音频放大器原理和应用

改进的电路被称为准互补对称电路。 u i 其两个末级对管是同一类型，因此 比较容易配对。电路中Re1、Re2 的作用是使V3和V２管能有一个合 适的静态工作点。
£«UCC R
V1
ui
R1
V2
VD1
VD2
V4 RL
uo
V3
R2
＋UCC
£UEE
R
V1
R1
V2
V D1
R e1
V D2
RL
V3
R2
V4
R e2
自动
R7 150
温漂பைடு நூலகம்
R9 1 k
交流反馈
10 k
R14
33 R13
输出级
£«12 V
V3 3DG12
R11 1
£«C6
200 R12 F 1
V4 3AX83
C7 0.22 F
RL
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2003： 电源电压： ± 4~ ± 14v 峰值电流：3.5A 输出功率：10W，2欧 静态电流：40ma 开环增益 ：80DB 30DB带宽：40~15，000 输出阻抗：4欧 保护：输出短路保护。应用：汽车音响
2。功率放大器
特点：
（3）非线性失真小。功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电 流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线 性区造成输出波形的非线性失真。因此，功率放大器比小信号的 电压放大器的非线性失真问题严重。在实际应用中，有些设备对 失真问题要求很严，因此，要采取措施减小失真，使之满足负载 的要求。
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2009：典型应用
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2009： 桥式输出
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
LM384：
生产厂家：美国半导体器件公司 电路形式：OTL 输出功率：8负载上可得到5W功率 电源电压：最大为28V
2。功率放大器--实例 14 -- 电源端（ Vcc）
LM384
)
1
14
3、4、5、7 -- 接地端（ GND） 10、11、12 -- 接地端（GND）
2
13
3
12
2、6 -- 输入端 （一般2脚接地）
(4)保护及散热。功放管承受高电压、大电流，因而功放管的保护 及散热问题也应重视。功率放大器工作点的动态范围大，因此只 适宜用图解法进行分析。
2。功率放大器
单晶体管功率放大器：
R1 n1 n2 Vin
Vcc RL
IL’=ßVin/(R1||rbe) , IL= IL’ n1/n2 , VL= ßVin/(R1|| rbe) • n1/n2)•RL
TDA2030： 电子分频电路
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2009： 电源电压： ± 4~ ± 14v 峰值电流：3.5A 输出功率：2*10W，双声道，4欧 静态电流：40ma 开环增益 ：60DB 30DB带宽：20~80000hz 输出阻抗：4欧 保护：短路保护、过热保护
1。电压放大
AD826：
同向放大器
1。电压放大
AD826：
反向放大器
1。电压放大
集成运算放大电路：LM324
LM324：
单位增益带宽...20~50 MHz 典型值 共模抑制比...85 dB 典型值 RL＝2K 欧姆 输出电流：20-50ma 电源电压范围宽... ±1.5V 至 ±15V 极限VCC＝±16V
单电源同向放大器
1。电压放大
NE5532：
C1 IN
R2
OUT RL
RF R1
双电源同向放大器
1。电压放大
NE5532：
扩流放大器
1。电压放大
集成运算放大电路：LM324\NE5532\AD826
AD826：
单位增益带宽...20~50 MHz 典型值 共模抑制比...100 dB 典型值 VCC±＝±15V 和RL＝500 欧姆 电源电压范围宽... ±5V 至 ±18V
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2030：
双电源基本电路
单电源扩流电路 40W
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2030： 桥式输出电路 40W
2。功率放大器--实例
W=Vout2/R2
1。电压放大
集成运算放大电路：LM324\NE5532\AD826
NE5532：
单位增益带宽...10 MHz 典型值 高 dc 电压增益... 100V/mV 典型值 VCC±＝±18V 和RL＝600 欧姆 电源电压范围宽... ±3V 至 ±20V
1。电压放大
NE5532：
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2003： 典型应用电路
2。功率放大器--实例
集成功率放大器:TDA2003、TDA2030、TDA2009、LM384
TDA2030： 电源电压： ± 6~ ± 18v 峰值电流：3.5A 输出功率：20W，4 欧 静态电流：40ma 开环增益 ：90DB 30DB带宽：10~140000k 输出阻抗：4欧 保护：输出短路保护、过热保护，极性反接保护（后加）
uo － U EE
2。功率放大器--实例
OCL（ Output CapacitorLess
下图为OCL高保真功率放大器的典型应用电路，其中 V1、V2、V3管组成的恒流源差动放大器为前置放大级， 除了对输入信号进行放大外，还有温度补偿和抑制零漂的 作用。V4、V5管构成中间放大级。V7到V10管为准互补 OCL电路，作为输出级。Re7~Re10可使电路稳定。V6 管及Re4、Re5构成“UBE扩大电路”，调节Re4可改变 加在V7、V8管基极间的电压，以消除交越失真。Rf、C1 和Rb2构成串联负反馈，以提高电路稳定性并改善性能。
Q
O
U CC u CE
(a)
2。功率放大器--分类
b。乙类：
若将静态工作点Q 设在横轴上，则IC 仅在半个信号周期 内通过，其输出波 形被削掉一半，称 为乙类功放。
iC
O
(b)
Q U CC u CE
2。功率放大器--分类
c。甲乙类：
若将静态工作点设在 线性区的下部靠近截 止区，则其IC的流通 时间为多半个信号周 期，输出波形被削掉 一部分称为甲乙类功 放。
U CC Q uCE
交越失真
RL
uo
V2
2。功率放大器--分类
甲乙类互补对称电路:
乙类互补对称电路效率比 较高，但由于三极管的输入特 性存在有死区，而形成交越失 真。采用甲乙类互补对称电路， 可以克服交越失真问题。其原 u i 理是静态时，在V1、V2管上 产生的压降为V3、V4管提供 了一个适当的正偏电压，使之 处于微导通状态。由于电路对 称，静态时iC1=iC2，io=0， Uo=0。有信号时，由于电路 工作在甲乙类，即使ui很小， 也基本上可线性放大。
1。电压放大
LM324：
单电源同向放大器
1。电压放大
LM324：
单电源反向放大器
2。功率放大器
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。为此，它们常常工
（2）效率高。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。对于小信号电压放 大器来讲，由于输出功率较小，电源供给的直流功率 也小，因此效率问题就不需要考虑。
音频放大器原理和应用
内容：
1。电压放大（话筒、前置） 2。功率放大器 4。电源 5。其他电路（均衡、混响、电平指示、数字 音量、保护电路等等）
音频放大器的结构与组成
MIC1 MIC2
TAPE CD VCD RADIO
放大、 混响
混
合
选
电
择
路
开
关
均衡
前置 放大
功率 放大
前置 放大
功率 放大
均衡
电源
D类功放（数字功放），采用PWM调制方式 特点：效率高（ 90% ）、静态电流小。
3。电源
A。稳压--前置放大器。 B。功放--直接电源，保证动态响应。
AC220 15V
2200U 2200U
2。功率放大器--实例
OTL功率放大电路
R1 200 k
C2
68 pF
前置放大
C1
ui
£« 10 F
R2 30 k
推动级
R3
R5
2.2 k C3
5.6 k
£« 10 F
£«C5 100
F V2 3DG15
直 流 反
C4
3300 pF
R10 10 k
R6 33
V1
馈
R4 100
t R8 330
2。功率放大器--实例
OCL功率放大电路
R c1 2.2 k
R 10 k
ui ＋ R b*1
－ VD1 VD2
V1 V2 V3
C1 47 F
Rb2 620
R e3 680
R e4 150
V4
R c*4 Rf 22 k
R c5 330
V5 R e5 150
V7 V9
R e7 220
R e9 0.5
RW b1
R1 V D1 V D2
b2
R2
Re
3
ui
V3
R1
倍增
电路 R
V4
2
Rc
3
＋ UCC
£« UCC
V1 uo
RL V2
£UCC
V1
RL
uo
V2
－ U EE
2。功率放大器--分类
复合管互补对称电路:
采用复合管的互补对称输出级， 可以降低对前级推动电流的要求， 不过其直接为负载RL提供电流的 两个末级对管V3、V4的类型截然 不同。在大功率情况下，两者很难 选配到完全对称。
V6
RL
8
V8 V10
R c8 220
R e10 0.5
＋ U CC (＋ 24 V)
＋ uo －
－ U CC (－ 24 V)
实用的OCL准互补功放电路：
Rc1
ui T1
Rb1
反馈级 R1
T2 Rf
Rb2 C1
共射放大级 Re4
准互补功放级 +24V
T4
C2 UBE 倍增 电路
R2
T6
T7 T9
iC
Q
O
UCC uCE
(c)
2。功率放大器--分类
乙类互补对称功放：
如果电路处在甲类放大状
态，则静态工作电流大，
因而效率低。若用一个管
子组成甲乙类或乙类放大
电路，就会出现严重的失 真现象。乙类互补对称功
ui
放，既可保持静态时功耗
小，又可减小失真。
iC A
Icm U CES
OB
＋ U CC V1
U cem
家用功率放大器的内部组成
平衡 输入
非平衡 输入
平衡 输入
非平衡 输入
平衡
音量
前置
功率
过 载
非平衡 调节 放大 放大 保
护延
、
时
零 点
接
漂通
平衡
音量 前置 功率 移
非平衡 调节
放大
放大
保 护
电源系统 专业功率放大器的内部组成
1。电压放大
单晶体管放大电路：
Vcc R1 R2
Vout
Vin
Vout =ßR2/(R1||rbe) •Vin
Re7 Re9
保险管 BX
差动放大级
C3
R3
偏置电路
T8 T10
C5
T3 Re3
D1 D2
T5 恒流源
负载 Re5
C4 RC8
R4 Re10
RL
负载
-24V
2。功率放大器--实例
OTL（Output TransformerLess）功率放大电路
后图电路是一个OTL互补对称功率放大电路，用作电视 机伴音功放。其中V1管构成前置电压放大级，信号经C3耦 合至V2构成的推动级，R14形成电压串联负反馈，以改善 放大性能。C2、C4、C7为相位补偿元件，用以防止高频自 激。V3、V4管构成互补功率输出级。C6将信号耦合到负载 RL上。R11、R12为限流电阻，防止开机时功放管中电流 过大而烧坏功放管。V3、V4管的静态工作点由V2管的静态 电流及R6、R7、R8、R9决定。其中R8是热敏电阻，其阻 值随温度升高而减小，可稳定功放管的静态电流。电阻R10 连接在V2管的基极与电容C6的正极之间，构成直流负反馈， 以稳定C6正极的电位为UCC/2
实际上，由于RL远小于 R1|| rbe ， 因此该电路的电压放大倍数 VL /Vin 是比较小的，约 =1；但是电流却被放大了若干倍。因此，该电路往往是电流放大电路。
2。功率放大器---分类
功率放大器一般是根据功放管工作点选择的不同进行分类。有甲 类、乙类及甲乙类功率放大器
iC
a。甲类：
当静态工作点Q设在负载 线性段的中点，整个信 号周期内都有电流IC通 过时，称为甲类功放。
4
11
5
10
8 -- 输出端
（经500 电容接负载）
6
9
1 -- 接旁路电容（5 ）
7
8
9、13 -- 空脚（NC）
2。功率放大器--实例
LM384 ui
输入信号
调节音量
Vcc 电源滤波电容
6 - 14 8
2+
1
5
输出耦合大电容
500
2.7 8
0.1
外接旁路电容 低通滤波,去除高频噪声
2。功率放大器--实例