放大器系统电路--音频功率放大器基础知识

如题所述

音频功率放大器是音频系统的核心组件,它通过精细的电压和电流处理,为家庭娱乐设备如音响、电视提供强劲驱动力。其电路设计巧妙地融合了电压放大、推动与功放输出阶段,形成多样的架构,如变压器耦合、OTL、DZL、OCL和BTL,它们各自具有独特的特点和适用场景。


放大器种类与性能

甲类放大器,如OTL和OCL,以全信号放大见长,音质出色,但可能牺牲一些功率输出以避免失真。它们利用两只对称三极管,将信号的正负半周同时放大,尽管输出功率受到限制,但音质却更纯正。相比之下,乙类放大器如采用两只管子交替工作,如BTL,输出功率高且功耗低,但可能会出现交越失真。为解决这个问题,甲乙类放大器引入了小偏置电流,巧妙地平衡了音质与效率,成为音频放大器的常见选择。


负载与输出类型
功率放大器的输出特性有定阻式和定压式之分。定阻式如变压器耦合,要求负载阻抗恒定,例如,不能随意替换4Ω扬声器为8Ω。通过调整变压器抽头,可以实现阻抗匹配,但必须保持一致性。而定压式放大器信号电压恒定,负载阻抗变化直接影响输出功率,常见于OTL、OCL和BTL功放的扬声器选择,如3.2Ω和4Ω。


互补推挽技术
在功放设计中,互补推挽放大器是提升性能一致性的重要手段。它由两对性能相近的三极管组成,通过互补导通,如图2-32所示,确保输出信号的稳定性。复合互补推挽则进一步结合不同性质的管子,如NPN和PNP,以增强性能的一致性和稳定性。


复合管与电路设计
复合管电路有多种构型,如同极性、异极性组合,它们在功放输出级中扮演关键角色。正确识别和应用复合管,关键在于掌握其电流放大倍数、穿透电流以及反馈电路的细节。例如,图2-38的推挽输出级静态偏置电路中,二极管偏置如VT1、VT2-VT3和VD1-VD2的配置,确保了输出级工作的稳定性和甲乙类状态的维持。


最后,图2-39展示了一种电阻和二极管偏置电路,通过VT1驱动VT2和VT3形成推挽输出。这里的调整技巧在于,通过R2和二极管提供静态偏置,确保VT2和VT3在甲乙类状态下稳定工作,避免了传统二极管偏置电路的不足。

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