電壓范圍寬. 5V 至 18V,1。電壓放大 AD826：,同向放大器,1。電壓放大 AD826：,反向放大器,1。電壓放大 集成運算放大電路：LM324,LM324： 單位增益帶寬.2050 MHz 典型值 共模抑制比.85 dB 典型值 RL2K 歐姆 輸出電流：20-50ma 電源電壓范圍寬. 1.5V 至 15V 極限VCC16V,1。電壓放大 LM324：,單電源同向放大器,1。電壓放大 LM324：,單電源反向放大器,2。功率放大器 特點： （1）輸出功率足夠大。為獲得足夠大的輸出功率，功放管的電壓和電流變化范圍應(yīng)很大。為此，它們常常工作在大信號狀態(tài)，接近極限工作狀態(tài)。 （2）效率高。功率放大器的效率是指負載上得到的信號功率與電源供給的直流功率之比。對于小信號電壓放大器來講，由于輸出功率較小，電源供給的直流功率也小，因此效率問題就不需要考慮。,2。功率放大器 特點： （3）非線性失真小。功率放大器是在大信號狀態(tài)下工作，電壓、電流擺動幅度很大，極易超出管子特性曲線的線性范圍而進入非線性區(qū)造成輸出波形的非線性失真。因此，功率放大器比小信號的電壓放大器的非線性失真問題嚴重。在實際應(yīng)用中，有些設(shè)備對失真問題要求很嚴，因此，要采取措施減小失真，使之滿足負載的要求。 (4)保護及散熱。功放管承受高電壓、大電流，因而功放管的保護及散熱問題也應(yīng)重視。功率放大器工作點的動態(tài)范圍大，因此只適宜用圖解法進行分析。,2。功率放大器 單晶體管功率放大器：,Vcc R1 n1 n2 RL Vin IL=Vin/(R1|rbe) , IL= IL n1/n2 , VL= Vin/(R1| rbe) n1/n2)RL 實際上，由于RL遠小于 R1| rbe ， 因此該電路的電壓放大倍數(shù) VL /Vin 是比較小的，約=1；但是電流卻被放大了若干倍。因此，該電路往往是電流放大電路。,2。功率放大器-分類,a。甲類： 當靜態(tài)工作點Q設(shè)在負載線性段的中點，整個信號周期內(nèi)都有電流IC通過時，稱為甲類功放。,功率放大器一般是根據(jù)功放管工作點選擇的不同進行分類。有甲類、乙類及甲乙類功率放大器,2。功率放大器-分類,b。乙類： 若將靜態(tài)工作點Q設(shè)在橫軸上，則IC僅在半個信號周期內(nèi)通過，其輸出波形被削掉一半，稱為乙類功放。,2。功率放大器-分類,c。甲乙類： 若將靜態(tài)工作點設(shè)在線性區(qū)的下部靠近截止區(qū)，則其IC的流通時間為多半個信號周期，輸出波形被削掉一部分稱為甲乙類功放。,2。功率放大器-分類,乙類互補對稱功放： 如果電路處在甲類放大狀態(tài)，則靜態(tài)工作電流大，因而效率低。若用一個管子組成甲乙類或乙類放大電路，就會出現(xiàn)嚴重的失真現(xiàn)象。乙類互補對稱功放，既可保持靜態(tài)時功耗小，又可減小失真。,交越失真,2。功率放大器-分類,甲乙類互補對稱電路: 乙類互補對稱電路效率比較高，但由于三極管的輸入特性存在有死區(qū)，而形成交越失真。采用甲乙類互補對稱電路，可以克服交越失真問題。其原理是靜態(tài)時，在V1、V2管上產(chǎn)生的壓降為V3、V4管提供了一個適當?shù)恼妷海怪幱谖?dǎo)通狀態(tài)。由于電路對稱，靜態(tài)時iC1=iC2，io=0，Uo=0。有信號時，由于電路工作在甲乙類，即使ui很小，也基本上可線性放大。 ,2。功率放大器-分類,復(fù)合管互補對稱電路: 采用復(fù)合管的互補對稱輸出級，可以降低對前級推動電流的要求，不過其直接為負載RL提供電流的兩個末級對管V3、V4的類型截然不同。在大功率情況下，兩者很難選配到完全對稱。 改進的電路被稱為準互補對稱電路。其兩個末級對管是同一類型，因此比較容易配對。電路中Re1、Re2的作用是使V3和V管能有一個合適的靜態(tài)工作點。,2。功率放大器-實例,OCL（ Output CapacitorLess ）功率放大電路 下圖為OCL高保真功率放大器的典型應(yīng)用電路，其中V1、V2、V3管組成的恒流源差動放大器為前置放大級，除了對輸入信號進行放大外，還有溫度補償和抑制零漂的作用。V4、V5管構(gòu)成中間放大級。V7到V10管為準互補OCL電路，作為輸出級。Re7Re10可使電路穩(wěn)定。V6管及Re4、Re5構(gòu)成“UBE擴大電路”，調(diào)節(jié)Re4可改變加在V7、V8管基極間的電壓，以消除交越失真。Rf、C1和Rb2構(gòu)成串聯(lián)負反饋，以提高電路穩(wěn)定性并改善性能。,2。功率放大器-實例,OCL功率放大電路,差動放大級,反饋級,偏置電路,共射放大級,UBE 倍增 電路,恒流源 負載,準互補功放級,保險管,負載,實用的OCL準互補功放電路：,2。功率放大器-實例,OTL（Output TransformerLess）功率放大電路 后圖電路是一個OTL互補對稱功率放大電路，用作電視機伴音功放。其中V1管構(gòu)成前置電壓放大級，信號經(jīng)C3耦合至V2構(gòu)成的推動級，R14形成電壓串聯(lián)負反饋，以改善放大性能。C2、C4、C7為相位補償元件，用以防止高頻自激。V3、V4管構(gòu)成互補功率輸出級。C6將信號耦合到負載RL上。R11、R12為限流電阻，防止開機時功放管中電流過大而燒壞功放管。V3、V4管的靜態(tài)工作點由V2管的靜態(tài)電流及R6、R7、R8、R9決定。其中R8是熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，可穩(wěn)定功放管的靜態(tài)電流。電阻R10連接在V2管的基極與電容C6的正極之間，構(gòu)成直流負反饋，以穩(wěn)定C6正極的電位為UCC/2。,2。功率放大器-實例,OTL功率放大電路,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2003： 電源電壓： 4 14v 峰值電流：3.5A 輸出功率：10W，2歐 靜態(tài)電流：40ma 開環(huán)增益 ：80DB 30DB帶寬：4015，000 輸出阻抗：4歐 保護：輸出短路保護。應(yīng)用：汽車音響,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384,TDA2003： 典型應(yīng)用電路,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2030： 電源電壓： 6 18v 峰值電流：3.5A 輸出功率：20W，4 歐 靜態(tài)電流：40ma 開環(huán)增益 ：90DB 30DB帶寬：10140000k 輸出阻抗：4歐 保護：輸出短路保護、過熱保護，極性反接保護（后加）,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2030：,雙電源基本電路,單電源擴流電路 40W,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384,TDA2030： 橋式輸出電路 40W,2。功率放大器-實例,TDA2030： 電子分頻電路,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2009： 電源電壓： 4 14v 峰值電流：3.5A 輸出功率：2*10W，雙聲道，4歐 靜態(tài)電流：40ma 開環(huán)增益 ：60DB 30DB帶寬：2080000hz 輸出阻抗：4歐 保護：短路保護、過熱保護,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2009：典型應(yīng)用,2。功率放大器-實例,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2009： 橋式輸出,2。功率放大器-實例,生產(chǎn)廠家：美國半導(dǎo)體器件公司,電路形式：OTL,輸出功率：8負載上可得到5W功率,電源電壓：最大為28V,集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384 LM384：,2。功率放大器-實例 LM384,14 - 電源端（ Vcc）,3、4、5、7 - 接地端（ GND） 10、11、12 - 接地端（GND）,2、6 - 輸入端 （一般2腳接地）,8 - 輸出端 （經(jīng)500 電容接負載）,1 - 接旁路電容（5 ）,9、13 - 空腳（NC）,調(diào)節(jié)音量,電源濾波電容,外接旁路電容,低通濾波,去除高頻噪聲,輸入信號,輸出耦合大電容,2。功率放大器-實例 LM384,2。功率放大器-實例,D類功放（數(shù)字功放），采用PW