第 7 章 低頻功率放大器

1、第第 7 章低頻功率放大器章低頻功率放大器本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)7.1低頻功率放大器概述低頻功率放大器概述7.2單管功率放大器單管功率放大器7.3推挽功率放大器推挽功率放大器7.4無輸出變壓器的推挽功率放大器無輸出變壓器的推挽功率放大器( (OTL) )7.5無輸出電容功率放大器無輸出電容功率放大器( (OCL) )7.6集成電路功率放大器簡(jiǎn)介集成電路功率放大器簡(jiǎn)介本章小結(jié)本章小結(jié)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)理解低頻功率放大器的作用，了解其性能要求和分類。理解低頻功率放大器的作用，了解其性能要求和分類。2理解單管功率放大器的電路組成及工作原理，掌握輸理解單管功率放大器的電路組成及工作原理，掌握輸

2、出功率和效率。出功率和效率。3理解乙類推挽功率放大器的電路中主要元件的作用及理解乙類推挽功率放大器的電路中主要元件的作用及電路的工作原理，掌握輸出功率及效率的計(jì)算，理解電路的工作原理，掌握輸出功率及效率的計(jì)算，理解交變失真的概念、產(chǎn)生的原因及改進(jìn)方式。交變失真的概念、產(chǎn)生的原因及改進(jìn)方式。4掌握掌握 OTL 功放電路組成形式、工作原理。功放電路組成形式、工作原理。5掌握掌握 OCL 功放電路組成形式及要求。功放電路組成形式及要求。6了解幾種集成功放電路的型號(hào)，理解由其構(gòu)成的功了解幾種集成功放電路的型號(hào)，理解由其構(gòu)成的功率放大器的電路形式。率放大器的電路形式。7.1低頻功率放大器概述低頻功率放大

3、器概述7.1.1低頻功率放大器及其要求低頻功率放大器及其要求7.1.2低頻功率放大器的分類低頻功率放大器的分類7.1.1低頻功率放大器及其要求低頻功率放大器及其要求對(duì)功放的要求：對(duì)功放的要求：信號(hào)失真?。挥凶銐虻妮敵龉β?；效率信號(hào)失真小；有足夠的輸出功率；效率高；散熱性能好。高；散熱性能好。低頻功率放大器：低頻功率放大器：向負(fù)載提供足夠大低頻信號(hào)功率的放向負(fù)載提供足夠大低頻信號(hào)功率的放大電路。大電路。7.1.2低頻功率放大器的分類低頻功率放大器的分類動(dòng)畫動(dòng)畫功放電路的類型與效率功放電路的類型與效率乙類功放：乙類功放：Q 點(diǎn)在交流負(fù)載線和點(diǎn)在交流負(fù)載線和 IB = 0 輸出特性曲線交點(diǎn)。輸出特性

4、曲線交點(diǎn)。甲乙類功放：甲乙類功放：Q 點(diǎn)在交流負(fù)載線上略點(diǎn)在交流負(fù)載線上略高于乙類工作點(diǎn)處。高于乙類工作點(diǎn)處。甲類功放：甲類功放：Q 點(diǎn)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。點(diǎn)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。一、以晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)位置分類一、以晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)位置分類電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：輸出波形失真大，靜態(tài)輸出波形失真大，靜態(tài)電流較小，效率較高。電流較小，效率較高。電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：輸出波形無失真，但靜態(tài)輸出波形無失真，但靜態(tài)電流大，效率低。電流大，效率低。電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：輸出波形失真大，但靜態(tài)輸出波形失真大，但靜態(tài)電流幾乎為零，效率高。電流幾乎為零，效率高。二、以功率放大器輸出端特點(diǎn)分類二、以功率放大器輸出端特點(diǎn)分類

5、1有輸出變壓器功放電路。有輸出變壓器功放電路。2無輸出變壓器功放電路無輸出變壓器功放電路( (OTL 功放電路功放電路) )。3無輸出電容功放電路無輸出電容功放電路( (OCL 功放電路功放電路) )。 4橋接無輸出變壓器功放電路橋接無輸出變壓器功放電路( (BTL 功放電路功放電路) )。 7.2單管功率放大器單管功率放大器7.2.1電路組成及工作原理電路組成及工作原理7.2.2輸出功率及效率輸出功率及效率7.2.1電路組成及工作原理電路組成及工作原理一、電路組成一、電路組成V 為功率放大管，為功率放大管，Rb1、Rb2 和和 Re 為分壓式電流負(fù)反饋偏置為分壓式電流負(fù)反饋偏置電路，電路，C

6、e 為射極旁路電容，為射極旁路電容，RL 為負(fù)載電阻，為負(fù)載電阻，T1 和和 T2 為輸入、為輸入、輸出變壓器，統(tǒng)稱為耦合變壓器。輸出變壓器，統(tǒng)稱為耦合變壓器。 耦合變壓器的作用，一是隔斷直流耦合交流信號(hào)，二是阻耦合變壓器的作用，一是隔斷直流耦合交流信號(hào)，二是阻抗變換，使功率管獲得最佳負(fù)載電阻抗變換，使功率管獲得最佳負(fù)載電阻 RL，以便向負(fù)載，以便向負(fù)載 RL 提供提供最大功率。最大功率。L2LRnR 最佳負(fù)載電阻為最佳負(fù)載電阻為式中，是變壓器的匝數(shù)比，稱式中，是變壓器的匝數(shù)比，稱為變比。為變比。21NNn 合理選擇合理選擇 n，可得管子最佳負(fù)載電阻，可得管子最佳負(fù)載電阻 RL。 例例 7.2

7、.1 圖中，負(fù)載圖中，負(fù)載 RL = 8 ，晶體管集電極輸出功率，晶體管集電極輸出功率 Po=140 mW，集電極電流，集電極電流 Ic = 31 mA。求：。求：( (1) )輸出變壓器輸出變壓器 T2 的初級(jí)等效電阻的初級(jí)等效電阻 RL=？( (2) )要使負(fù)載要使負(fù)載 RL 獲得理想的最大功率，獲得理想的最大功率，T2 的變比的變比 n =？L2ccRIP 解解( (1) )因?yàn)橐驗(yàn)?146mA31/mW140/22coLIPR所以所以 L2LRnR ( (2) )因?yàn)橐驗(yàn)樗运?348/146/LL RRn二、電路工作原理二、電路工作原理當(dāng)當(dāng) vi = 0，電路處于靜態(tài)，電路處于靜態(tài)

8、，iC = ICQ。因。因 T2 隔直作用，隔直作用，RL中無電流，放大器無信號(hào)輸出。中無電流，放大器無信號(hào)輸出。當(dāng)當(dāng) vi 0，則，則 vi vbe ib ic。經(jīng)。經(jīng) T2 耦合，耦合，RL 有電流有電流 iL，放大器有信號(hào)功率輸出。放大器有信號(hào)功率輸出。7.2.2輸出功率及效率輸出功率及效率一、輸出功率一、輸出功率圖解分析：圖解分析：1作直流負(fù)載線：作直流負(fù)載線：過過 VG 點(diǎn)作直流負(fù)載線，與點(diǎn)作直流負(fù)載線，與 IBQ 之交點(diǎn)，得靜態(tài)工作點(diǎn)之交點(diǎn)，得靜態(tài)工作點(diǎn) Q。2作交流負(fù)載線：作交流負(fù)載線：過過 Q 點(diǎn)，作交流負(fù)載線點(diǎn)，作交流負(fù)載線 AB。3 畫畫 vCE、iC 波形：波形：得正弦信

9、號(hào)的最大值分得正弦信號(hào)的最大值分別為別為 Icm和和 Vcem，則功放管集，則功放管集電極輸出功率為電極輸出功率為cemcmcemcmceco2122VIVIVIP 可見，輸出信號(hào)越強(qiáng)，輸出功率可見，輸出信號(hào)越強(qiáng)，輸出功率 Po 越大。越大。為不產(chǎn)生飽和失真和截止失真，為不產(chǎn)生飽和失真和截止失真，忽略忽略 VCE S和和 ICEO 時(shí)，則功時(shí)，則功放管不失真條件為放管不失真條件為Icm ICQ Vcem VG，CQcmII GcemVV GCQom21VIP 在輸出信號(hào)最大且不失真時(shí)，有于在輸出信號(hào)最大且不失真時(shí)，有于是功放管不失真最大輸出功率為是功放管不失真最大輸出功率為二、效率二、效率 1

10、電源供給功率為電源供給功率為PG = ICQ VG可見，電源供給功率與信號(hào)無關(guān)?？梢?，電源供給功率與信號(hào)無關(guān)。%502121GCQGCQGomm VIVIPP 2功放管最大效率為功放管最大效率為即即 = 90%可見，最大不失真輸出功率僅為電源供給功率的一半，效率可見，最大不失真輸出功率僅為電源供給功率的一半，效率很低。很低。若考慮若考慮 VCES 和和 ICEO，則功率管的效率，則功率管的效率 僅為僅為 40% 45%，如果再考慮變壓器的效率如果再考慮變壓器的效率 T( (0.75 0.85) )，則甲類功放總效率為，則甲類功放總效率為 = T通常只有通常只有 30% 35%。 結(jié)論，甲類功放

11、電路優(yōu)點(diǎn)是輸出波形失真??；缺點(diǎn)是無信結(jié)論，甲類功放電路優(yōu)點(diǎn)是輸出波形失真??；缺點(diǎn)是無信號(hào)時(shí)，電源供給功率全部轉(zhuǎn)換成熱能，因此效率低。號(hào)時(shí)，電源供給功率全部轉(zhuǎn)換成熱能，因此效率低。工程應(yīng)用工程應(yīng)用功率放大器有一部分電能消耗在功放管上，產(chǎn)生損耗使功功率放大器有一部分電能消耗在功放管上，產(chǎn)生損耗使功放管發(fā)熱，熱的積累將使晶體管性能惡化，甚至燒壞，為放管發(fā)熱，熱的積累將使晶體管性能惡化，甚至燒壞，為保證功放管安全可靠地工作，通常功放管集電極有金屬散保證功放管安全可靠地工作，通常功放管集電極有金屬散熱外殼，另外通常需要給功放管安裝散熱片和采取過載保熱外殼，另外通常需要給功放管安裝散熱片和采取過載保護(hù)措施

12、。護(hù)措施。功放管檢測(cè)與普通三極管類似，但功放管工作電流比較大，功放管檢測(cè)與普通三極管類似，但功放管工作電流比較大，因而其因而其 PN 結(jié)的面積也較大。結(jié)的面積也較大。PN 結(jié)較大，其反相飽和電流結(jié)較大，其反相飽和電流也必然增大。所以，若像測(cè)量中小功率三極管極間電阻那也必然增大。所以，若像測(cè)量中小功率三極管極間電阻那樣，使用萬用表的樣，使用萬用表的 R 1 k 擋測(cè)量，必然測(cè)得的電阻值很擋測(cè)量，必然測(cè)得的電阻值很小，好像極間短路一樣，所以通常使用小，好像極間短路一樣，所以通常使用 R 10 k 或或 R 1 k 擋檢測(cè)功放管擋檢測(cè)功放管 。7.3推挽功率放大器推挽功率放大器7.3.1乙類推挽功率

13、放大器乙類推挽功率放大器7.3.2甲乙類推挽功率放大器甲乙類推挽功率放大器7.3.1乙類推挽功率放大器乙類推挽功率放大器一、電路及其工作原理一、電路及其工作原理V1、V2 為功率放大管，組成為功率放大管，組成對(duì)管結(jié)構(gòu)。在信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)，對(duì)管結(jié)構(gòu)。在信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)，輪流導(dǎo)電，工作在互補(bǔ)狀態(tài)。輪流導(dǎo)電，工作在互補(bǔ)狀態(tài)。T1為輸入變壓器，作用是對(duì)輸入信為輸入變壓器，作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行倒相，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、號(hào)進(jìn)行倒相，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、極性相反的信號(hào)電壓，分別激勵(lì)極性相反的信號(hào)電壓，分別激勵(lì) V1 和和 V2。T2 為輸出變壓器，作用為輸出變壓器，作用是將是將 V1、V2 輸出信號(hào)合成完整的輸出信

14、號(hào)合成完整的正弦波。正弦波。動(dòng)畫動(dòng)畫工作原理：輸入信號(hào)工作原理：輸入信號(hào) vi 經(jīng)經(jīng) T1 耦合，二次側(cè)得兩個(gè)大小相等、耦合，二次側(cè)得兩個(gè)大小相等、極性相反的信號(hào)。極性相反的信號(hào)。由輸出電流由輸出電流 io 波形可見，波形可見，正、負(fù)半周交接處出現(xiàn)了失真，正、負(fù)半周交接處出現(xiàn)了失真，這是由于兩管交接導(dǎo)通過程中，這是由于兩管交接導(dǎo)通過程中，基極信號(hào)幅值小于門檻電壓時(shí)基極信號(hào)幅值小于門檻電壓時(shí)管子截止造成的。故稱為交越管子截止造成的。故稱為交越失真。失真。在信號(hào)正半周，在信號(hào)正半周，V1 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V2 截止截止) )，集電極電流，集電極電流 iC1 經(jīng)經(jīng) T2 耦合，負(fù)載上得到電流耦合，負(fù)載

15、上得到電流io正半周；正半周；在信號(hào)負(fù)半周，在信號(hào)負(fù)半周，V2 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V1 截止截止) )，集電極電流，集電極電流 iC2 經(jīng)經(jīng)T2 耦耦合，負(fù)載上得到電流合，負(fù)載上得到電流 io 負(fù)半周。負(fù)半周。經(jīng)經(jīng) T2 合成，負(fù)載上得一個(gè)放大后的完整波形合成，負(fù)載上得一個(gè)放大后的完整波形io。 動(dòng)畫交越失真動(dòng)畫交越失真二、輸出功率和效率二、輸出功率和效率由于兩管特性相同，工作在互補(bǔ)狀態(tài)，因此圖解分析時(shí)，由于兩管特性相同，工作在互補(bǔ)狀態(tài)，因此圖解分析時(shí)，常將兩管輸出特性曲線相互倒置。常將兩管輸出特性曲線相互倒置。1作直流負(fù)載線，求靜態(tài)工作點(diǎn)。作直流負(fù)載線，求靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)時(shí)，管子截止靜態(tài)時(shí)，管子

16、截止 IBQ= 0，當(dāng)，當(dāng)ICEO 很小時(shí)，很小時(shí)，ICQ 0。過點(diǎn)。過點(diǎn) VG 作作 vCE軸垂線，得直流負(fù)載線。它與軸垂線，得直流負(fù)載線。它與 IBQ = 0 特性曲線的交點(diǎn)特性曲線的交點(diǎn) Q，即為靜，即為靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。2作交流負(fù)載線，畫交流電壓和電流幅值。作交流負(fù)載線，畫交流電壓和電流幅值。過點(diǎn)過點(diǎn) Q 作斜率為作斜率為 - -1/RL的直線的直線 AB，即交流負(fù)載線。其中，即交流負(fù)載線。其中RL為單管等效交流負(fù)載電阻。在不失真情況下，功率管為單管等效交流負(fù)載電阻。在不失真情況下，功率管 V1、V2 最大交流電流最大交流電流 iC1、iC 和交流電壓和交流電壓 vCE1、vCE2

17、 波形如圖所示。波形如圖所示。 3電路最大輸出功率電路最大輸出功率若忽略管子若忽略管子 VCES，交流電壓和交流電流幅值分別為，交流電壓和交流電流幅值分別為L(zhǎng)GcmRVI GcemVV 則最大輸出功率則最大輸出功率LG2GLGom221RVVRVP 即即LG2om2RVP 式中在輸出變壓器的一次線圈匝數(shù)為式中在輸出變壓器的一次線圈匝數(shù)為 N1，二次線圈匝數(shù)為，二次線圈匝數(shù)為 N2時(shí)，時(shí)，則則LLLRnRNNR22214121 式中式中 n = N1/N2。4效率效率理想最大效率為理想最大效率為 m= 78%。若考慮輸出變壓器的效率。若考慮輸出變壓器的效率 T，則乙類推挽功放的總效率為則乙類推挽

18、功放的總效率為 = m T總效率約為總效率約為 60%，比單管甲類功放的效率高。，比單管甲類功放的效率高。電路優(yōu)點(diǎn)：電路優(yōu)點(diǎn)：總效率高。電路缺點(diǎn)：存在交越失真，頻率總效率高。電路缺點(diǎn)：存在交越失真，頻率特性不好。特性不好。7.3.2甲乙類推挽功率放大器甲乙類推挽功率放大器Rb1、Rb2、Re 組成分壓式組成分壓式電流負(fù)反饋偏置電路。靜態(tài)時(shí)，電流負(fù)反饋偏置電路。靜態(tài)時(shí)，V1、V2 處于微導(dǎo)通狀態(tài)，從而處于微導(dǎo)通狀態(tài)，從而避免了交越失真。由于靜態(tài)工避免了交越失真。由于靜態(tài)工作點(diǎn)處于甲、乙類之間，所以作點(diǎn)處于甲、乙類之間，所以稱為甲乙類推挽功率放大器。稱為甲乙類推挽功率放大器。7.4無輸出變壓器的推

19、挽功率放大器無輸出變壓器的推挽功率放大器( (OTL) )7.4.1輸入變壓器倒相式推挽輸入變壓器倒相式推挽 OTL 功放電路功放電路7.4.2互補(bǔ)對(duì)稱式推挽互補(bǔ)對(duì)稱式推挽 OTL 功放電路功放電路7.4.1輸入變壓器倒相式推挽輸入變壓器倒相式推挽 OTL 功放電路功放電路一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)V1、V2 為參數(shù)一致的為參數(shù)一致的 NPN 型功型功率管。率管。R1、R2 和和 Re1 為為 V1 的偏置電的偏置電阻；阻；R3、R4 和和 Re2 為為 V2 的偏置電阻，的偏置電阻，保證管子靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài)，以保證管子靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài)，以克服交越失真?？朔辉绞д?。Re1 和和 Re2

20、 為電流負(fù)反饋電阻，穩(wěn)為電流負(fù)反饋電阻，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，并減小非線性失真。定靜態(tài)工作點(diǎn)，并減小非線性失真。輸入變壓器用作信號(hào)倒相耦合，輸入變壓器用作信號(hào)倒相耦合，在次級(jí)在次級(jí) N1、N2 上產(chǎn)生大小相等、相上產(chǎn)生大小相等、相位相反的信號(hào)位相反的信號(hào) vb1 和和 vb2。CL 為耦合電容，作用是隔直通交，并兼作為耦合電容，作用是隔直通交，并兼作 V2 管的電源。管的電源。二、工作原理二、工作原理vi 正半周，正半周，vb1 0，V1 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V2 截止截止) )，iC1 流過負(fù)載流過負(fù)載RL；vi 負(fù)半周，負(fù)半周，vb2 0，V2 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V1 截止截止) )，iC2 流過負(fù)載流過

21、負(fù)載 RL。在輸入。在輸入信號(hào)信號(hào) vi 一個(gè)周期內(nèi)，兩管輪流工作，一個(gè)周期內(nèi)，兩管輪流工作，RL 上得到完整的放大信上得到完整的放大信號(hào)。號(hào)。靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，A 點(diǎn)電位為點(diǎn)電位為 VG / 2。由于。由于 CL 隔直流，則隔直流，則 RL 上無上無電流。電流。交流通路：交流通路：7.4.2互補(bǔ)對(duì)稱式推挽互補(bǔ)對(duì)稱式推挽 OTL 功放電路功放電路一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)V2、V3 為特性對(duì)稱的異型功放為特性對(duì)稱的異型功放管；管；V1 為激勵(lì)放大管，推動(dòng)為激勵(lì)放大管，推動(dòng) V2、V3功放管。功放管。RP1 作用是調(diào)節(jié)作用是調(diào)節(jié)A點(diǎn)電位保持點(diǎn)電位保持 VG/2。RP2 作用是調(diào)節(jié)作用是調(diào)節(jié) V2、V

22、3 管偏管偏置電流，克服交越失真。置電流，克服交越失真。C4 為自舉電容。使為自舉電容。使 V2、V3 工作工作時(shí)為共射組態(tài)，提高功率增益。時(shí)為共射組態(tài)，提高功率增益。R4 為隔離電阻：對(duì)交流而言，為隔離電阻：對(duì)交流而言，把把 B 點(diǎn)電位和點(diǎn)電位和“地地”點(diǎn)電位分開。點(diǎn)電位分開。二、信號(hào)的放大過程二、信號(hào)的放大過程輸入信號(hào)輸入信號(hào) vi 負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)，V1 輸輸出正半周信號(hào)，出正半周信號(hào)，V2 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V3 截止截止) )，i2 通過通過 RL；vi 正半周時(shí)，正半周時(shí)，V1 輸出輸出負(fù)半周信號(hào)，負(fù)半周信號(hào)，V3 導(dǎo)通導(dǎo)通( (V2 截止截止) )，i3 流過流過 RL。在。在 v

23、i 一周期內(nèi)，一周期內(nèi)，V2、V3 輪流導(dǎo)電，輪流導(dǎo)電，RL 上得到完整的信上得到完整的信號(hào)。號(hào)。動(dòng)畫動(dòng)畫三、最大輸出功率三、最大輸出功率因因 C3 的作用，單管電源電壓為的作用，單管電源電壓為 VG/2。則輸出最大功率時(shí)，。則輸出最大功率時(shí)，輸出管的集電極電壓和集電極電流峰值分別為輸出管的集電極電壓和集電極電流峰值分別為 Gcem21VV LGLcemcm2RVRVI ；忽略飽和壓降和穿透電流，則忽略飽和壓降和穿透電流，則最大輸出功率為最大輸出功率為 GLGcemcmom2122121VRVVIPL2Gom8RVP 即即( (7.4.1) ) 例例 7.4.1 互補(bǔ)對(duì)稱互補(bǔ)對(duì)稱 OTL 功放

24、電路中，功放電路中，VG = 6 V，RL = 8 ，求，求該電路的最大輸出功率。該電路的最大輸出功率。解解W.WL2Gom56088682 RVP7.5無輸出電容功率放大器無輸出電容功率放大器( (OCL) )7.5.1OCL 功放電路簡(jiǎn)析功放電路簡(jiǎn)析7.5.2OCL 實(shí)例電路實(shí)例電路“OCL”功放電路：功放電路：無輸出耦合電容的功率放大器。無輸出耦合電容的功率放大器。7.5.1OCL 功放電路簡(jiǎn)析功放電路簡(jiǎn)析一、中點(diǎn)靜態(tài)電位必須為零一、中點(diǎn)靜態(tài)電位必須為零( (VA = 0) )為防止因輸出端為防止因輸出端 A 與負(fù)載與負(fù)載 RL 直接耦合，造成直流電流對(duì)直接耦合，造成直流電流對(duì)揚(yáng)聲器性能

25、的影響，則揚(yáng)聲器性能的影響，則 A 點(diǎn)靜態(tài)電位必為零。采用的辦法是：點(diǎn)靜態(tài)電位必為零。采用的辦法是：雙電源供電：電壓大雙電源供電：電壓大小相等，極性相反的小相等，極性相反的正負(fù)電源。正負(fù)電源。采用差分放大電路。采用差分放大電路。二、最大輸出功率二、最大輸出功率輸出最大功率時(shí)，集電極電壓和電流的峰值分別為輸出最大功率時(shí)，集電極電壓和電流的峰值分別為GcemVV LGLcemcmRVRVI 則最大輸出功率為則最大輸出功率為GLGcemcmomVRVVIP 2121L2Gom2RVP 即即OCL輸出級(jí)示意圖輸出級(jí)示意圖7.5.2OCL 實(shí)例電路實(shí)例電路一、電路組成說明一、電路組成說明OCL 功放電路

26、實(shí)例功放電路實(shí)例 1用復(fù)合管提高功率輸出級(jí)的電流放大倍數(shù)用復(fù)合管提高功率輸出級(jí)的電流放大倍數(shù)V4、V6 組成組成 NPN 型復(fù)合管，型復(fù)合管，V5、V7 組成組成 PNP 型復(fù)合管。型復(fù)合管。二者組成復(fù)合互補(bǔ)功率輸出級(jí)。從而提高了輸出級(jí)的電流放大二者組成復(fù)合互補(bǔ)功率輸出級(jí)。從而提高了輸出級(jí)的電流放大倍數(shù)，同時(shí)也減小了前級(jí)的推動(dòng)電流。倍數(shù)，同時(shí)也減小了前級(jí)的推動(dòng)電流。 2用差分放大輸入級(jí)抑制零漂用差分放大輸入級(jí)抑制零漂V1、V2 組組成差分輸入級(jí)，成差分輸入級(jí)，控制輸出級(jí)控制輸出級(jí)A點(diǎn)電位不受溫點(diǎn)電位不受溫度等因素的影度等因素的影響而保證靜態(tài)響而保證靜態(tài)零輸出。同時(shí)零輸出。同時(shí)提高電路對(duì)共提高電

27、路對(duì)共模信號(hào)的抑制模信號(hào)的抑制能力。能力。OCL 功放電路實(shí)例功放電路實(shí)例3其他元件的作用其他元件的作用V3 為激勵(lì)級(jí)，為激勵(lì)級(jí)，推動(dòng)功率輸出級(jí)，使推動(dòng)功率輸出級(jí)，使其輸出最大功率。其輸出最大功率。C5 為高頻負(fù)反饋電容，為高頻負(fù)反饋電容，防止防止 V3 高頻自激。高頻自激。R7、V8、V9 組組成成 V4、V6 和和 V5、V7 復(fù)合管基極偏置電路，復(fù)合管基極偏置電路，靜態(tài)時(shí)，使其工作在靜態(tài)時(shí)，使其工作在微導(dǎo)通狀態(tài)，防止產(chǎn)微導(dǎo)通狀態(tài)，防止產(chǎn)生交越失真。生交越失真。OCL 功放電路實(shí)例功放電路實(shí)例R5、C3、R6 組成電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，穩(wěn)定電壓增益，組成電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，穩(wěn)定電壓增益，并減

28、小非線性失真。并減小非線性失真。 R16、C6 組成避組成避免感性負(fù)載引起高頻免感性負(fù)載引起高頻自激的中和電路。自激的中和電路。R4、C2 是差放電源濾波是差放電源濾波電路。電路。C4 為自舉電容，為自舉電容，提高輸出級(jí)的增益，提高輸出級(jí)的增益，并使輸出電壓正負(fù)半并使輸出電壓正負(fù)半周對(duì)稱，提高不失真周對(duì)稱，提高不失真輸出功率。輸出功率。OCL 功放電路實(shí)例功放電路實(shí)例二、信號(hào)放大過程二、信號(hào)放大過程vi 正半周時(shí)，經(jīng)正半周時(shí)，經(jīng) V1、V3 兩次放大和反相，兩次放大和反相，vC3 為正半周，則為正半周，則 V4、V6 導(dǎo)通，導(dǎo)通，i1 經(jīng)經(jīng) R14、RL、地、地、+VG 返回返回 V4、V6

29、形成回路，形成回路，RL 有信號(hào)輸出。有信號(hào)輸出。vi 負(fù)半周時(shí)，負(fù)半周時(shí)，vC3 為負(fù)半周，則為負(fù)半周，則 V5、V7 導(dǎo) 通 ，導(dǎo) 通 ， i2 經(jīng)經(jīng) R1 5、 - -VG、地、地、RL、 R12 返返回回 V5、V7 形成回路，形成回路，RL 有信號(hào)輸出。這樣有信號(hào)輸出。這樣經(jīng)輪番推挽，經(jīng)輪番推挽，RL 上得上得功率放大后的完整信功率放大后的完整信號(hào)。號(hào)。 OCL 功放電路實(shí)例功放電路實(shí)例7.6集成電路功率放大器簡(jiǎn)介集成電路功率放大器簡(jiǎn)介7.6.1LM386 集成功率放大器的應(yīng)用電路集成功率放大器的應(yīng)用電路7.6.2TDA2030 集成功率放大器的應(yīng)用電路集成功率放大器的應(yīng)用電路集成電

30、路功率放大器簡(jiǎn)介集成電路功率放大器簡(jiǎn)介集成功率放大器具有體積小、工作穩(wěn)定、易于安裝和調(diào)試集成功率放大器具有體積小、工作穩(wěn)定、易于安裝和調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，了解其外特性和外線路的連接方法，就能組成實(shí)用電的優(yōu)點(diǎn)，了解其外特性和外線路的連接方法，就能組成實(shí)用電路。因此，得到廣泛的應(yīng)用。路。因此，得到廣泛的應(yīng)用。7.6.1LM386 集成功率放大器的應(yīng)用電路集成功率放大器的應(yīng)用電路LM386 是小功率音頻集成功放。采用是小功率音頻集成功放。采用 8 腳雙列直插式塑腳雙列直插式塑料封裝。料封裝。4 腳為接腳為接“地地”端；端；6 腳腳為電源端；為電源端；2 腳為反相輸入端；腳為反相輸入端；3 腳為同相輸入端；腳

31、為同相輸入端；5 腳為輸腳為輸出端；出端；7 腳為去耦端；腳為去耦端；1、8 腳為增益調(diào)節(jié)端。腳為增益調(diào)節(jié)端。外特性：外特性：額定工作電壓為額定工作電壓為 4 16 V，當(dāng)電源電壓為，當(dāng)電源電壓為 6 V 時(shí)，時(shí)，靜態(tài)工作電流為靜態(tài)工作電流為 4 mA，適合用電池供電。頻響范圍可達(dá)數(shù)百，適合用電池供電。頻響范圍可達(dá)數(shù)百千赫。最大允許功耗為千赫。最大允許功耗為 660 mW( (25 C) )，不需散熱片。，不需散熱片。工作電壓為工作電壓為 4 V，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻為為 4 時(shí)，輸出功率時(shí)，輸出功率( (失真為失真為 10%) )為為 300 mW。工作電壓為。工作電壓為 6 V，負(fù)載電阻為，

32、負(fù)載電阻為 4、8、16 時(shí)，時(shí)，輸出功率分別為輸出功率分別為 340 mW、325 mW 、180 mW。 一、用一、用 LM386 組成組成 OTL 應(yīng)用電路應(yīng)用電路4 腳接腳接“地地” ，6 腳接電源腳接電源( (6 9 V) )。2 腳接地，信號(hào)從腳接地，信號(hào)從同相輸入端同相輸入端 3 腳輸入，腳輸入，5 腳通過腳通過 220 F 電容向揚(yáng)聲器電容向揚(yáng)聲器 RL 提供提供信號(hào)功率。信號(hào)功率。7 腳接腳接 20 F 去耦電容。去耦電容。1、8 腳之間接腳之間接 10 F 電電容和容和 20 k 電位器，用來調(diào)節(jié)增益。電位器，用來調(diào)節(jié)增益。二、用二、用 LM386 組成組成 BTL 電路電

33、路 兩集成功放兩集成功放 LM386 的的 4 腳接腳接“地地”，6 腳接電源，腳接電源，3 腳與腳與2 腳互為短接，其中輸入信號(hào)從一組腳互為短接，其中輸入信號(hào)從一組( (3 腳和腳和 2 腳腳) )輸入，輸入，5 腳腳輸出分別接揚(yáng)聲器輸出分別接揚(yáng)聲器 RL，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。BTL 電路的輸出功率一般為電路的輸出功率一般為 OTL、OCL 的四倍，是目前的四倍，是目前大功率音響電路中較為流行的音頻放大器。大功率音響電路中較為流行的音頻放大器。圖中電路最大輸出功圖中電路最大輸出功率可達(dá)率可達(dá) 3 W 以上。其中，以上。其中，500 k 電位器用來調(diào)整兩電位器用來調(diào)整兩集

34、成功放輸出直流電位的集成功放輸出直流電位的平衡。平衡。 7.6.2TDA2030 集成功率放大器的應(yīng)用電路集成功率放大器的應(yīng)用電路TDA2030 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介外特性外特性：電源電壓范圍為：電源電壓范圍為 6 V 18 V，靜態(tài)電流小，靜態(tài)電流小于于 60 A，頻響為，頻響為 10 Hz 140 kHz，諧波失真小于，諧波失真小于 0.5%，在在 VCC = 14 V，RL = 4 時(shí)，輸出功率為時(shí)，輸出功率為 14 W。1 腳為同相輸入端，腳為同相輸入端，2 腳腳為反相輸入端，為反相輸入端，4 腳為輸出端，腳為輸出端，3 腳接負(fù)電源，腳接負(fù)電源，5 腳接正電源。腳接正電源。電路特點(diǎn)是引腳和外接元件少。電路特點(diǎn)是引腳和外接元件少。TDA2030 應(yīng)用電路應(yīng)用電路V1、V2 組成電源極性保護(hù)電路，防止電源極性接反損組成電源極性保護(hù)電路，防止電源極性接反損壞集成功放。壞集成功放。C3、C5 與與 C4、C6 為電源濾波電容，為電源濾波電容，100 F 電電容并聯(lián)容并聯(lián) 0.1 F 電容的原因是電容的原因是 100 F 電解電容具有電感效應(yīng)。電解電容具有電感效應(yīng)。信號(hào)