低频功率放大电路152.ppt

9.1概述9.2互补对称功率放大电路原理9.3无输出变压器(OTL)的互补对称功放电路9.4无输出电容(OCL)的互补对称功放电路9.5扩展内容,第9章低频功率放大电路,高保真的耳机功率放大器电路,*电路说明,多媒体耳机功放印制版图,例：扩音系统,功率放大器的作用：用放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。,9.1概述,一.各类功率放大器的功能以及用途介绍,功放按用途分类,专业功放：技术参数上往往会有一些独特的要求,家用功放,体育馆场、影剧场、歌舞厅、会议厅或其它公共场所扩声、录音监听等场所使用的功放。,HiFi音乐欣赏，AV系统放音，以及卡拉OK娱乐的功放。,HiFi是英语HighFidelity的缩写，意指高度保真，即纯音乐功放，是音乐发烧友的最爱。HiFi功放的输出功率大都在2150瓦以下。HiFi在设计上强调最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧等来满足人们对音乐的最佳欣赏要求。一般用于HiFi的功放都是胆机。HiFi功放就扩声形式而言，只适用于两声道立体声的重播。,AV功放是AudioVideo的缩写，即影音功放，它能同时连接56个音箱(左右主音箱、中置音箱、左右环绕音箱、超重低音)并驱动它们发出声音。AV功放从诞生到现在，经历了杜比环绕，杜比定向逻辑，AC3，DTS(均是音频解码方式)的发展进程。AV功放与普通功放的区别，在于AV功放有AV选择杜比定向逻辑解码器，AC3，DTS解码器和五声道功率放大器，以及画龙点睛的数字声场DSP电路。鉴于欣赏碟片中多声道录音效果的需要，AV功放的每声道功率输出也会不同，一般来说主声道功率最大，中置次之，环绕最小，这方面的代表是带有杜比定向逻辑环绕声放的功放。为了增加使用乐趣，大多数AV功放都附有DSP，为各种节目播放提供不同的声场效果。,*HiFi,iL=ic2,注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作。,一、工作原理（设ui为正弦波,管子的死区电压不计）,死区电压,输入输入波形图,(2)、伏安特性,导通压降:硅管0.60.7V,锗管0.20.3V。,反向击穿电压UB,*回顾,(1)静态电流ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间为半个周期；(3)存在交越失真。,特点：,假设ui为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。,负载上得到的最大功率为(有效值)：,若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流分别为：,二参数计算,乙类,见下页,0V,*回顾,VCC,每个电源，其中的电流为半个正弦波，其平均值为:,两个电源提供的总平均功率为：,USC1=USC2=USC,电源提供的直流平均功率计算(注意:电压源电压一定,流过其的电流由外电路决定!),OTL:OutputTransformerLess,OCL:OutputCapacitorLess,可见，上面讲的乙类双电源互补对称功率放大电路，基本解决了功率放大器领域技术进步的源动力问题-真实和高效,一、特点,1.单电源供电；,2.输出加有大电容。,二、静态分析,则因为T1、T2特性对称，,令：,9.3无输出变压器的互补对称功放电路OTL电路,负载中没有电流。,三、动态分析,若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。但存在交越失真。,（UC相当于电源，放电）,时，T1导通、T2截止；,设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号,起-Usc的作用,四、输出功率及效率,若忽略交越失真的影响，且ui幅度足够大（使管子足以导通）。则：,静态时,虽有Ui=USC/2,但是IB很小,故电源提供的功率仍可以忽略.,-2为电容提供能量,调节R,使静态时UA=0.5USC,D1、D2使b1和b2之间的电位差大于2个二极管正向压降，克服交越失真,Re1、Re2：电阻值12，射极负反馈电阻，也起限流保护作用,实用OTL互补输出功放电路,T3：电压推动级,由图还可以看出，此时每管的导通时间略大于半个周期，而小于一个周期，故这种实用电路称为OTL甲乙类互补对称功率放大电路。,去掉电容,增加对称的负电源-USC，使静态时的A点电位为0，负载中仍没有电流(就是前面讲原理时的电路)。,9.3无输出电容的互补对称功放电路OCL电路,OTL电路,OCL电路,输出功率Po,当Vom=Vcc时（忽略饱和压降）：,电源供给功率PV,当Vom=Vcc时（忽略饱和压降）：,(双电源)参数小结,管耗PT,利用求导的方法可找出管耗的最大值，即:,转换效率,当Vom=VCC时：,只需将双电源计算公式中的VCC换成1/2VCC即为单电源的,双电源的公式,单电源的公式,可以推出单电源和双电源功放电路参数计算公式的差异,效率不变,必须强调指出，实际上放大器仅放大了交流信号功率Pi（输入）,得到Po（输出），而这部分功率Po不是由三极管本身提供的，而是由电路中的直流电源提供的，放大器件仅在输入信号的作用下将直流电源提供的直流功率的一部分转换成为交流功率，因此，从这个意义上讲,有人认为：静态时最省电。这句话对吗？,而且它是一个可控的能量转换器，所转换成的交流功率是受输入交流信号控制的。,低频功率放大器乃是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器,2,例如，设=50，则B极：提供1个空穴，则E极到达C极的电子就有50个；提供2个空穴，则E极到达C极的电子就有100个；而这走掉的50个或100个电子又由电源EC提供，形成源源不断的Ic。故说，Po不是由放大器件本身提供的，而是由电路中的直流电源提供的。放大器件仅在输入信号的作用下将直流电源提供的直流功率的一部分转化成了交流功率Po。,*,OCL电路,OCL电路也存在交越失真,静态时:T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；,动态时：设ui加入正弦信号。正半周T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周T1截止，T2基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。,电路中增加R1、D1、D2、R2支路,1.克服交越失真的措施：,uB1,t,uBE,iB,特点：存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。,波形关系：,为更换好地和T1、T2两发射结电位配合，克服交越失真，电路中的D1、D2两二极管，可以用UBE电压倍增电路替代。,合理选择R1、R2大小，B1、B2间便可得到UBE任意倍数的电压。,图中B1、B2分别接T1、T2的基极。假设IIB，则,2.UBE电压倍增电路,P33图,增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。,规律：晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。会合处（绿点），要么同进要么同出。,3.电路中增加复合管(达林顿管),T1：电压推动级,T2、R1、R2：UBE倍增电路,T3、T4、T5、T6：复合管构成的输出级,准互补:,输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管，两者特性容易对称。,改进后的OCL准互补输出功放电路：,功率BJT的选择由上分析可知，若想得到最大输出功率，BJT的参数必须满足下列条件：（1）每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PT1m0.2Pom；（2）考虑到当T2导通时，uCES20，此时uCE1具有最大值，且等于2USC。因此，应选用的管子BUceo2USC；（3）通过BJT的最大集电极电流为VCC/RL，