经典功放电路讲解

·最简单的微型扩音机
我们利用一只旧电话机中拆下的炭精送话器，以及几只常用的电子元件，即能组装一台无须调整的结构相当简单，且音质清晰洪亮的最简易微型扩音机，很有趣味。

在一些小空间扩音效果相当不错。

具体电路图见附图所示。

元件选择：炭晶送话器从老式旧电话机的听筒内拆下，大功率三极管采用3AD17，也可以用3ADl8。

但为减少扩音时产生的噪声，三极管要求穿透电流尽可能达到最小，但管子的放大倍值越大越好，一般应在70一90以上。

喇叭和输出变压器采用晶体管收音机上的即可，电源电池用6伏叠层电池，也可用充电电池和整流电源。

安装试音：将几只元件焊装在长条形印刷线路板上，找一支中号的塑料壳体的手电筒，旋下电筒头罩去掉玻璃、反光罩及小电珠，然后将碳晶送话器安装在罩子内，并焊接好送话器引线至电路板上。

在电筒前端各钻3mm小孔二个，将装入微型电源钮子开关及二芯插座各一个，待全部接线连接焊好后，把电池与线路板塞入电筒内，最后旋上已装有送话器的电筒头罩盖便完成。

试音时，把带有喇叭引线插头插入电筒前端插座上，开启电源开关对准送话器喇叭内便传出洪亮扩音声。

(读者若有兴趣在电路中串接入音乐集成块电路，便使成为扩音、放音两用机)。

在调试扩音中，若喇叭出现声音有点失真、沉闷或感觉音量不够大时。

可适当调整R1的电阻值，边调边放音试听，直至音质洪亮不失真为止。

·外围元件最少的25W功放电路TDA1521A
用高保真功放IC TDA1521A制作功放电路，具有外围元件少，不用调试，一装就响的特点。

适合自制，用于随身听功率接续，或用于改造低档电脑有源音箱。

TDA1521A采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。

TDA1521A既可用正负电源供电，也可用单电源供电，电路原理分别见图1(a)、(b)（点此下载原理图）。

双电源供电时，可省去两
个音频输出电容，高低音音质更佳。

单电源供电时，电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电源端，以避免电路内部自激。

制作时一定要给集成块装上散热片才能通电试音，否则容易损
坏集成块。

散热板不能小于200×100×2mm3。

·用2SA2151和2SC6100制作的分立元件功放
2SA2151和2SC6100是日本“三垦”公司生产的新型音频放大器专用大功率对管。

笔者有幸得到厂家免费赠送的2SA2151和2SC6100两对。

根据厂家提供的技术参数和自已的一些制作功放的经验用数月的时间，打造了一款非常适合家用的功放，现将电路提供如下供大家参考。

电路选择方案
笔者的听音室面积为21平方米，音箱是自制仿Ls3/5a两分频监听音箱。

由于有机会接触各种音响器材，经过比较决定制作一款多种音色可比较的功放。

电压放大部份分别选用运算放大器形式、晶体管分立件形式、电子管式，采用开关进行切换以便比较。

末级电流放大级采用0dB纯甲类无负反馈形式，电路见图1。

选用这种电路形式主要基于以下几方面考虑：
1、采用纯甲类工作形式能基本消除交越失真和开关失真，这两种失真是普通乙类功放无法克服的。

2、采用无大环路负反馈形式可以消除由环路负反馈引起的瞬态互调失真和交界面互调失真。

这两种失真均为动态指标，定量测量这两种失真方法都很麻烦，所以整机商品均没有这两种失真的技术指标。

瞬态互调失真对重放音质是否自然影响很大，一般平时都不太注意这个指标。

交界面互调失真是由扬声器工作时音圈产生的反电动势经过环路负反馈作用到放大器输
入级产生的新的动态失真。

交界面互调失真严重时将使重放的声音混浊不清，所有有大环路负反馈的功放都有这个问题，只是程度不同而已。

3、0dB纯甲类无负反馈功放是没有电压增益的，对电压放大级的性能是一种考验。

由于没有进入负反馈环路，谐波失真、阻尼因素等其它指标就要靠电路自身和元件质量来保证了。

元件安装与调试
一般的电流放大级均由两级组成，一级中功率管将电流放大，一级为大功率管进行大电流输出。

图1电路为了适应不同的电压放大级的输出电流，在电流放大级采用了达林顿结构使很小的电流都能满足输出额定功率的需要。

图1电路纯甲类输出功率为25W(8Ω负载)，静态电流1.25A，这样每只功率管的静态管耗为31.25W，4只功率管总的静态功耗为125w。

本电路制作时可用印刷电路板装配，也可采用搭焊的形式直接在散热器上装配。

装配时散热器的面积应满足要求，一般选用标称200W成品机类似的散热器即可。

用印刷电路板装配时恒压偏置调整管8050应紧贴在散热器上以进行温度补偿，每臂的两只中功率管应背对背紧贴以保证热均衡，如搭焊则所有的晶体管均安在散热器上，供电电源直接连到大功率管C 极，可调电阻应选用多圈精密可调电阻，以保证调整的准确性和安全性。

输入电容对音色的影响较大，可根据自已的喜好来选择品牌。

所有的晶体管均应配对使用。

装配好后即可通电调试，先调整10K可调电阻使输出端直流电压低于10mV以下。

如直流电压不能调整到10mV以下，说明晶体管的配对性不好，应更换重调，调好后再进行静态
电流的调整。

调节5K可调电阻使大功率管射极电阻(0.22Ω/5W)两端的直流电压为275mV，此时静态电流即为1.25A，让放大器在这种状态下静置1小时再测中点直流电压和静态电流值，如不符则重调。

调好后该功放就算制作完成了，选择不同的电压放大级即可工作了。

电压放大级选择与装配
图2为晶体管电压放大级，该电路选用著名的“马兰士”PM功放的前级放大器电路。

当末级功放要达到25W的额定输出时，电压放大级应提供15V以上的不失真电压，原电路是做为前级放大器使用的，电压放大倍数只有8.5倍，不能满足需要，本电路中将电压放大倍数改为22倍以满足末级的需要。

照图装好后调整470Ω可调电阻使D669和B649的静态电流为20mA，使其工作在甲类状态。

图3为采用双运放组成的电压放大级，选用这种电路主要是想领略不同档次的运放音色和音质，由于运放最大输出电压只有13V，所以用该电路来推动末级时最大功率只有20W，装配时运放位置采用镀金插座以便于更换不同的运放来试音。

图4为电子管电压放大级，电路参考了世界名机“马蒂斯”电路，为适应末级的需要在供电电压和放大倍数上做了一些改动。

本电路的音色相当甜美，与纯甲类末级组合堪称佳配。

电路装配容易，无需调试一装即响。

以上三种电压放大级在装配时应尽量选用优质元件，尤其是各级耦合电容应选择发烧级的品牌电容。

本机末级工作电压是根据大功率管工作在1.25A的状态下进行综合考虑的，不要为了增大输出功率而轻易提高末级功率管工作电压，如果音箱阻抗为4Ω时，纯甲类功率将降为12.5W，而甲乙类功率将增至60W左右，由于末级功放管没有进入环路负反馈网络，当工作点进入乙类状态后失真将明显加大，所以应重新调整末级功率管的静态电流和工作电压，在4Ω负载时，要有25W纯甲类功率输出静态电流应调整为1.77A，工作电压应为±17V；此时单只功率管静态功耗为30W左右。

该功率在家用放音状态下完全能够满足需要，推动10英寸三分频落地式音箱也绰绰有余，这就是纯甲类与乙类功放的差别所在，有兴趣的读者可以试试。

·电子分频放大器的制作
自从数字技术进人音频领域，音源和输入系统的音质得到了很大的改善，前置放大器变成几乎只是音源选择开关和音量电位器的简单东西。

但与此相反，输出系统却与模拟时代时一样变化不大，其原因主要是扬声器的原理并无大变。

由于声频范围宽至九至十个倍频程，要使扬声器的振动系统在如此宽的频率范围内，完全线性地按照电信号振动十分困难．再要求具有线性的声辐射特性，几乎是不可能的。

一个解决的途径是把声频范围分成数段，再用数只扬声器分段放音，这即是多扬声器系统，常见的是二单元和三单元系统。

但是分割频带需要分频网络．一般是在功率放大器和扬声器之间插入L、C滤波器。

由于扬声器并非纯电阻成分，给分频器的设计带来困难，不易得到良好的性能；且优质的分频器需要选用优质的电感器和电容器，价格不菲。

此外，由于各种扬声器的效率不同(高音扬声器比低音扬声器约高6分贝)，为了平衡整个频带的声压，需要在分频器中插入衰减器，以降低高效率扬声器的电平，其结果是整个扬声器系统成为几个最低效率扬声器的组合。

为了改变这种情况，产生了多通道放大器方式。

在前置放大器之后用有源滤波器分割频带，各频段有自己的功率放大器和扬声器，各频段的电平在各功率放大器之前用电位器调整。

这种方式的优点是显而易见的，它取消了前述LC网络，又能有效地利用各个扬声器的效率；同时，也降低了对功率放大器的频率要求，输出功率也可以小一些；这种结构示于图1。

其关键电路是有源滤波器。

滤波器有低通、高通、带通滤波器以及带阻滤波器。

低通滤波器容许从零频至其截止频率的分量通过，而阻止高于截止频率的分量；高通滤波器阻止低于其截止频率的分量，而容许高于它的分量通过；带通滤波器容许界于其低截止频率和高截
止频率之间的频率分量通过，而阻止这一频率范围外的所有频率分量。

使用运算放大器的有源滤波器可以取消电感元件。

并能获得电压或电流增益。

按滤波器截止特性不同可分为贝塞尔型、契比雪夫型和巴特沃斯型，其特性曲线见图2，主要表现在截止频率附近，贝塞尔型下降缓慢，契比雪夫型下降陡峭，而巴特沃斯型界于二者之间。

截止特性通常用1倍频程的衰减量为多少分贝来表示，二阶滤波器的每倍频程衰减量为12分贝，三阶滤波器为18分贝．图3是标准的巴特沃斯二阶有源滤波器。

图3a为低通滤波器，其计算公式如下：C=1／2πf R C2／C1=4Q^2C^2=C1×C2Q=0.71图3b 为高通滤波器，其计算公式如下：Rc=1／2πf C R2/R1=1／4Q^2R^2=R1×R2
Q=O．71设计例：截止频率f=500Hz的低通滤波器。

选取R=18kΩ．则C=1／2×3.14×500×18×10^(-3)=0.017684μF C2/C1=4×(0.71)^2=2.0164C2=2.0164C1 (0.017684)^2=20164C1^2C1=0.01245μF=12450pF。

实际选取12000pF和470pF并联．C2=2.0164×12450pF=25110pF，实际选取22000pF和2700pF并联。

设计例：截止频率f≈5kHz的高通滤波器。

选取R=18kΩ．则R2=R1／2.0164=18kΩ／2.0164=8.927kΩ
R=SQRT（R1×R2）=18×8.927=12.676kΩC=1／2×3.14
x5000×12.676×10^(-3)=0.002511μF=2511pF R1实际选取18kΩ，R2实际选取9.1kΩ，C实际选取2200pF和270pF并联。

图4是一款音频用12分贝三通道电子分频器的原理图。

选用多通道前级分频比在功率放大器后分频更能获得良好的音质。

三通道分频的频率范围分别是低频～500Hz；中频500Hz～5kHz；高频5kHz～。

它们合成的频率特性示于图5。

其低频滤波器和高频滤波器即是前面的设计例：中频采用了带通滤波器。

由一级高通滤波器和一级低通滤波器组合而成，其R、C的计算与设计例相同。

这里把低通滤波器设置在高通滤波器之后可以减少残留噪声，在滤波器之前设置一缓冲器有利于与音源的匹配，其输入端的1kΩ和150pF用于限制输入信号的带宽：各滤波器的输出端均用lkΩ的10圈线绕电位
器作输出电平调整。

三路滤波器的输出信号分别接至相同的三个功率放大器，其电路示于图6。

首先用输入级为FET的运放LF357作电流缓冲，末级功放管采用高频特性好的MOSFET，偏置电路用二极管和电阻构成，利用半可变电阻VR2设置静态电流，静态电流的测定可在无信号时测量源级电阻(0.47Ω)两端电压，然后利用公式I=U／R算出。

末级负反馈从MOSFET的源极加到运放的反相端。

由于用作驱动的运算放大器的电源电压不能过高，限制了功放的最大输出。

如运放电源电压为±15V，驱动级最大输出电压为±12V=24V，扬声器阻抗RL=8Ω．则末级最大输出功率P=Vcc×（Vcc／8RL）=24×24／64=9W。

这个功率似乎偏小，但实际上这只是一个频段的输出功率，加上另外两个频段的输出功率，已完全适用。

图6中．功放输出端的Rx、Cx及LY、RY是为稳定电路工作而设。

由于扬声器不是纯电阻成分，在频率升高时。

其电感成分会变大，相当于高频负荷变轻、高频增益提高，可能引起电路振荡；加入相当于高频负荷的Rx，就能避免振荡。

当用较长的电缆连接功放和扬声器时．由于电缆电容的存在，会加重高频负荷，使功放工作不稳定；加入LY，RY，可避免这种情况。

LY和RY是用直径1mm漆包铜线在10Ω5W碳膜电阻上密绕10匝而成。

为了保护扬声器，在各功放的输出端要串人2A的熔丝．在高频通道，还要在功放和扬声器之间串入2.5μF的聚丙烯电容器，以保护高频扬声器。

各通道滤波器只要电阻、电容的数字准确，一般不需调试．功率放大器的调整：在无信号输入时调整VR1使输出电压为0V，然后调整VR2使源级电阻0.47Ω两端电压为0.1V(约200mA)即可。

·用单电位器控制双声道的音量
双声道音响的音量控制，一般采用双联电位器。

要求电位器的两个输出必须同步，即输出电压必须一致，否则两个声道的声音会一大一小。

即使有一点不同步，在小音量时都会很明显。

当双联电位器损坏后，有时会找不到同型号的电位器代换。

为此，笔者设计一款用单
电位器控制双声道的音量控制电路。

当然，如只用一只电位器，单电位器是无法控制双声道的，必须增加电路才行。

用单电位器控制双声道音量的电路如附图所示。

该电路是靠调节Q1、Q2的导通度来控制音量的。

Q1、Q2的基极并联在一起，当调节RP时，Q1、Q2的偏压会发生变化，其导通度也会随之改变，从而使输出电压发生变化，达到调节音量的目的。

在这里Q1、Q2、R1、R2就相当于一个双联电位器，调节RP就可控制两个声道的输出。

这样就实现了用单电位器控制双声道音量的目的。

R3、C3是限流滤波电路，防止电源电压波动或突变时影响到Q1、Q2的偏压，否则会有噪声串入音频信号。

当音量调到最小时。

R3还可防止电源正端直接加到Q1、Q2基极。

Q1、Q2必须选择同一型号且起始导通电压一致的三极管，否则输出电压会一大一小，引起左右声道的声音一大一小。

·TDA7630均衡电路
TDA7630均衡电路
·用定阻式线间变压器制作廉价6P14并联功放
一、组成
图1为两只6P14并联单端功放电路图，图中只画出一个声道，另一声道完全相同，输出功率7W×2。

图2为本机采用的定阻式线间变压器作输出变压器。

二、材料1．)早期生产的红灯711—2型6灯电子管收音机2台，利用其中的底盘一付，电源变压器2只，带电源开关的470kΩ音量电位器2只，高低音调电位器共4只，17位接线支架一付，两个6N2电子管。

2．输出变压器用天津文华电器厂上世纪70年代生产的扩音机用15W定阻式线间变压器2只。

初级接0～250Ω，次级接0～8Ω，该变压器铁芯质量一流。

将原变压器硅钢片每4片交叉插入改为全部对插，在对插面塾两层厚0.1mm牛皮纸作为空气隙。

三、装配要点1．变压器安装：原机底盘上左端的电源变压器保留，右端的变压器同方向安装。

根据电路感应原理，输出变压器也同理安装。

另外，用一块原镀锌铁皮(约100mm×80mm将电源变压器与电子管等隔离。

2．电子管定位：6只电子管安装在原机的6A2、6K4、6N2、6P1及两个中周的位置，双三极管6N2可改用6N1或6N11，三者管脚相同。

6N2为低频电压放大管，放大系数97.5。

6N1为低频电压放大管，放大系数35，用此管时R3改为100kΩ。

6N11
为低噪声电压放大管，放大系数27，用此管时R3改为100kΩ，屏压45V，R9改为65kΩ，屏压65V。

这三种管子各有千秋。

3．接地方式：采用一点接地法，接地点选在底盘左右两端各自的主滤波电容和变压器接地的共同焊点，再与底盘上原有的引出头焊上，作为总接地点。

4．元件定位：所有元件上机前都要进行严格检测。

接线架左右声道元件各用一半。

元件的定位依靠接线架、电位器、电子管座芯柱的焊片。

每个电子管座芯柱焊片为该管及元件的接地点，再将每个管芯用粗导线连接后，接入总接地点。

屏蔽线选用单芯线。

音量电位器的屏蔽线两端接地，其余屏蔽线单头接地，接地点引入各自的电子管芯地。

全部电位器的外壳与底板相连。

电容C1为小体积CZMX一2型，将其铁质外圈接地。

电容C10为lTT 型，将其外表用市场上修补铝锅用的白铝箔屏蔽接地。

5．高压延时：调整R26的阻值可改变接通高压的时间，当取270k时，延时36秒。

四、小结本机按上述措施装配完毕之后，内部元件看上去整洁对称。

接一对8Ω10英寸扬声器音箱，插上DVD机，放入碟片，开启电源，但不按播放键，将功放音量、音调电位器全部旋至最大位置，耳朵贴近音箱，听不到一点交流声。

·电脑多媒体桌面音响的制作
一般市售电脑所配备的音响系统往往是低价位的多媒体有源音响，音质、听感较差。

笔者介绍一款自制的音响电路，采用上世纪九十年代美国国家半导体制造公司(NSC)专门为音频而发的功放集成电路LM1875T，其主要参数如下：
TO-220单列5脚塑料封装，工作电压范围：+8V～±30V。

不失真输出功率：Po>25W，静态电流：50mA，最大电流：4A，输入灵敏度：630mV，开环增益：90dB，额定增益：26dB，失真度：1kHz20WB时，THD=0.015％，转换速率：18V/μs，具有过载、过流、超温及感性负载反向电势保护。

该功放集成块体积小巧，外部电路简单，输出功率较大，失真小，不但音质音色颇好，且听感带有电子管机的圆润味道。

它自身具有比较完善的保护功能，电路见图(一个声道，电源共用)。

电路非常简洁，先用屏蔽线从电脑音频线路输出插口LINE-OUT引入信号驳接至本放大器，2x100kΩ音量电位器尽量选用一致性好的产品，阻抗较大是考虑到电脑声卡音频输出电容量一般取值较小，输入阻抗大一些，低频端响应会更好一些。

信号通过耦合电容输入到功放块的①脚。

集成块与简单的外围电路组成放大电路。

改变跨导电阻RD的阻值能改变本机放大量，电阻越大增益就越高，以取得合适的本机灵敏度和放大系数，其阻值常在22kΩ～47kΩ之间选取。

功放块输出端加有RC网络，防止产生低频自激，保护喇叭和功放电路。

元器件的选用
耦合电容器选用3.3μF～4.7uF耐压为63V的蓝色金属膜CBB无感聚丙烯电容，声音清晰动听，高频飘逸，音色韵味好。

经过实验，任何电解电容其音质均不能与CBB电容相比。

电源变压器选用功率>70W的R型或环型，亦可使用质量较好的EI型。

次级电压为AC2×18V～AC2×22V，整流滤波后为DC±25V左右。

整流桥电流应在10A以上。

主滤波电容为2×4700μF，应选用日本ELNA高速音频专用电解电容。

电路图中的100μF电解电容和0.1μF CBB电容，是中、高频信号退耦滤波电容，应使用发烧品，以利提高放大器中、高频的声音表现。

本放大器电路有些发烧友在摩机时，会去掉47uF反馈电容器而直接短路，这样就变成了纯直流放大器。

据说可以使频响更好，低频延伸更低。

但笔者认为大功率放音时，中点失调电压漂移会对线路输出有影响，还是采用了厂家推荐的标准电路。

为提高音质，此反馈电
容不用一般的普通品，而是用上了暗红色的日本ELNA—BP金字音频专用无极性电解，听感圆润、醇厚，又不会使集成块④脚出现直流零电位漂移现象。

电路安装调试LM1875的③脚负电源端，是和芯片散热端相连通的，所以在加装外部散热片时，必须垫云母片与外部散热片绝缘，且外部散热器面积必须足够大，有利于芯片的散热，以手感觉不烫手为宜。

本放大器可选用成品线路板，由于元件少也可以自制线路板。

放大器的调试较为简单，首先确保电路板元器件安装正确无误，测量正负电压正确，切不可先接音箱，用数字表测量功放块输出端的④脚与地零点漂移，若电压在30mv以内应视为正常，观察半小时无变化后方可接上音箱试音，否则，应先排除故障。

本电路只要元器件数据正确，供电电压正负对称(电压值略大略小无妨)，一般均能一次安装成功。

扬声器单元和音箱要使音质好，选用扬声器有很大关系，应选用上档次的产品，如美国优雅、台湾罗技、日本JVC等全频扬声器单元组成的音箱。

有条件者亦可选用灵敏度
稍高的小型高品质成品音箱。

·FU-29A类单端功率放大器
许多音响发烧友对A类单端输出情有独钟，利用FU-29制作A类单端输出级也有相当诱人的效果。

根据FU-29的两个极限条件，Pamax≤20W(每个四极管)，Ug2max<225V，阳极供电、第二栅极供电都取200V.从FU-29特性曲线族可看出，Ua=Ug2=200V时，阳极电流截止点栅负压约-25V，就是说在栅极瞬间达到一20V时阳极电流尚有约20mA，因此选择-10V 作为A类静态工作点，当输入信号10Vp-p时符合A类状态的要求。

从曲线族上可查到此时单级四极管静态为100mA，可以算出阳极功耗为Pa=200V×100mA=20W，符合安全使用的要求。

按上述状态计算，FU-29单组四极部分的输出功率为4.3W，最佳负载阻抗1200Ω。

FU-29是复合管，将两组束射四极管接成并联是顺理成章的事，此时一只FU-29两组四极并联，单端A类状态工作条件是：
灯丝电压／电流：串联连接①～⑦脚为12.6V／0.95A，并联连接①～⑦脚相连对⑤脚为6.3V≈2A，阳极电压200V，第二栅极电压200V，栅负压-10V，工作点阳极电流100mA+100mA，第二栅极电流9mA+9mA，最佳负载600Ω，输出功率8.6W，开环非线性失真度<9％。

由上述结果可看出，FU-29作并联A类单端输出级，输出功率超过6L6GC，而且其低电压大电流特性，内阻远低于常见束射输出管，最佳负载阻抗仅600Ω，结果是使输出变压器的结构、工艺都变得极为简单，对初级电感量的要求大力降低。

可以算出，即使将输出管低端转折频率设为10Hz，初级最大电感量也只有8H，使放大器的频响低端延伸更为容易。

FU-29并联A类单端输出级放大电路如图1所示。

V2为FU-29并联组成，可直接在管座上将②、⑥脚连接为G1、③脚为两组第二栅极，已在管内连接，④脚为两组阴极共用引出端，①、⑦脚为两组灯丝12.6V引出端，⑤脚为灯丝中心抽头，以便与①、⑦脚接6.3V并联供电，两组阳极可用管帽直接连接。

两组束射管并联用于A类，静态阴极电流达到220mA(P、G2电流之和)，当采用自给栅负压时，阴极电阻Rk的值应为Rk=10V/0.22A=45.5Ω，可用两只91Ω／2W金属膜电阻并联。

Ck的值可选用1000μF／16V以上的电解电容器，同时并联接入O.47μF薄膜电容器。

FU-29在A类放大，驱动信号只要达到10Vp-p即可输出8W的功率，因此前级电压放大器无需过高增益。

该机中V1采用双三极管6SL7(国产6N9P与之相同)接成SRPP电路，以。