各类功放原理图及原理介绍
简单音频功放电路原理图大全(六款简单音频功放电路设计原理图详解)
简单音频功放电路原理图大全(六款简单音频功放电路设计原理图详解)描述简单音频功放电路原理图(一)这款功放一声道只需17个零件,却收到了意想不到的效果,还音效果真实,频响平直,解析力高,且功率可以达到50W。
此功法电路可谓一装即成,特别适合初学者制作。
具体电路如图(只画出一声道),全机用1/2W电阻,C2和C4用瓷盘电容即可,Q5、Q6采用大功率管2SC5200,变压器容量大于200W,次级输出电压AC22V*24A。
调试方法:本机一般来说无需调整,装机后测中点电压在+-50mV内可以认为正常,否则可调整R2的阻值,如偏离电压高则加大R2,反之则减小。
简单音频功放电路原理图(二)文中介绍的是一款由NE5532构成的OCL准互补功放电路。
该音频功率放大电路采用一运算放大器组成驱动级,晶体三极管VT1~VT4组成复合式互补对称电路,担任功率放大。
电路总增益Au=(R1+R3)/R1,RL为扬声器。
交流信号的工作过程与简单的互补对称功率放大器类似。
其中电位器RP1调节整机的增益,RP2用于调整中点电压。
本电路经过简单的调试即可成功,更换不同的运放整机的音色都会随之改变,DIY的乐趣尽在其中。
缺点是功率较小,可以把运放的供电提高并稳压在正负15V,后级功放管的电压提高到正负30V以上,即可满足一般家庭使用的需要。
简单音频功放电路原理图(三)LM4889是一款主要应用于手机的音频功率放大器。
5V电源时,它能够提供1瓦的连续平均功率输出(8Ω桥式连接负载),失真小于2%(THD+N)。
LM4889需要的外部元件极少,不需要输出耦合电容器或启动电容器,因此适合移动电话和其他低电压应用。
该LM4889具有低功耗的停机模式、内部误关断保护机制、噪音消除功能,可以配置外部的增益设定电阻。
LM4889典型应用电路:简单音频功放电路原理图(四)LM380集成音频功率放大器的应用电路如下图所示:简单音频功放电路原理图(五)OPA541芯片是一个功率放大器,它能由最大为士40V的电源供电,而产生最大电流为5A的连续输出。
经典功放电路图之A类,B类,AB类,D类,G类,H类,T类功放电路图详解
经典功放电路图之A类,B类,AB类,D类,G类,H类,T类功放电路图详解展开全文作为硬件工程师,特别是做纯粹模拟电路、应用于音频功放的工程师,对于A类,B类,AB类,D类,G类,H类,T类功放应该特别熟悉。
大多数工程师或许只知道其中的一部分、或者知道大概,为了让更多的工程师掌握更加详尽的音频功放知识,下文对以上说的音频功放做详细的说明。
功放,顾名思义,就是功率放大的缩写。
与电压或者电流放大来说,功放要求获得一定的、不失真的功率,一般在大信号状态下工作,因此,功放电路一般包含电压放大或者电流放大电路没有的特殊问题,具体表现在:①输出功率尽可能大;②通常在大信号状态下工作;③非线性失真突出;④提高效率是重要的关注点;⑤功率器件的安全问题。
而对于音频功放电路,也需要注意以上的问题。
根据放大电路的导电方式不同,音频功放电路按照模拟和数字两种类型进行分类,模拟音频功放通常有A类,B类,AB类, G类,H 类 TD功放,数字电路功放分为D类,T类。
下文对以上的功放电路做详细的介绍和分析。
01A类功放(又称甲类功放)02B类功放(又称乙类功放)B类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两个晶体管轮流放大输出的一类放大器,每一晶体管的导电时间为信号的半个周期,通常会产生我们所说的交越失真。
通过模拟电路的调整可以将该失真尽量的减小甚至消失。
B类放大器的效率明显高于A类功放。
03AB类功放(又称甲乙类)04D类功放(又称丁类功放)D类功放也称数字式放大器,利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号,具体工作原理如下:D类功放采用异步调制的方式,在音频信号周期发生变化时,高频载波信号仍然保持不变,因此,在音频频率比较低的时候,PWM的载波个数仍然较高,因此对抑制高频载波和减少失真非常有利,而载波的变频带原理音频信号频率,因此也不存在与基波之间的相互干扰问题。
许多功率高达1000W的丁类放大器,体积只不过像VHS录像带那么大。
各类功放原理图及原理介绍
D类功放的原理在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。
认为A类功放声音最为清新透明,具有很高的保真度。
但是,A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。
B 类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满意。
所以,效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。
由于集成电路技术的发展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。
而且近年来数字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。
无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。
工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。
这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。
在理想情况下,D类功放的效率为100%,B类功放的效率为78.5%,A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。
D类功放实际上只具有开关功能,早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。
然而,开关功能(也就是产生数字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入,用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。
20世纪60年代,设计人员开始研究D 类功放用于音频的放大技术,70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。
一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率,另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放,两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。
其中关键的一步就是对音频信号的调制。
图1是D类功放的基本结构,可分为三个部分:图1D类功放基本结构第一部分为调制器,最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。
一丶音频功率放大器原理图及原理
一丶音频功率放大器原理图及原理音频功率放大器原理图:音频功率放大器原理:上图所示电路为音频功率放大器原理图,其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。
其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。
TDA2030使用方便、外围所需元器少,一般不需要调试即可成功。
RP是音量调节电位器,C1是输入耦合电容,R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。
R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。
该电路闭环增益为(R2+R3)/R2=(0.68+22)/0.68=33.3倍,C2起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。
静态工作点稳定性好。
C4、C5为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。
R4、R5称为茹贝网路,用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。
VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。
二丶元器件识别电阻序号电阻色标万用表档位及量程实测值标准值1 R12 R23 R34 R45 R56 R67 R78 R89 R9序号电容性质万用表档位及量程实测值标准值1 C12 C23 C34 C45 C56 C6集成功率放大器TDA2030。
RP为碳膜电位器。
C1、C2为电解电容器,耐压为16V,C3、C4、C5为瓷介电容。
R1、R2、R3为碳膜电阻,额定功率为1/8W。
R4为碳膜电阻,额定功率为1/4W。
VD1、VD2为IN4007小功率整流二极管。
三丶元器件的安装元件分布图根据元件分布图上的元件分布将对应的元器件放置在对应的位置。
由于TDA2030输出功率较大,因此需加散热器。
而TDA2030的负电源引脚(3脚)与散热器相连,所以在装散热器时,要注意散热器不能与其他元器件相接触。
四丶焊接的工艺焊接工艺的流程:按清单归类元器件—插件—焊接—剪脚—检查—修整。
各类音频放大电路
D类音频功率放大器(Class D Audio Power Amplifier)近二十年来电子学课本上所讨论的放大器偏压(Bias)分类不外乎A类、B类、C类等放大电路,而讨论音频功率放大器仅强调A类、B类、AB类而却把D类放大器给忘掉了,事实上D类放大器早在1958年已被提出(注一),甚至还有E 类、F类、G类、H类及S类等(注二),只是这些类型的电路与D类很接近,运用机会低,所以也就很少被提及。
音频功率放大器最大目的在提供喇叭得到最大功率输出,而卫衍生与电源所供给功率不对等的关系,即所谓功率放大器的效率(输出功率与输入功率之比)如表一所示:表一各類功率放大器的效率比随着轻、薄、短、小手持电子装置的发展,诸如手机、MP3、PDA、IPOD 及LCD TV…数位家庭等,寻求一个省电的高效率音频功率放大器是必然的。
因此最近几年音频功率放大器由AB类功率放大器转以D类功率放大器为主流。
如图1所示(注三),在实际应用上D类放大效率可达90%以上远超过效率50%的AB类放大。
所以D类放大的晶体管散热可大大的缩小,很适合应用于小型化的电子产品。
圖 1 D類及AB 類效率比A类放大器(又称甲类放大器)的特点是不论是否输入信号,其输出电路恒有电流流通,而且这种放大器通常是在特性曲线的线性范围内操作,如图2所示,以求放大后的信号不失真。
所以它的优点,是失真度小,信号越小传真度越高,最大的缺点是“功率效益”(Power Efficiency)低,最大只有25%,不输入信号时丝毫不降低消耗功率,极不适合做功率放大。
但因其高传真度,部分高级音响器材仍采用A类放大器。
图1图2(a)、(b)皆属A类放大器,设计时让V CE=1/2V CC,以求最大不失真范围。
注意到V i 不输入时仍有0.5V CC/R L的电流流过晶体管,所以晶体管需要良好的散热环境。
由于“共集极”组态(图2(a) Common Collector组态又称“射极跟随器”)转移特性曲线较“共射极”组态(图2(b) Common Emitter组态)有较佳的线性度(亦即失真较低)及较低的输出组抗,因此,同属于A类放大器,射级随耦器却较常被当成输出级使用(“共射级”组态较常被当成“驱动级”使用)。
功率放大器电路图及其原理
一、O PA300放大电路OPA300放大电路功能说明:通过设定电阻R4=3R3 来设定该放大器的放大倍数为四倍,即Vout=(1+Rf / R) Vin ,将VCA810的输出信号放大到能满足检波需要的信号。
二、高栅负压的电子管功放电路图下图中R3既是前级的直流负载电阻。
又是给后级提供栅负压的偏值电阻。
它适用于栅负压较高的功率管制作的功放电路。
电路比较简单。
电路中两个竹子的灯丝接地端。
应接在各自阴极电阻的下端。
同样要求电源变压器有两个灯丝绕组,功率级与前级的灯丝分别供电。
电路是用6Pl做的实验,虽然栅负压较低,但工作很正常,说明电路是成功的。
同样要注意的是:一定要在插上前级管子后再开电源,否则不能加电。
三、推挽式功率放大级的正偏压电路此电路用EL34管。
在两只功放管阴极电路中串入一只50Ω左右的线绕电位器或半可变线绕电阻,中点接地即可。
调整电位器W使两管的阴极电压平衡、对称,再放音就会有出色的表现。
正偏压的方式也可以用在ABI类自给偏压的推挽式功率放大级中。
四、AD8656双运放芯片组成的接收放大电路使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。
该运放适合+2.7~+5.5 V电源电压供电,是具有低噪声性能的精密双运算放大器。
AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值,且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0.008%的低真,无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。
通过干电池提供3V单电源供电,接收放大电路如图2所示。
放大电路由AD8656进行两级放大,抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减,放大所接收到的微弱信号,增加无线传输距离。
系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A/D转换,对数据进行编解码,而未采用检波解调电路,可有效简化电路结构。
五、高频信号放大电路的性能比较分析一、高频管(UHF)9018fTl00(MHz)的信号放大电路电视高频头输出的第一中频信号和音频信号通过高频管9018放大后也确有显效。
15W纯甲类功放电路图及原理
15W纯甲类功放电路图及原理2009年05月16日纵观目前市场上的Hi-Fi功放,输出功率在100W以上的以甲乙类放大产品居多,50~100W的功放中甲类放大产品占有相当的比例。
从高保真的角度来看,功率储备大些当然是好,但若从节省能源的角度来看,就值得考虑了。
由于纯甲类功放的效率很低,所以在您欣赏美妙音乐的同时,约有百分之七八十以上的电能变成热量散发掉了。
一台每声道输出功率为50W的纯甲类功放,若以30%计其效率,则静态功耗就有 330W之大,说句玩笑话,简直是“守着火炉吃西瓜”。
笔者在帮人选购功放时就经常遇到这样的情况:很多人虽然为纯甲类功放的音色所倾倒,但也往往因其“发高烧”的工作状态而忍痛割爱。
功耗大也是电子管功放的致命弱点。
市场经济是无情的。
国内几家有名的生产胆机的厂家,如斯巴克、欧博、大极典也先后推出了自己的晶体管功放,就证明了这一点。
根据我国国情,一般工薪阶层的居室面积多在二十平方米以下,并且通常以客厅或卧室兼作听音室。
若音箱的灵敏度在89dB以上,则10~20W的纯甲类功放就可满足一般欣赏要求。
如果在歌舞厅里那样的环境中让我们的耳朵长期承受大音量,听力就会逐渐减退。
再说,吵得左邻右舍不得安宁,也不合适。
所以说,如果生产一些功率在15W左右的音质音色较好的功放,静态功耗在100W以下,肯定会有市场。
可惜这类功放是个空白。
日本金嗓子有一款A20,每声道纯甲类功放20W,音质有口皆碑,但价钱却令人望而却步。
现在,国内生产功放的厂家似乎在攀比,功率越做越大,重量越做越重,但销路却不见得很好。
何不制作一些“好吃不贵”的功放来投放市场呢?本着这个思想,我们设计了这台15W纯甲类功放,试图在这方面做一些尝试。
一电路原理1、功放电路由VT1、 VT2组成差动放大电路,每管静态电流约为0.5mA。
R3为VT1的集电极负载电阻,VT1与推动级VT4之间为直接耦合。
输出级由两只型号相同的 NPN 型大功率晶体管VT5、VT6组成,而没有采用互补对称推挽电路。
功放原理讲解
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图1 功率放大器的分类
(a)A(甲)类;(b)B(乙)类;(c)AB(甲乙)类
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功率放大器的特点
1. 输出功率足够大 为获得足够大的输出功率, 功放管的电
压和电流变化范围应很大。 2. 效率要高 功率放大器的效率是指负载上得到的信号
功率与电源供给的直流功率之比。
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功率放大器简介
• 功率放大器的主要任务是向负载提供足够大的 不失真功率,同时要有较高的效率。为了输出较 大功率,功放管的工作电流、 电压的变化范围 往往很大。为了提高效率,可将放大电路做成 推挽式电路,并将功放管的工作状态设置为 AB类(甲乙类), 以减小交越失真。
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功率放大器的分类
功率放大器通常是根据功放管工作点选择的 不同来进行分类的,分为A类(甲类)功率放 大器、 B类(乙类)功率放大器和AB类(甲乙 类)功率放大器等形式。当静态工作点Q设在 负载线线性段的中点、在整个信号周期内都有 电流ic通过时,称为A类(甲类)放大状态,其 波形如图 1(a)所示。
的输入回路中。
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变压器耦合推挽功率放大器
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在 ui 的 正 半 周 , 设 A 点 电 位 高 于 B 点 电 位 , 即 uAO>0 、 uBO<0,于是V1工作、V2截止;在ui的负半周 ,B点电位高于A 点电位,即uAO<0、uBO>0,于是V2工作、V1截止。 这样,在一 个信号周期内, 两个管子轮流导通、 交替工作, 两管集电极
PTmax0.2 POm
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四、其他乙类推挽功率放大器
功放机电路图系列汇总(各类型功放电路图原理详细解析)
功放机电路图系列汇总(各类型功放电路图原理详细解析)甲类功放(A类功放)原理:甲类静态电流⼤,正负半周都是⼀只管⼦的电流在变,没有交越失真,效率低,⾳质好。
甲类(Class-A)放⼤器的输出晶体管(或电⼦管)的⼯作点在其线性部分中点,不论信号电平如何变化,它从电源取出的电流总是恒室不变,它是低效率的,⽤作声频放⼤时由于信号幅度不断变化,其实际效率不可能超过25%,可由单管或推挽⼯作。
甲类功放(A类功放)电路图:功放机电路图系列⼆(各类型功放电路图原理详细解析)⼄类功放(B类功放)原理:⼄类放⼤器的偏置使推挽⼯作的晶体管(或电⼦管)在⽆驱动信号时,处于低电流状态,当加上驱动信号时,⼀对管⼦中的⼀只半周期内电流上升,⽽另⼀只管⼦则趋向截⽌,到另⼀个半周期,情况相反,由于两管轮流⼯作,必须采⽤推挽电路才能⼤完整的信号波形。
⼄类功放(B类功放)电路图:功放机电路图系列⼆(各类型功放电路图原理详细解析)甲⼄类功放(AB类功放)原理:AB类功率放⼤器(ClassAB)也成为甲⼄类功率放⼤器,它是兼容A类与B类功放的优势的⼀种设计。
当没有信号或信号⾮常⼩时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。
当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时,正负通道的⼯作刚好相反。
甲⼄类功放(AB类功放)电路图:功放机电路图系列⼆(各类型功放电路图原理详细解析)丁类功放(D类功放)原理:D类功放是放⼤元件处于开关⼯作状态的⼀种放⼤模式。
⽆信号输⼊时放⼤器处于截⽌状态,不耗电。
⼯作时,靠输⼊信号让晶体管进⼊饱和状态,晶体管相当于⼀个接通的开关,把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降⽽不耗电,实际上晶体管总会有很⼩的饱和压降⽽消耗部分电能。
这种耗电只与管⼦的特性有关,⽽与信号输出的⼤⼩⽆关,所以特别有利于超⼤功率的场合。
丁类功放(D类功放)电路图:功放机电路图系列⼆(各类型功放电路图原理详细解析)前置放⼤器原理:讯号由输出⼊端⼦进⼊前级之后,利⽤电路板或隔离讯号线,将讯号引导⾄切换开关,切换开关负责切换输⼊的讯源,透过数个切换开关的搭配使⽤,也可以控制录⾳输出的讯源种类,讯号经过切换开关之后,再进⼊左右声道平衡控制电位器,⾳响使⽤的平衡电位器为特制的MN型。
功率放大器原理及电路图PPT课件
uA=(EC-UCES1) 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通,VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管,饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大,但相应的管压降很小,这样,每管的管 耗就很小,放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压,幅值为(EC-2UCES)。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上,且回路的Q值足够高,则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波,RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
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1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时,其外部电路电压方程为:
若设: ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得:
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式(折线方程):
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为:
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析,一般采用图解法分析和折线法
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功率放大器按工作状态分类:
A(甲)类:导通角为 180o
QSC功放原理图rmx1450
QSC功放原理图rmx1450QSCRMX1450功放采用了多种电子元件和电路,并结合了多种功能模块实现其功放原理。
下面是对QSCRMX1450功放的原理图进行详细说明的一篇文章,字数超过1200字:QSCRMX1450功放是一款高性能的专业音频功放,其设计目标是为现场音频放大提供出色的性能和可靠性。
下面是QSCRMX1450功放的原理图分析。
1.电源模块:QSCRMX1450功放采用了双通道的电源模块,分别为左右声道提供独立的直流电源。
电源模块主要由变压器、整流电路和滤波电路组成。
变压器将交流电转换成所需的直流电,整流电路将交流电转换成脉冲电流,滤波电路消除电源中的高频噪声。
2.输入模块:QSCRMX1450功放的输入模块包括输入接口、放大器和输出接口。
输入接口用于接收音频源信号,放大器对输入信号进行放大,输出接口用于将放大后的信号传递给功放的输出级。
3.放大模块:QSCRMX1450功放采用了双声道的放大模块,每个声道都由输入缓冲放大电路、压控电流源、放大级、电流源与静态偏置网络组成。
输入缓冲放大电路用于放大输入信号,压控电流源控制放大级的工作点,放大级对输入信号进行放大,电流源与静态偏置网络用于控制输出级的工作点。
4.输出级:QSCRMX1450功放的输出级采用了AB类功率放大器,由功率输出晶体管驱动电路、功率输出晶体管和输出电流反馈网络组成。
功率输出晶体管驱动电路将放大模块输出的信号驱动功率输出晶体管,功率输出晶体管对输入信号进行放大,输出电流反馈网络用于控制输出电流。
5.保护电路:QSCRMX1450功放内置了多种保护电路,用于保护功放免受过电流、过温、短路和过载等故障的影响。
这些保护电路能够及时检测到故障并采取相应的措施,以保护功放和连接设备的安全。
6.控制电路:QSCRMX1450功放的控制电路包括输入信号选择电路、音量控制电路和功率控制电路。
输入信号选择电路用于选择输入信号的通道、音量控制电路用于调节音量大小,功率控制电路用于控制功放的输出功率。
功放基本原理 PPT
保护功能的控制电路
• 该部分电路只需要用单片机和运放器将功放的输 入取样、前向取样、反向取样、输出采样、温度 取样、电流取样等各种采样信号进行A/D、D/A转 换,并将采样信号放大,进而用来控制功放的工 作状态,以达到保护功放的目的。
功率回退功放
• 使用A类放大器的最大缺点是效率低及成本较高。 这是因为实际应用中A类放大器在它的1dB压缩点 输出功率时,其效率只有10%。比如,完成一个 30W平均输出功率的HPA,就需要至少有300W的 耗电,并且工作电流随输出功率变化的值不大。 若考虑回退12dB,则需要有480W平均功率输出, 需耗电4.8kW。为了达到30W的输出功率需要用较 多的功率管。这样就加大了HPA的成本和体积, 增大了研制成本和难度。
前馈功放
• 在主环中,系统输入射频信号RFin由功分器一分 为二,一路信号经过移相器、衰减器、功率放大 后,由主功放输出耦合器取样送到载波抵消耦合 器参加载波抵消;另一路输入分路信号经过小信 号延时线进行延时匹配后,也进入载波抵消耦合 器,抵消消除主功放输出取样信号中的载波信号, 获得代表主功放非线性失真产物的误差信号,输 出给误差放大通道。
• 总之功率回退法的优点是简单、易实现,缺点是 受功率管P1dB限制。
功率回退功放 • A类放大器的三阶交调系数IMD3、三阶交截点IP3及输出功率Pout的关
系见下式
IM 3 (d)D B 2 [Ic 3 P (d) B P m (d o) B u]tm
功率回退功放
• 1dB压缩点P1dB定义:当输入功率较低时,输出 功率与输入功率成比例关系。当输入功率超过一 定的量值之后,晶体管的增益开始下降,最终结 果是输出功率达到饱和。当放大器的增益偏离常 数或比其小信号(或此前)增益降低1dB时,此点就 被称为1dB压缩点。
高频功率放大器原理详解
(9)
式(9)即为尖顶余弦脉冲旳解析式,
它完全取决于脉冲高度ic max与通角c。
若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数
ic =Ic0+Icm1cost+Icm2cos2t+…+Icmncosnt+…
由傅里叶级数旳求系数法得
IC0 iC max 0 C
Icm1 iC max (C )
Icmn iC max n (C )
ic
ic
o
vBE o
t
E
2c
VBZ
谐振功率放大器 波形图
t
4、高频功率放大器与低频功率放大器旳异同之处 共同之处:都要求输出功率大和效率高。 功率放大器实质上是一种能量转换器,把电源供给 旳直流能量转化为交流能量,能量转换旳能力即为功率 放大器旳效率。 功率放大器旳主要技术指标是输出功率与效率 不同之处:工作频率与相对频宽不同;
其中: 0
(c
)
sinc c cosc (1 cosc )
n
1 0
1
0.5
0
0.4 2.0
0.3 0.2 1.0
1 0 2
0.1 0
3100 140
20 40 60 80 120 160180 c
1
(c
)
c cosc sinc (1 cosc )
尖顶脉冲旳分解系数
n
(c
)
2
ห้องสมุดไป่ตู้
sin
nc cosc n cos nc sin n(n2 1)(1 cosc )
放大器旳负载不同;
放大器旳工作状态不同。
5、工作状态:
功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作 方式,为了进一步提升工作效率还提出了丁类与戊类放大器。
MOS管功率放大器电路图与原理图文及其解析
MOS管功率放大器电路图与原理图文及其解析放大器电路的分类本文介绍MOS管功率放大器电路图,先来看看放大器电路的分类,按功率放大器电路中晶体管导通时间的不同可分:甲类功率放大器电路、乙类功率放大器电路和丙类功率放大器电路。
甲类功率放大器电路,在信号全范围内均导通,非线性失真小,但输出功率和效率低,因此低频功率放大器电路中主要用乙类或甲乙类功率放大电路。
功率放大器是根据信号的导通角分为A、B、AB、C和D类,我国亦称为甲、乙、甲乙、丙和丁类。
功率放大器电路的特殊问题(1)放大器电路的功率功率放大器电路的任务是推动负载,因此功率放大电路的重要指标是输出功率,而不是电压放大倍数。
(2)放大器电路的非线形失真功率放大器电路工作在大信号的情况时,非线性失真时必须考虑的问题。
因此,功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析,而只能用图解法进行分析。
(3)放大器电路的效率效率定义为:输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路,因此它就存在着转换效率。
常用MOS管功率放大器电路图MOS管功率放大器电路图是由电路稳压电源模块、带阻滤波模块、电压放大模块、功率放大模块、AD转换模块以及液晶显示模块组成。
(一)MOS管功率放大器电路图-系统设计电路实现简单,功耗低,性价比很高。
该电路,图1所示是其组成框图。
电路稳压电源模块为系统提供能量;带阻滤波电路要实现50Hz频率点输出功率衰减;电压放大模块采用两级放大来将小信号放大,以便为功率放大提供足够电压;功率放大模块主要提高负载能力;AD转换模块便于单片机信号采集;显示模块则实时显示功率和整机效率。
(二)MOS管功率放大器电路图-硬件电路设计1、带阻滤波电路的设计采用OP07组成的二阶带阻滤波器的阻带范围为40~60 Hz,其电路如图2所示。
带阻滤波器的性能参数有中心频率ω0或f0,带宽BW和品质因数Q。
Q值越高,阻带越窄,陷波效果越好。
2、放大电路的设计电压放大电路可选用两个INA128芯片来对微弱信号进行放大。
功放电路图
功放维修图解目前流行的功率放大器除采用集成电路功放外几乎都是用分立元件构成的OCL电路。
基本电路由差动输入级、电压放大级、电流放大级(推动级)、功率输出级和保护电路组成。
附图A是结构框、图B是实用电路例图,有结构简单的基本电路形式,也有增加了辅助电路和补偿电路的复杂电路形式。
本文把常见的OCL电路分解成几块,从电路的简单原理,常见的电路构成,检查时电路的识别,维修的基本方法逐个进行介绍。
认识了局部电路拼出整个电路图时功放的维修就相对容易多了。
C是电压分布图。
电压测量是功放检修中基本方法,电压分布是以输入端到输出端为0V中轴线,越向上红色越深表示正电压越高,越向下蓝色越深表示负电压越低。
图B这种全对称电路电压也正负对称,是检修测量的主要依据。
一、差动输入级图1是最基本的差动(差分)输入级电路,它由两个完全对称的单管放大器组合而成,两个管的基极分别是正负输入端。
一个输入端作为信号输入用,另一个输入端为反向输入末端负反馈用。
因其能有效地抑制输出端的零点漂移而成为OCL电路的输入门户。
输入级有单差动和双差动之别,单差动电路简洁,双差动对称性好。
从前级送来的信号通过一个电容和电阻所连接的三极管就是差动输入级,相邻的同型号管子就是差动的另一半。
输入端接的是一个管的基极则是单差动,如接着两个管的基极,就是双差动。
为克服电源波动对电路的影响,图2在差动放大器的发射极增加了恒流源。
有的在集电极增加了镜流源如图3,保证了差动两管静态电流的一致性。
图4是既有恒流源又有镜流源的高挡机采用的差动输入电路。
图5、6、7 是常见的三种恒流源电路,尤其是图6这种利用二极管箝位方式用的最多,两个二极管将三极管基极稳定在1.4V左右,在电源电压波动时,差动级的静态电流保持不变,提高了放大器的稳定性。
图8、9镜流源中两个三极管基极相连,发射极电阻相同,流过两管的电流一样,像照镜子一样确保差动两个管的静态电流一致性。
这两部分电路的识别方法是差动管两发射极电阻归到一点后所连接的三极管就是恒流源,它最明显的特点就是基极上接有二极管或稳压管。
专业功放电路图
专业功放电路图贝拉利BEILARLY PM-700专业功放根据贝拉利PM-700功放的实物绘制的一个声道的主功放电路图。
Q1、Q2两只2SC2383构成差分输入级,R8、ZD1、C3组成差分放大器的恒流源。
Q1的基极增加了R3、R4、RP1、D1、D2辅助电路,一是对输入端进行直流钳位,通过调整RP1可对输出中点进行调整;二是对输入的交流信号进行限幅,使输入信号峰峰值被限制在±0.7V以内,防止输入信号过强。
电压放大级Q3、Q4组成第二级差分放大器,Q5、Q6构成集电极负载。
恒压偏置管Q7、Q8两管并联使用,Q8由引线连接安装在散热片上,起到温度补偿作用。
该机每个声道的最大输出功率接近1000W,为保证足够的推动电流,电路设置了两级电流放大。
第一级Q9、Q10使用一对中功率管,两只中功率管b、c极间设有吸收电容C11、Cl2,进行高频相位补偿防止高频自激。
第二级Q11、Q12则使用一对大功率管。
Q11、Q12发射极之间R25、D3将后边七对功率管偏置钳位在很低的水平,上下对管b-e结偏置电压只有±0.3V左右。
实际测量功率管的b-e结电压只有±0.1V,Q11、Q12的b-e结电压只有±0.5V。
这就是该机的电路设计独特之处,末端的低偏置使整机的静态功耗降到最低点。
不追求理论上的高保真,力求使用中不失真的大功率输出和强负荷的经久耐用。
这样的电路设计更适合商业性宣传演出。
一般功放保护电路中只在末级一对功率菅发射极各设置一只取样电阻,可以说是抽选取样。
而该机在每个功率管发射极都设有取样电阻{即R54~R67),任何一只功率管出现过流异常都会使Q27导通,经D8、R70使保护电路启控断开继电器。
上下取样信号分别加在Q27的基极和发射极。
NPN 管一侧有过流现象时发射极电阻压降增加,升高后正电压经过取样电阻加到Q27基极使其导通。
PNP管一侧有过流发生时,将会有负电压加到Q27发射极,也等于抬高其基极电压而导通。
专业功放电路图1
专业功放电路图1QSC MX-1500 功放>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>NUSUN CE-060 定压输出功放>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>SPIRIT AV-600 功放声艺VA-600功放是一款较为高档的专业功放,下图是根据实物绘制的主功放电路图,其电路结构与传统OCL功放有较大的区别,特别是采用具有电源补偿功能的双电源供电结构,能有效降低功耗和温升,克服强信号时的动态失真,很多国外名牌专业功放也都采用了类似电路。
Q1、Q2组成NPN差分放大器,Q3、Q4构成镜流源。
Q6、Q7组成PNP差分放大器,Q8、Q9是镜流源。
ZD1、ZD2与C5、C6、R7、R14组成+36V稳压器,既给镜流源提供稳压偏置,又是两个差分放大器的发射极的稳压源。
R21、R22组成直流反馈网络,R19、C7、R20、c8组成高频补偿电路。
为了提高电压放大级Q11、Q12驱动电流,比普通功放增加了Q5、Q10缓冲放大级。
恒压偏置电路中Q13采用TIP42这种。
PNP管是此机的另一个特点。
环境温度引起Q11、Q12之间电流增加时,恒压偏置管集电极与发射极之间的压差Uce增大,此电压直接加在Q13的发射极。
加大Q13的偏置而增加导通。
从而达到降低Uce,使推动级Q14、Q15有一个恒定的偏置。
一般功放的恒压偏置管都采用NPN管,Uce 是通过上下偏置电阻分压后提供给偏置管基极,使其增加导通来稳定uce的。
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D类功放的原理在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。
认为A类功放声音最为清新透明,具有很高的保真度。
但是,A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。
B类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满意。
所以,效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。
由于集成电路技术的发展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。
而且近年来数字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。
无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。
工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。
这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。
在理想情况下,D类功放的效率为100% ,B类功放的效率为78.5% ,A类功放的效率才50%或25% (按负载方式而定)。
D类功放实际上只具有开关功能,早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。
然而,开关功能(也就是产生数字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入,用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。
20世纪60年代,设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术,70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。
一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率,另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放,两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。
其中关键的一步就是对音频信号的调制。
图1是D类功放的基本结构,可分为三个部分:图1 D类功放基本结构第一部分为调制器,最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。
把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输入端,另通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端。
当正端上的电位高于负端三角波电位时,比较器输出为高电平,反之则输出低电平。
若音频输入信号为零、直流偏置三角波峰值的1/2 ,则比较器输出的高低电平持续的时间一样,输出就是一个占空比为1: 1 的方波。
当有音频信号输入时,正半周期间,比较器输出高电平的时间比低电平长,方波的占空比大于 1 :1 ;负半周期间,由于还有直流偏置,所以比较器正输入端的电平还是大于零,但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少,方波占空比小于 1 :1 。
这样,比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形,称为PWM (Pulse Width Modulation 脉宽调制)或PDM (Pulse Duration Modulation 脉冲持续时间调制)波形。
音频信息被调制到脉冲波形中。
{{ 分页}}第二部分就是 D 类功放,这是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM 信号变成高电压、大电流的大功率PWM 信号。
能够输出的最大功率有负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
第三部分需把大功率PWM 波形中的声音信息还原出来。
方法很简单,只需要用一个低通滤波器。
但由于此时电流很大,RC 结构的低通滤波器电阻会耗能,不能采用,必须使用LC 低通滤波器。
当占空比大于1:1 的脉冲到来时, C 的充电时间大于放电时间,输出电平上升;窄脉冲到来时,放电时间长,输出电平下降,正好与原音频信号的幅度变化相一致,所以原音频信号被恢复出来,见图 2 。
图2 模拟D类功放工作原理D 类功放设计考虑的角度与AB 类功放完全不同。
此时功放管的线性已没有太大意义,更重要的开关响应和饱和压降。
由于功放管处理的脉冲频率是音频信号的几十倍,且要求保持良好的脉冲前后沿,所以管子的开关响应要好。
另外,整机的效率全在于管子饱和压降引起的管耗。
所以,饱和管压降小不但效率高,功放管的散热结构也能得到简化。
若干年前,这种高频大功率管的价格昂贵,在一定程度上限制了 D 类功放的发展。
现在小电流控制大电流的MOSFET 已普遍运用于工业领域,特别是近年来UHC MOSFET 已在Hi-Fi 功放上应用,器件的障碍已经消除。
调制电路也是D类功放的一个特殊环节。
要把20KHZ以下的音频调制成PWM信号,三角波的频率至少要达到200KHZ。
频率过低达到同样要求的THD标准,对无源LC低通滤波器的元件要求就高,结构复杂。
频率高,输出波形的锯齿小,更加接近原波形,THD小,而且可以用低数值、小体积和精度要求相对差一些的电感和电容来制成滤波器,造价相应降低。
但此时晶体管的开关损耗会随频率上升而上升,无源器件中的高频损耗、谢频的取肤效应都会使整机效率下降。
更高的调制频率还会出现射频干扰,所以调制频率也不能高于1MHz。
同时,三角波形的形状、频率的准确性和时钟信号的抖晃都会影响到以后复原的信号与原信号不同而产生失真。
所以要实现高保真,出现了很多与数字音响保真相同的考虑。
还有一个与音质有很大关系的因数就是位于驱动输出与负载之间的无源滤波器。
该低通滤波器工作在大电流下,负载就是音箱。
严格地讲,设计时应把音箱阻抗的变化一起考虑进去,但作为一个功放产品指定音箱是行不通的,所以D类功放与音箱的搭配中更有发烧友驰骋的天地。
实际证明,当失真要求在0.5%以下时,用二阶Butterworth 最平坦响应低通滤波器就能达到要求。
女口要求更高则需用四阶滤波器,这时成本和匹配等问题都必须加以考虑。
近年来,一般应用的D类功放已有集成电路芯片,用户只需按要求设计低通滤波器即可。
标签:?D类功放?原理?消费电子电子管OTL功放原理及电路时间:2010-04-22 23:56:39 来源:作者:电子管OTL功放原理及电路时间:2010-04-22 23:56:39 来源:作者:OTL是英文Output Transformer Less Amplifier 的简称,是一种无输岀变压器的功率放大器。
一. OTL电子管功放电路的特点普通电子管功率放大器的输岀负载为动圈式扬声器,其阻抗非常低,仅为 4 ~ 16 Q。
而一般功放电子管的内阻均比较高,在普通推挽功放中屏极至屏极的负载阻抗一般为5〜10k Q,故不能直接驱动低阻抗的扬声器,必须采用输出变压器来进行阻抗变换。
由于输出变压器是一种电感元件,通过变压器的信号频率不同,其电感线圈所呈现的阻抗也不同。
为了延伸低频响应,线圈的电感量应足够大,圈数也就越多,因此在每层之间的分布电容也相应增大,使高频扩展受到限制,此外还会造成非线性失真与相位失真。
为了消除这些不良影响,各种不同形式的电子管OTL无输岀变压器功率放大器应运而生,许多适用于OTL功放的新型功率电子管在国外也不断被设计制造岀来。
电子管OTL功率放大器的音质清澄透明,保真度高,频率响应宽阔,高频段与低频段的频率延伸范围一般可达10HZ〜100kHz,而且其相位失真、非线性失真、瞬态响应等技术性能均有明显提高。
二电子管OTL功放电路的形式图1(a)〜图1(f)是OTL无输岀功放基本电路。
图1(a)和图1(b)为OTL功放两种供电结构的方式,即正负双电源式和单电源供电方式。
在正负双电源式OTL功放中,中心为地电位。
这样可保证推挽电路的对称性,因此可以省略输岀电容,使功放的频率响应特性更佳。
单电源式OTL电路为了使两只推挽管具有相同的工作电压,必须使中心点的工作电压等于电源电压的一半。
同时,其输岀电容C1的容量必须足够大,不影响输岀阻抗与低频响应的要求。
图1(c)和图1(d)为OTL功放电子管栅极偏置的取法。
由于上边管阴极不接地,因此上边管的推动信号由栅极与阴极之间加入,而下边管的推动信号可由栅极与地之间加入。
至于其偏置方式,上边管可通过中心点对地分压后取岀,而下边管的偏置电压必须另设专门的负压电源来供给。
图1(e)和图1(f)为OTL倒相电路的应用。
图1(e)为采用屏阴分割式倒相电路对OTL功放进行激励只要倒相管的屏极负载电阻RL与阴极负载电阻RK的阻值相等,其输岀的激励电压总能获得平衡。
图1(f)为采用共阴极差分式倒相电路。
由于共阴极电阻RK,的阻值较大,具有深度负反馈作用,故电路稳定可靠。
同时,只要担任差分放大的上管与下管的屏极负载电阻取值相等,其两管的屏极总能输岀一对相位相反、幅值相等的推动信号电压。
三、OTL功放电路的选管对于电子管OTL功放的输岀级,不是所有功率电子管均能适用,必须选用符合如下条件的功率电子管才能取得良好的效果。
1 •低内阻特性一般功率电子管的屏极内阻为10k Q左右,不适用于OTL功放。
OTL功放必须选用屏极内阻在200〜800 Q的功率电子管。
这些低内阻功率电子管有6AS7、6N5P、6C33C-B、6080、6336等。
2 •低屏压、大电流特性一般功率电子管的屏极电压均为400V左右,高屏压电子管可达800〜1000V,而OTL功放必须选用屏极电压在150〜250V之间的低屏压、大电流特性的功率电子管来担任。
以上所列低内阻功率电子管均具有低屏压、大电流的工作特性。
此外还有6C19、6KD6、421A、6146等功率电子管。
这些电子管本身具有低屏压、大电流特性,但其屏极内阻稍高,应多管并联才能适用于OTL功放。
3 •采用新型OTL功放专用功率电子管这类电子管不仅内阻较低,而且具有低屏压、大电流特性,如6HB5、6LF6、17KV6、26LW6、30KD6、40KG6等。
为了降低电子管灯丝的功耗,许多用于OTL功放的功率电子管的灯丝电压提高到20〜40V,以便于串联使用。
四几种OTL功放典型电路1 •新型三极功率管OTL功放图2是6C33 C-B双三极管OTL功放电路图。
本电路采用国外新型低内阻、大功率双三极管6C33C-B 作OTL功放,每个声道用一对6C33C-B作功率放大,在输岀8Q负载时,每声道的输岀功率可达40W。
I 2 MJ3L 1 «■舅竇本OTL功放输入级采用高放大系数双三极电子管12AX7组成前级差分兼倒相电路。
该电路具有输入阻抗高、动态范围大的特点。
为了拓宽频响、减小相位失真,输入级与推动级之间采用直接耦合的方式。
为提高前级增益,在差分输入管12AX7的阴极加上-22 V电压,并串接了一只 1.1mA的恒流二极管,使前级工作更加稳定可靠。
推动放大级由中放大系数双三极电子管12BH7担任,该管特性与I2AU7、12JD8、5687等双三极管特性相近。
为了增大屏极电流,提高推动级输出能力,特将两只三极管并联使用,每管屏极电压高达265V,组成共阴极推动放大电路。