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發(fā)燒級(jí)甲乙類功率放大器

出處:xwj 發(fā)布于:2011-09-01 19:25:33 | 2961 次閱讀

  一、電路原理簡(jiǎn)介 主放大電路圖1為功率放大器的左聲道放大電路。R1、C1組成低通濾波器,濾除混于音頻信號(hào)中的高頻干擾信號(hào),R2為輸入匹配電阻。來(lái)自音源或前級(jí)的音頻信號(hào)由J1進(jìn)入VT1-VT4四只場(chǎng)效應(yīng)管組成的雙差分輸入電路。場(chǎng)效應(yīng)管屬電壓控制器件,輸入阻抗高,頻率響應(yīng)好,常見于一些發(fā)燒級(jí)線路中,同時(shí),其漏-源耐壓低,供電需經(jīng)一些特殊處理。R4、R6、RP1、R7及R9組成直流電壓鉗位電路給四只輸入級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管供電。經(jīng)計(jì)算VT5、VT6和VT7、VT8基極電位分別為±45V×(R6+RP1×1/2)/(R4+R6+RP1×1/2)=±12.7V.四只場(chǎng)效應(yīng)管漏極實(shí)際供電電壓為12.7V-0.6V=12.1 V,保證場(chǎng)效應(yīng)管工作在低電壓狀態(tài)。VT1和VT5(另VT2和VT6, VT3和VT7,  VT4和VT8)組成共源共基電路,這種電路組態(tài)具有其他線路無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)-頻響寬、失真低、增益高、線性好。RP1調(diào)節(jié)四只輸入級(jí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管柵-源偏置電壓,進(jìn)而改變輸入級(jí)工作電流。本電路將輸入級(jí)電流設(shè)定在1.6mA,這樣R3, R5, R8, R10上的直流電壓降為1.5kΩ×1.6mA=2.4V.
  VT9, VT10和VT12, VT13接成共射-共基組態(tài)構(gòu)成電壓放大級(jí)。VD1,  R12及VD2支路為共基管VT10, VT12基極提供恒定工作電壓。C4, CS并接于VD1, VD2兩端消除穩(wěn)壓二極管造成的噪聲干擾。R3, R8上的2.4V直流電壓降作為VT9,  VT13的基極偏置電壓,將電壓放大級(jí)工作電流鉗位在(2.4V-0.6V) /300Ω=6mA.音頻信號(hào)經(jīng)VT9, VT13共射放大后由其集電極進(jìn)入VT10,  VT12組成的共基電路,并從兩管的集電極輸出,經(jīng)R15, R16送入VT14,  VT15組成的推動(dòng)級(jí)電路。RP3調(diào)節(jié)輸出級(jí)對(duì)稱中點(diǎn)輸出的直流電位。將該點(diǎn)電位控制在±5mV以內(nèi)。VT11,  VD3,  R13及RP2構(gòu)成推動(dòng)級(jí)和功率輸出級(jí)偏置電路,調(diào)節(jié)RP2可以改變推動(dòng)級(jí)K214/J77兩管柵極電位差,進(jìn)而由R17, R18上的電壓差改變輸出級(jí)VT16,  VT17的靜態(tài)偏置狀態(tài)。
  本電路在設(shè)計(jì)時(shí)將推動(dòng)級(jí)K214/J77兩管柵極直流電壓差設(shè)定在4.7 V ,推動(dòng)級(jí)靜態(tài)電流(K214/J77漏-源電流)為63mA.R17, R18上的直流壓降合計(jì)為63mA×15Ω×2 ≈ 1.9V,此電壓作為功率輸出級(jí)VT16, VT17基極偏置電壓,將A1943/C5200靜態(tài)電流設(shè)定在82mA.R21、R22上的直流電壓降各為82mA×0.22Ω=18mV.
  C7, C8的作用是消除K214/J77引起的自激,L1, R23和C9構(gòu)成揚(yáng)聲器感性負(fù)載的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò)R24, R25和C10將整機(jī)電壓放大倍數(shù)設(shè)定在51倍(AVF=1+R24/R25 )。
  2.電源及保護(hù)電路簡(jiǎn)介圖2是本機(jī)的電源及保護(hù)電路,其中保護(hù)電路具有開機(jī)延時(shí)和主放大電路輸出中點(diǎn)直流過(guò)壓保護(hù)功能。剛開機(jī)時(shí)保護(hù)電路供電電壓經(jīng)R29,R31支路向C18充電,開始時(shí)VT20基極電位低不能導(dǎo)通,導(dǎo)致VD10,  VT21截止,繼電器K1不能吸合,常開觸點(diǎn)斷開了功率級(jí)與揚(yáng)聲器的連接,避免了開機(jī)浪涌電流對(duì)揚(yáng)聲器的沖擊。隨著C18充電電壓的升高,VT20飽和導(dǎo)通,VD10, VT21也隨之飽和導(dǎo)通,繼電器K1吸合,接通揚(yáng)聲器正常放音。R29, R31和C18決定開機(jī)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。
  當(dāng)功率輸出級(jí)中點(diǎn)出現(xiàn)正或負(fù)的超過(guò)安全工作電壓時(shí),C16,C17充電,充電電壓達(dá)到±0.6V以上時(shí),VT18或VT19導(dǎo)通,兩管集電極突現(xiàn)低電壓導(dǎo)致C18放電,VT20截止,引起VT21也截止,繼電器K1釋放,斷開揚(yáng)聲器,起到保護(hù)作用。此過(guò)程中,由于C16, C17和C18容量較大,充放電時(shí)間較長(zhǎng),避免了保護(hù)電路對(duì)短暫超標(biāo)電壓的誤動(dòng)作。
  二、制作要點(diǎn)圖3為其印制電路板圖。所有元件應(yīng)使用,RP1-RP3選用多圈精密可調(diào)電位器。成對(duì)出現(xiàn)的元件如R3, R5,R8, R10及VT5,VT6等需要精挑細(xì)選,將誤差控制在最小范圍內(nèi)。
  制作調(diào)試是依原理分塊進(jìn)行的。制作好輸入級(jí)電路,將J1對(duì)地短路,并用100kΩ電阻將VT2,  VT4柵極接地。調(diào)節(jié)RP1并測(cè)量R3, R5, R8和R10上的電壓降,正常情況下應(yīng)該為2.4V,出現(xiàn)誤差較大的情況可能是輸入級(jí)元件配對(duì)不良。接好電壓放大級(jí)和輸出級(jí)偏置電路,測(cè)量R14兩端電壓應(yīng)為1.8V,調(diào)節(jié)RP2時(shí)VT10, VT12兩管集電極電壓差應(yīng)能在一定范圍內(nèi)變化并將該電壓調(diào)節(jié)到4.7V左右。
  焊好推動(dòng)級(jí)和反饋電路,用數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓擋分別測(cè)量R17, R18上的電壓降,微調(diào)RP2,將該電壓調(diào)節(jié)到0.95 V左右。調(diào)節(jié)RP3,將反饋引出點(diǎn)直流電壓控制在±5mV以內(nèi)。一步是制作功率輸出級(jí),微調(diào)RP2將R21, R22上的直流電壓降鎖定在18mV.再調(diào)節(jié)RP3,將功率輸出級(jí)中點(diǎn)直流電壓也調(diào)到±5mV以內(nèi)。
  三、整機(jī)性能評(píng)價(jià)實(shí)測(cè)指標(biāo)如下:
  通頻帶:5Hz-210kHz(-3dB)轉(zhuǎn)換速率:18V/1us輸出功率:30W×2(8Ω)不失真輸出功率:45W×2(8Ω)

功率放大器的左聲道放大電路
 電源及保護(hù)電路

印制電路板圖
 



  
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