音頻放大器原理與應(yīng)用ppt課件

1、音頻放大器原理及應(yīng)用機電實踐班1。電壓放大話筒、前置）2。功率放大器4。電源5。其他電路平衡、混響、電平指示、數(shù)字音量、保護電路等等）內(nèi)容：音頻放大器的結(jié)構(gòu)與組成音頻放大器的結(jié)構(gòu)與組成 放大、混響混合電路選擇開關(guān)前置放大功率放大平衡前置放大功率放大平衡MIC1MIC2TAPECDVCDRADIO家用功率放大器的內(nèi)部組成電源平衡 非平衡平衡 非平衡音量調(diào)理音量調(diào)理前置放大功率放大前置放大功率放大延時接通過載保護、零點漂移保護電源系統(tǒng) 平衡 輸入非平衡 輸入 平衡 輸入非平衡 輸入專業(yè)功率放大器的內(nèi)部組成1。電壓放大。電壓放大 單晶體管放大電路：單晶體管放大電路： Vcc R1 R2 Vout V

2、in Vout =R2/(R1|rbe) Vin W=Vout2/R2 1。電壓放大。電壓放大集成運算放大電路：集成運算放大電路：LM324NE5532AD826 NE5532：單位增益帶寬單位增益帶寬.10 MHz 典型值典型值 高高 dc 電壓增益電壓增益. 100V/mV 典型值典型值 VCC18V 和和RL600 歐姆歐姆 電源電壓范圍寬電源電壓范圍寬. 3V 至至 20V 1。電壓放大。電壓放大NE5532： 單電源同向放大器單電源同向放大器1。電壓放大。電壓放大NE5532： 雙電源同向放大器雙電源同向放大器1。電壓放大。電壓放大NE5532： 擴流放大器擴流放大器1。電壓放大。電

3、壓放大集成運算放大電路：集成運算放大電路：LM324NE5532AD826 AD826：單位增益帶寬單位增益帶寬.2050 MHz 典型值典型值 共模抑制比共模抑制比.100 dB 典型值典型值 VCC15V 和和RL500 歐姆歐姆 電源電壓范圍寬電源電壓范圍寬. 5V 至至 18V 1。電壓放大。電壓放大AD826： 同向放大器同向放大器1。電壓放大。電壓放大AD826： 反向放大器反向放大器1。電壓放大。電壓放大集成運算放大電路：集成運算放大電路：LM324 LM324：單位增益帶寬單位增益帶寬.2050 MHz 典型值典型值 共模抑制比共模抑制比.85 dB 典型值典型值 RL2K 歐

4、姆歐姆 輸出電流：輸出電流：20-50ma電源電壓范圍寬電源電壓范圍寬. 1.5V 至至 15V 極限極限VCC16V1。電壓放大。電壓放大LM324： 單電源同向放大器單電源同向放大器1。電壓放大。電壓放大LM324： 單電源反向放大器單電源反向放大器2。功率放大器。功率放大器特點：特點：（1輸出功率足夠大。為獲得足夠大的輸出功輸出功率足夠大。為獲得足夠大的輸出功率，功放管的電壓和電流變化范圍應(yīng)很大。率，功放管的電壓和電流變化范圍應(yīng)很大。為此，它們常常工作在大信號狀態(tài)，接近極為此，它們常常工作在大信號狀態(tài)，接近極限工作狀態(tài)。限工作狀態(tài)。（2效率高。功率放大器的效率是指負(fù)載上得效率高。功率放大

5、器的效率是指負(fù)載上得到的信號功率與電源供給的直流功率之比。到的信號功率與電源供給的直流功率之比。對于小信號電壓放大器來講，由于輸出功率對于小信號電壓放大器來講，由于輸出功率較小，電源供給的直流功率也小，因此效率較小，電源供給的直流功率也小，因此效率問題就不需要考慮。問題就不需要考慮。2。功率放大器。功率放大器特點：特點：（3非線性失真小。功率放大器是在大信號狀非線性失真小。功率放大器是在大信號狀態(tài)下工作，電壓、電流擺動幅度很大，極易態(tài)下工作，電壓、電流擺動幅度很大，極易超出管子特性曲線的線性范圍而進(jìn)入非線性超出管子特性曲線的線性范圍而進(jìn)入非線性區(qū)造成輸出波形的非線性失真。因此，功率區(qū)造成輸出波

6、形的非線性失真。因此，功率放大器比小信號的電壓放大器的非線性失真放大器比小信號的電壓放大器的非線性失真問題嚴(yán)重。在實際應(yīng)用中，有些設(shè)備對失真問題嚴(yán)重。在實際應(yīng)用中，有些設(shè)備對失真問題要求很嚴(yán)，因此，要采取措施減小失真，問題要求很嚴(yán)，因此，要采取措施減小失真，使之滿足負(fù)載的要求。使之滿足負(fù)載的要求。 (4)保護及散熱。功放管承受高電壓、大電流，保護及散熱。功放管承受高電壓、大電流，因而功放管的保護及散熱問題也應(yīng)重視。功因而功放管的保護及散熱問題也應(yīng)重視。功率放大器工作點的動態(tài)范圍大，因此只適宜率放大器工作點的動態(tài)范圍大，因此只適宜用圖解法進(jìn)行分析。用圖解法進(jìn)行分析。2。功率放大器。功率放大器單晶

7、體管功率放大器：單晶體管功率放大器： Vcc R1 n1 n2 RL VinIL=Vin/(R1|rbe) , IL= IL n1/n2 , VL= Vin/(R1| rbe) n1/n2)RL實際上，由于RL遠(yuǎn)小于 R1| rbe ， 因此該電路的電壓放大倍數(shù) VL /Vin 是比較小的，約=1；但是電流卻被放大了若干倍。因此，該電路往往是電流放大電路。2。功率放大器。功率放大器-分類分類a。甲類：當(dāng)靜態(tài)工作點Q設(shè)在負(fù)載線性段的中點，整個信號周期內(nèi)都有電流IC通過時，稱為甲類功放。 功率放大器一般是根據(jù)功放管工作點選擇的不同進(jìn)行分類。有甲功率放大器一般是根據(jù)功放管工作點選擇的不同進(jìn)行分類。有

8、甲類、乙類及甲乙類功率放大器類、乙類及甲乙類功率放大器iCQUCCuCE(a)O2。功率放大器。功率放大器-分類分類b。乙類：若將靜態(tài)工作點Q設(shè)在橫軸上，則IC僅在半個信號周期內(nèi)通過，其輸出波形被削掉一半，稱為乙類功放。iCQUCCuCEO(b)2。功率放大器。功率放大器-分類分類c。甲乙類：若將靜態(tài)工作點設(shè)在線性區(qū)的下部靠近截止區(qū)，則其IC的流通時間為多半個信號周期，輸出波形被削掉一部分稱為甲乙類功放。 iCQUCCO(c)uCE2。功率放大器。功率放大器-分類分類乙類互補對稱功放：乙類互補對稱功放：如果電路處在甲類放如果電路處在甲類放大狀態(tài)，則靜態(tài)工作大狀態(tài)，則靜態(tài)工作電流大，因而效率低。

9、電流大，因而效率低。若用一個管子組成甲若用一個管子組成甲乙類或乙類放大電路，乙類或乙類放大電路，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的失真就會出現(xiàn)嚴(yán)重的失真現(xiàn)象。乙類互補對稱現(xiàn)象。乙類互補對稱功放，既可保持靜態(tài)功放，既可保持靜態(tài)時功耗小，又可減小時功耗小，又可減小失真。失真。uiV1V2uoRL UCCiCAUCCOBUCESQuCEIcmUcem交越失真交越失真2。功率放大器。功率放大器-分類分類甲乙類互補對稱電路甲乙類互補對稱電路: 乙類互補對稱電路效乙類互補對稱電路效率比較高，但由于三極管率比較高，但由于三極管的輸入特性存在有死區(qū)，的輸入特性存在有死區(qū)，而形成交越失真。采用甲而形成交越失真。采用甲乙類互補對稱電

10、路，可以乙類互補對稱電路，可以克服交越失真問題。其原克服交越失真問題。其原理是靜態(tài)時，在理是靜態(tài)時，在V1、V2管上產(chǎn)生的壓降為管上產(chǎn)生的壓降為V3、V4管提供了一個適當(dāng)?shù)墓芴峁┝艘粋€適當(dāng)?shù)恼妷?，使之處于微?dǎo)正偏電壓，使之處于微導(dǎo)通狀態(tài)。由于電路對稱，通狀態(tài)。由于電路對稱，靜態(tài)時靜態(tài)時iC1=iC2，io=0，Uo=0。有信號時，由于。有信號時，由于電路工作在甲乙類，即使電路工作在甲乙類，即使ui很小，也基本上可線性很小，也基本上可線性放大。放大。 uiuoRLUCCV1V2R2VD2VD1R1RWb1b2UEE2。功率放大器。功率放大器-分類分類復(fù)合管互補對稱電路復(fù)合管互補對稱電路: 采

11、用復(fù)合管的互補對采用復(fù)合管的互補對稱輸出級，可以降低對前稱輸出級，可以降低對前級推動電流的要求，不過級推動電流的要求，不過其直接為負(fù)載其直接為負(fù)載RL提供電提供電流的兩個末級對管流的兩個末級對管V3、V4的類型截然不同。在的類型截然不同。在大功率情況下，兩者很難大功率情況下，兩者很難選配到完全對稱。選配到完全對稱。改進(jìn)的電路被稱為準(zhǔn)互補改進(jìn)的電路被稱為準(zhǔn)互補對稱電路。其兩個末級對對稱電路。其兩個末級對管是同一類型，因此比較管是同一類型，因此比較容易配對。電路中容易配對。電路中Re1、Re2的作用是使的作用是使V3和和V管能有一個合適的靜態(tài)管能有一個合適的靜態(tài)工作點。工作點。uoRL UCCV1

12、V3R2VD2VD1R1R UEEuiV2V4Re2Re12。功率放大器。功率放大器-實例實例OCL（ Output CapacitorLess ）功率放大電路）功率放大電路 下圖為下圖為OCL高保真功率放大器的典型應(yīng)用電路，其中高保真功率放大器的典型應(yīng)用電路，其中V1、V2、V3管組成的恒流源差動放大器為前置放大級，管組成的恒流源差動放大器為前置放大級，除了對輸入信號進(jìn)行放大外，還有溫度補償和抑制零漂的除了對輸入信號進(jìn)行放大外，還有溫度補償和抑制零漂的作用。作用。V4、V5管構(gòu)成中間放大級。管構(gòu)成中間放大級。V7到到V10管為準(zhǔn)互管為準(zhǔn)互補補OCL電路，作為輸出級。電路，作為輸出級。Re7R

13、e10可使電路穩(wěn)定。可使電路穩(wěn)定。V6管及管及Re4、Re5構(gòu)成構(gòu)成“UBE擴大電路擴大電路”，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)Re4可可改變加在改變加在V7、V8管基極間的電壓，以消除交越失真。管基極間的電壓，以消除交越失真。Rf、C1和和Rb2構(gòu)成串聯(lián)負(fù)反饋，以提高電路穩(wěn)定性并改善性構(gòu)成串聯(lián)負(fù)反饋，以提高電路穩(wěn)定性并改善性能。能。2。功率放大器。功率放大器-實例實例OCL功率放大電路功率放大電路 RfV722 kC147 FRb2620 Rc 4*V3V2Re3680 330 Rc5V5Re5150 V6V8Rc8220 0.5 Re10V10V4V9Re4150 Rc12.2 kR10 kV1Rb 1*uiV

14、D1VD2Re7220 0.5 Re9RL8 (24 V) UCCuo(24 V) UCC+24VuiRLT7T8RC8-24VR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re5C3C4T9T10Re10Re7Re9C5R4BX差動放大級差動放大級反饋級反饋級偏置電路偏置電路共射放大級共射放大級UBE倍增倍增電路電路恒流源恒流源負(fù)載負(fù)載準(zhǔn)互補功放級準(zhǔn)互補功放級保險管保險管負(fù)載負(fù)載實用的實用的OCL準(zhǔn)互補功放電路：準(zhǔn)互補功放電路：2。功率放大器。功率放大器-實例實例OTLOutput TransformerLess功率放大電路功率放大電路 后圖電路是一個

15、后圖電路是一個OTL互補對稱功率放大電路，用作電互補對稱功率放大電路，用作電視機伴音功放。其中視機伴音功放。其中V1管構(gòu)成前置電壓放大級，信號經(jīng)管構(gòu)成前置電壓放大級，信號經(jīng)C3耦合至耦合至V2構(gòu)成的推動級，構(gòu)成的推動級，R14形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋，以改形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋，以改善放大性能。善放大性能。C2、C4、C7為相位補償元件，用以防止高為相位補償元件，用以防止高頻自激。頻自激。V3、V4管構(gòu)成互補功率輸出級。管構(gòu)成互補功率輸出級。C6將信號耦合將信號耦合到負(fù)載到負(fù)載RL上。上。R11、R12為限流電阻，防止開機時功放管為限流電阻，防止開機時功放管中電流過大而燒壞功放管。中電流過大而燒壞功放管

16、。V3、V4管的靜態(tài)工作點由管的靜態(tài)工作點由V2管的靜態(tài)電流及管的靜態(tài)電流及R6、R7、R8、R9決定。其中決定。其中R8是熱敏是熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，可穩(wěn)定功放管的靜態(tài)電流。電阻，其阻值隨溫度升高而減小，可穩(wěn)定功放管的靜態(tài)電流。電阻電阻R10連接在連接在V2管的基極與電容管的基極與電容C6的正極之間，構(gòu)成的正極之間，構(gòu)成直流負(fù)反饋，以穩(wěn)定直流負(fù)反饋，以穩(wěn)定C6正極的電位為正極的電位為UCC/2。 2。功率放大器。功率放大器-實例實例OTL功率放大電路功率放大電路2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM3

17、84TDA2019：電源電壓：電源電壓： 4 14v峰值電流：峰值電流：3.5A輸出功率：輸出功率：10W，2歐歐靜態(tài)電流：靜態(tài)電流：40ma開環(huán)增益開環(huán)增益 ：80DB30DB帶寬：帶寬：4015，000輸出阻抗：輸出阻抗：4歐歐維護：輸出短路保護。運用：汽車音響維護：輸出短路保護。運用：汽車音響 2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2019：典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA20

18、30：電源電壓：電源電壓： 6 18v峰值電流：峰值電流：3.5A輸出功率：輸出功率：20W，4歐歐靜態(tài)電流：靜態(tài)電流：40ma開環(huán)增益開環(huán)增益 ：90DB30DB帶寬：帶寬：10140000k輸出阻抗：輸出阻抗：4歐歐維護：輸出短路保護、過熱保護，極性反接保護后加）維護：輸出短路保護、過熱保護，極性反接保護后加） 2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2030： 雙電源基本電路雙電源基本電路 單電源擴流電路單電源擴流電路 40W2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2

19、019、TDA2030、TDA2009、LM384 TDA2030：橋式輸出電路橋式輸出電路40W2。功率放大器。功率放大器-實例實例TDA2030：電子分頻電路電子分頻電路2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：電源電壓：電源電壓： 4 14v峰值電流：峰值電流：3.5A輸出功率：輸出功率：2*10W，雙聲道，雙聲道，4歐歐靜態(tài)電流：靜態(tài)電流：40ma開環(huán)增益開環(huán)增益 ：60DB30DB帶寬：帶寬：2080000hz輸出阻抗：輸出阻抗：4歐歐維護：短路保護、過熱保護維護：短路保護、過熱保護 2

20、。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：典型應(yīng)用：典型應(yīng)用2。功率放大器。功率放大器-實例實例集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384TDA2009：橋式輸出橋式輸出2。功率放大器。功率放大器-實例實例生產(chǎn)廠家：美國半導(dǎo)體器件公司生產(chǎn)廠家：美國半導(dǎo)體器件公司電路形式：電路形式：OTL輸出功率：輸出功率：8負(fù)載上可得到負(fù)載上可得到5W功率功率電源電壓：最大為電源電壓：最大為28V 集成功率放大器集成功率放大器:TDA2019、TDA2030、TDA2009、LM384LM384： 2。功率放大器。功率放大器-實例實例LM38414 - 電源端（電源端（ Vcc）3、4、5、7 - 接地端（接地端（ GND）10、11、12 - 接地端接地端GND）2、6 - 輸入端輸入端 （一般（一般2腳