OLC放大器設(shè)計方法資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。OLC放大器設(shè)計方法TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc254194212OLC放大器設(shè)計方法PAGEREF_Toc254194212h1HYPERLINKl_Toc254194213各級電壓增益的分配PAGEREF_Toc254194213h2HYPERLINKl_Toc254194214電源電壓的計算PAGEREF_Toc254194214h2HYPERLINKl_Toc254194215下面是互補管T3和T4的選擇以及R3,R4,R5的計算PAGEREF_Toc254194215h3H

2、YPERLINKl_Toc2541942161)、T3、T4的選擇。PAGEREF_Toc254194216h3HYPERLINKl_Toc2541942172）、R3,R4的確定PAGEREF_Toc254194217h3HYPERLINKl_Toc2541942183）、平衡電阻R5的確定PAGEREF_Toc254194218h3HYPERLINKl_Toc2541942194）、偏置電路的計算PAGEREF_Toc254194219h3HYPERLINKl_Toc2541942204）、推動級的設(shè)計PAGEREF_Toc254194220h4HYPERLINKl_Toc25419422

3、15）、輸入級電路的設(shè)計PAGEREF_Toc254194221h5HYPERLINKl_Toc2541942226）、反饋支路計算PAGEREF_Toc254194222h5HYPERLINKl_Toc254194223音調(diào)控制電路的設(shè)計PAGEREF_Toc254194223h6HYPERLINKl_Toc254194224信號在低頻區(qū)PAGEREF_Toc254194224h7HYPERLINKl_Toc2541942252.信號在高頻區(qū)PAGEREF_Toc254194225h9HYPERLINKl_Toc254194226設(shè)計方法PAGEREF_Toc254194226h10HYPE

4、RLINKl_Toc254194227前置級的設(shè)計PAGEREF_Toc254194227h11HYPERLINKl_Toc254194228電路選擇PAGEREF_Toc254194228h11HYPERLINKl_Toc254194229場效應(yīng)管共源放大器的設(shè)計PAGEREF_Toc254194229h12HYPERLINKl_Toc254194230源極跟隨器的設(shè)計PAGEREF_Toc254194230h12HYPERLINKl_Toc254194231射極跟隨器的設(shè)計PAGEREF_Toc254194231h13HYPERLINKl_Toc254194232設(shè)計舉例PAGEREF_T

5、oc254194232h13HYPERLINKl_Toc254194233OCL功率放大器設(shè)計舉例PAGEREF_Toc254194233h13OLC放大器設(shè)計方法各級電壓增益的分配根據(jù)額定輸出功率P0和負(fù)載阻抗RL，求出輸出電壓V0=SKIPIF10(V0為有效值)。則整機中頻電壓增益為Avm=V0/Vi=SKIPIF10/Vi由于前置級對輸出的噪聲電壓影響不大，一般增益不宜太高，通常選前置級增益Avm1=510。對音頻控制電路無中頻增益要求，一般選音頻控制電壓增益Avm2=1。功率輸出級電壓增益則可通過控制總增益來確定，若其中頻電壓增益為Avm3.則要求：Avm1Avm2Avm3AvmOL

6、C功率電路通?？煞殖晒β瘦敵黾?、推動級（激勵級）和輸入級3部分。電源電壓的計算a)、為了保證電路安全可靠，通常使電路最大輸出功率Pom比額定輸出功率P0要大一些，一般取Pom=（1.52）P0。放大器的最大輸出電壓Vom應(yīng)根據(jù)Pom來計算：SKIPIF10因為考慮到管子飽和壓降等因素，放大器的最大輸出電壓Vom總是小于電源電壓。令SKIPIF10，則SKIPIF10稱為電源電壓利用率，一般取值范圍為0.60.8，由此可得：SKIPIF12EcICMSKIPIF10.2Pom+I0EC式中，V(BR)CEO為集電極發(fā)射級反向擊穿電壓，B表示反向。單位為V。ICM為集電極最大允許直流電流，C表示集

7、電極，M表示最大。SKIPIF10為Ec/RL壁紙的替代符號。PCM為集電極最大直流耗散功率。一般T1、T2射極電阻R1和R2去R1=R2=（0.050.1）RL；Io為靜態(tài)電流，一般Io為2030mA.在選管子時，T1,T2盡量對稱，大功率管亥應(yīng)考慮散熱器的配置。下面是互補管T3和T4的選擇以及R3,R4,R5的計算1)、T3、T4的選擇。T3,T4分別與T1,T2復(fù)合，其承受的最大反相電壓均為2Ec，最大集電極電流時T1,T2的最大集電極電流的1/SKIPIF12EcICMSKIPIF1SKIPIF10式中，Pclmax為SKIPIF10的比值，T3為NPN型，T4為PNP型，并使SKIP

8、IF102）、R3,R4的確定已知T1,T2的輸入電阻為ril=rbe1+(1+SKIPIF101)R1,ri2=rbe2+(1+SKIPIF102)R2,大功率管的rbe1、rbe2一般為10歐姆左右，并且，要讓T3的射極電流大部分注入T1的基極。則R3=（510）ril=R43）、平衡電阻R5的確定已知T3,T4分別為NPN和PNP型，電路接法不同，所以兩管的輸入阻抗不相等，這會使加在兩管基極的輸入信號不對稱，為了讓T3,T4基極的輸入信號對稱，需要加平衡電阻R5以保證復(fù)合管輸入電阻相等，因此，R5應(yīng)滿足R5=R3/ril。4）、偏置電路的計算已知SKIPIF10VB4=VBE3+VBE1

9、+|VBE4|設(shè)VBE3=VBE1=|VBE4|=0.7V可得VB3-VB42.1V又因為VCE9=VB3-VB4VBE9SKIPIF10設(shè)VBE9=0.7V,則SKIPIF10=3可得R8=2R9為了保證T9基極電壓的穩(wěn)定，取IR8=（510）ICQ9/SKIPIF10。若忽略IR8和Ib3的分流作用，則ICQ9ICQ5（ICQ5的計算見下面推動級的設(shè)計），故有SKIPIF10,SKIPIF10為了調(diào)節(jié)偏置電壓的數(shù)值，R8可改用一固定電阻與可調(diào)電阻并聯(lián)，使其并聯(lián)值等于R8。因為T9對最大電流和耐壓要求不高，可選用普通3DG型管。4）、推動級的設(shè)計a)、ICQ5的確定推動級為一甲類小信號放大器

10、，為了保證信號不失真，要求：ICQ5SKIPIF10一般取ICQ5（210mA，則SKIPIF10b)、R6和R7的計算因為T9的偏置電路輸出電阻很小，T5的直流負(fù)載主要是R6+R7（R7為直流負(fù)載，R6為該電路的有效負(fù)載），并且VB4-0.7V,由此可得R6+R7=SKIPIF1R720RL確定R7后就可以確定R6.c)、自舉電容C1的確定自舉電容的取值依據(jù)是：在SKIPIF10下，其容抗XC1R7。一般取SKIPIF1VCE5max=2EcPCMEc*ICQ5一般取PCM=5Ec*ICQ55）、輸入級電路的設(shè)計a)、差分管工作電流的確定輸入級為一差分放大器，差分管T6，T7的集電極電流若太

11、大，會增加管耗，并使失調(diào)電壓和漂移增大；若太小又會降低電路的開環(huán)增益。一般選取IC6=IC7(0.52)mA,IC8=IC7+IC6,T6,T7的SKIPIF10值應(yīng)高一些，兩管的參數(shù)應(yīng)盡量一致。b)、R10,R11和R12的計算SKIPIF1IB8,IB8=IC8/SKIPIF108,一般取ID3mA，則SKIPIF10SKIPIF11.2Ec，PCM5PC=5(IC6EC),SKIPIF106=SKIPIF107,并且T6，T7和T8的反向電流越小越好。6）、反饋支路計算差分電流引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使其輸入電阻提高，因此，基極電阻R15對該級輸入電阻影響很大。一般取R15=1547kSKI

12、PIF10另外，要使電錄對稱，要求R13=R15。由閉環(huán)增益Auf1+R13/R14,可得SKIPIF10反饋電容C2應(yīng)保證在fL時，其容抗XC2R14,一般取SKIPIF10耦合電容C3一般取SKIPIF107)、補償元器件的選取為使負(fù)載在高頻時仍為純電阻，需加補償電阻R16和補償電容C6。一般取SKIPIF10,SKIPIF10為消除電路的高頻自激，通常在T5的b,c極之間，r15兩端加消振電容，電容數(shù)值有實驗確定，一般取100200pF。音調(diào)控制電路的設(shè)計常用的音頻控制電路有3種，第一種是RC衰減式音調(diào)控制電路，其調(diào)節(jié)范圍較寬，但容易產(chǎn)生失真；第二種是反饋型音調(diào)控制電路，非線性失真小，調(diào)

13、節(jié)范圍小一些，用的比較多；，第三種是混合式音調(diào)控制電路，其電路復(fù)雜，多用于高級收錄機中。從經(jīng)濟效益來看，負(fù)反饋型電路簡單，失真小，多選用負(fù)反饋型。負(fù)反饋音調(diào)控制電路如下圖所示，Z1,Zf是由RC組成的網(wǎng)絡(luò)，放大電路為集成運放（UA741），閉環(huán)章子怡Auf為SKIPIF10當(dāng)信號頻率不同時，Z1和Zf的阻值也不同，所以Auf隨著頻率的改變而變化。假設(shè)Z1,Zf包含的RC元器件不同，可以組成4中不同形式的電路，如圖a,b,c,d.圖a如圖a,若C1取值較大，則只在頻率很低時起作用，在低頻區(qū)，當(dāng)信號頻率fL降低，則SKIPIF10的值變大，因此SKIPIF10值增大，即可以得到低音提升。如圖b,若

14、C3取值較小，則它只在高頻時起作用，在高頻區(qū)，當(dāng)信號頻率fH增大時，則SKIPIF10變小，因此SKIPIF1C3.圖c高音衰減圖b高音提升信號在低頻區(qū)由于C3的值很小，R4支路可視為開路。反饋網(wǎng)絡(luò)主要由上半邊起作用。并且UA741開環(huán)增益很高，放大器輸入阻抗也很高，所以SKIPIF10(虛地)，故R3的影響可以忽略。當(dāng)電位器W2的滑動塊移到A點時，C1被短路，其等效電路如圖2所它與圖a很相似，可以得到低頻提升?，F(xiàn)在分析圖2所示電路的幅頻特性：因為Z1=R1,Zf=SKIPIF10所以SKIPIF10SKIPIF10（1）SKIPIF10（2）則SKIPIF10,SKIPIF1C3，則SKIP

15、IF10=10，SKIPIF10=SKIPIF10當(dāng)SKIPIF1SKIPIF10時，即信號接近中頻時，則有SKIPIF10SKIPIF10當(dāng)SKIPIF10=SKIPIF10時，則有SKIPIF10SKIPIF10當(dāng)SKIPIF10=SKIPIF10時，則有SKIPIF107.07SKIPIF10當(dāng)SKIPIF10SKIPIF10時，則有SKIPIF1010SKIPIF10綜上所述，可以畫出圖3的幅頻特性曲線.當(dāng)f=fL2和f=fL1時（提升量分別為3dB、17dB），曲線變化較大，稱fL1和fL2為轉(zhuǎn)折頻率，在兩轉(zhuǎn)折頻率之間曲線斜率為-6dB/倍頻程，若用折線（圖中虛線）近似表示曲線，則f

16、L2和fL2為折線的拐點，此時，低頻最大提升量為20dB，即SKIPIF10SKIPIF10（3）同樣分析方法可知，當(dāng)電位器W2的滑動端移到B時，可得到圖4所示低頻衰減幅頻特性曲線。轉(zhuǎn)折頻率為SKIPIF10SKIPIF10最大衰減量為SKIPIF10SKIPIF10（4）2.信號在高頻區(qū)C1和C2對高頻可視為短路，此時C3和R4支路已起作用，等效電路如圖5所示，為了便于分析，將電路中Y形揭發(fā)的R1、R2和R3，變換成形接法的Ra,Rb和Rc，如圖6所示。SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10其中，R1=R2=R3=R。由于前級輸出電阻很小（300SKIPIF10），輸出信號Vo通過

17、RC反饋到輸入端的信號被前級輸出電阻旁路，所以，RC的影響可以忽略，視為開路。當(dāng)W1滑動端至C和D點時，等效電路如圖7和8（W1的數(shù)值很大，所以可以視為開路）。通過幅頻特性的分析，高頻最大提升量為SKIPIF10SKIPIF10（5）最大衰減量為SKIPIF10（6）高頻轉(zhuǎn)折率為SKIPIF10（7）SKIPIF10（8）將音調(diào)控制電路的高、低頻提升衰減曲線畫在一起，可以得到如圖所示曲線。在SKIPIF10和SKIPIF10之間，曲線按6dB/倍頻程的斜率變化，假設(shè)給出低頻SKIPIF10處和高頻SKIPIF10處的提升量，又知SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10,SKIPIF10

18、SKIPIF10SKIPIF10,則SKIPIF10(9)SKIPIF10(10)式9和式10中，提升量的單位應(yīng)為dB,可見，當(dāng)某一頻率的提升量或衰減量已知時，式9，式10可以求出所需的轉(zhuǎn)折頻率，再利用式1式8求出相應(yīng)元器件參數(shù)和最大提升衰減量。設(shè)計方法（1）、確定轉(zhuǎn)折頻率。已知電路的轉(zhuǎn)折頻率SKIPIF10和SKIPIF10，又知SKIPIF10和SKIPIF10處的提升衰減量，根據(jù)公式9、10，可求出：SKIPIF10(11)SKIPIF1500kSKIPIF10,因此取W1和W2的阻值為150kSKIPIF10的線性電位器。（3）、計算各元器件參數(shù)，有式11和2可得：SKIPIF10,S

19、KIPIF10由式7和式8可得：SKIPIF10,SKIPIF10式中，Ra=3R1。（4）、計算耦合電容。在低頻時音頻控制電路輸入阻抗近似為R1，要求：SKIPIF10式中，fL為低頻截止頻率（5）、UA741按引腳界限要求連接，調(diào)零端可接電位器（中點接負(fù)電源），也可以接兩個等值的電阻，再接負(fù)電源。前置級的設(shè)計電路選擇根據(jù)總機指標(biāo)要求，前置級輸入阻抗應(yīng)當(dāng)較高，輸出阻抗應(yīng)當(dāng)較低，以便不影響音調(diào)控制網(wǎng)絡(luò)正常工作。同時要求NF盡可能小。為此，為本級選用場效應(yīng)管共源放大器和場效應(yīng)管源極跟隨器組成，如圖9a，該電路輸入阻抗高，rilR1,并引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，提高了電路的穩(wěn)定性。適當(dāng)選取R3和R4，可

20、得到滿意的增益。第二級源極跟隨器可以得到較小的輸出阻抗，同時其輸入阻抗較高，對前級影響很小，為了節(jié)省場效應(yīng)管，第二級也可用晶體三極管射極跟隨器，如圖9b，此電路亦可滿足指標(biāo)要求。場效應(yīng)管共源放大器的設(shè)計1.選擇靜態(tài)工作點普通結(jié)型場效應(yīng)管可滿足指標(biāo)要求，所以選擇3DJ6或3DJ7均可。為了既降低NF又保證足夠的動態(tài)范圍，要求管子參數(shù)IDSS、VP和gm的值不能太小。一般要求：IDDS1V,gm0.5mA/V。適當(dāng)選取VOS,使IDQ值小一些（保證NF?。鐖D10.根據(jù)公式IDQ=IDDS（1-VGS/VP）2,并且Vs=-VGS,取VDS=(1至2)Vs,VD=VDS+Vs2.求電阻R4，R3

21、，R2，R1已知R4=（Ec-VD）/IDQ,R2+R3=Vs/IDQ|VGS|/IDQ并且，RL=ri2R5(ri2為次級輸入電阻，選R5=1MSKIPIF10)，可得：SKIPIF10場效應(yīng)管共源放大器中頻電壓增益為SKIPIF10當(dāng)SKIPIF11時，SKIPIF10-R4/R3時有SKIPIF10SKIPIF1500kSKIPIF10,選取R1=1MSKIPIF10。3.計算電容C1和C2C1和C2主要影響低頻響應(yīng)，要求：SKIPIF10，SKIPIF10式中，SKIPIF10為低頻截止頻率。源極跟隨器的設(shè)計為了得到較大的動態(tài)范圍，一般把靜態(tài)工作點選在轉(zhuǎn)移特性的中點，如圖10，SKIP

22、IF10,SKIPIF10,Vs=-SKIPIF10，SKIPIF10,即SKIPIF10源極跟隨器傳輸系數(shù)SKIPIF10：SKIPIF10式中，SKIPIF10=Rs/1/gm輸入阻抗：ri2R5輸出阻抗：r0=R5/1/gm=R6/1/gm。射極跟隨器的設(shè)計減小NF，并希望不產(chǎn)生非線性失真，工作電流ICQ應(yīng)選小一些（但又要保證有合適的動態(tài)范圍）。一般?。篒CQIE=(1.52)IOm,Re=(12)RLSKIPIF10,VCEQVom+(23)V式中，IOm為電流幅值，Vom為輸出電壓幅值根據(jù)指標(biāo)可知Vi（輸入電壓），前級已求出電壓放大倍數(shù)A和SKIPIF10，所以本級輸入電壓幅值為Vi

23、2m=SKIPIF10又因為射極跟隨器電壓傳輸系數(shù)近似為1，本級輸出電壓為Vo2m=SKIPIF10則可求出：SKIPIF10由上述經(jīng)驗公式確定，射極跟隨器靜態(tài)工作點取值為ICQ=2IO2mVEQ=EC-VCEQ,R6=Re=VEQ/ICQ取IR=(510)IBQ,SKIPIF10為了提高本級輸入阻抗，IR可選小一些；當(dāng)然太小又會影響偏執(zhí)電路的穩(wěn)定性。SKIPIF10,SKIPIF10輸出阻抗為SKIPIF10式中，Re=R6，SKIPIF1=8W,RL=8SKIPIF1=20(Auf為電壓放大倍數(shù))，r=3%（1）、確定電路形式選擇圖11中OCL功率放大器部分，圖中虛框線所示。（2）、確定電

24、壓電壓因為Ec=SKIPIF10取SKIPIF12Ec=30VICMIc12maxSKIPIF1SKIPIF11.9W按以上極限參數(shù)選擇3DD57A，并測得SKIPIF12Ec=30VICM1.5Ic12max/SKIPIF11.5SKIPIF10/SKIPIF1048mW則T10為3DK4A或3DG69A；T11為3CG22C或3CG8E.測得SKIPIF10計算R31,R32,R27,R30,R34,根據(jù)R31=R32=(0.050.1)RL，選R31和R32的電阻為0.5SKIPIF11W）.因為ri12=rbe12+(1+SKIPIF10)R31=40.5SKIPIF10所以R27=R30=5ri12=202.5SKIPIF10(取R27和R30為220SKIPIF10)。R34=R27/ri12=40SKIPIF10（取R34為39SKIPIF10）。（5）、計算推動級電路取ICQ8=3Ic10max/SKIPIF102.5mA（a）、計算T9偏置電路。選取T9為3DG6A，SKIPIF10=50。忽略分流作用，ICQ9ICQ8，則