分立元件OTL功放资料要点

典型OTL音频功率放大器的组装和维护场景描述OTL电路的主要特点是采用单电源模式，输出端的DC电位为电源电压的一半。输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地，具有恒压输出特性。该任务流程如图3-1-1所示。图3-1-1任务流程图准备实施材料准备培训工具熟悉OTL原理OTL功率放大器组件OTL功率放大器调试OTL放大器维护一、培训工具和设备准备完成本培训任务所需的工具和设备见表3-1-1。表3-1-1拆卸、组装和维修用动圈扬声器培训工具和设备的准备工具名称规格或型号量评论万用表MF47型1或其他类型的万用表熨斗35W1内热式和外热式电烙铁都可以使用。梅花螺丝刀3401螺丝刀3401艺术刀1MP3和其他信号源1尖头镊子1助焊剂和焊料适量第二，简单的OTL音频功率放大器组件(一)熟悉电路原理图3-1-2简单OTL功率放大器示意图1.电路特性该功放电路结构简单，元器件容易购买，成本低，原理典型，非常适合初学者组装学习。该电路包括：A.电压放大器：输入的微小音乐信号被放大，通常是通过共射放大。在图中，以VT1和VT2为核心的放大电路完成了电压放大功能。B.功率放大：功率放大级电路用于提高电路的工作效率。通常，由共源共栅级放大的输出电流非常小，因此喇叭由功率放大部分推动。在图中，以VT3和VT4为核心的电路完成了功率放大功能。C.偏置装置：偏置装置为功率三极管提供正向偏置，使功率放大器电路工作在AB类放大状态，防止交叉失真。在该图中，VD5和R8为功率放大器提供偏置电压，其中VD5具有负温度特性，以补偿由于温度上升导致的功率放大器管的电流增加。改变R8电阻可以改变功率放大器管的静态电流。D.负反馈电路：利用负反馈的特性来控制整个放大电路的增益，提高电路的稳定性。R4为放大器提供交流/DC负反馈，R5和C4分流反馈交流信号，改变R4与R5的比值可以改变放大器的增益。2.各种元件的电路原理和功能音量控制：由快速电位计调节。根据串联电路的分压原理，旋转电位器时获得的输入电压会发生变化，从而改变音量。第一级共发射极放大器由R1、R2、R3、R4、R5、C3、C4和VT1组成。R1和R2为VT1提供偏置电压。改变两者的比率可以改变功率放大器输出点的电压(通常需要电源电压的一半)。C3是输入DC阻塞耦合电容器。R3为VT1的负载电阻，VT1和VT2为DC耦合，通过C3输入的信号被VT1放大后直接送到VT2放大。直流耦合相当于直接耦合，信号传输无损耗，电路工作效率高。C4、R4和R5形成负反馈电路。对于DC，C4表现出无限阻抗，这可以使DC工作点非常稳定。对于交流电，C4相当于短路，R4和R5的比值决定了放大系数。当R5为零欧姆时，增益最大，灵敏度极高。我们一般可以根据实际情况取10-100欧姆的值。第二级共发射极放大：以VT2为核心的放大电路。VT2是一个推级放大管。在输入信号被VT1和VT2放大后，它具有驱动VT3和VT4(输出级)的能力。这个功率放大器电路只有三级。第一和第二阶段(VT1和VT2)主要决定最大放大系数。第三级(VT3和VT4)决定最大电流的驱动能力。对于放大倍数较大的电路，VT1和VT2应选择放大倍数较大的三极管。为了获得强大的负载能力，VT3和VT4应使用三端变压器C6是一个中和电容器，它起着高频负反馈的作用。电容器主要用于降低高频增益。当高频太强时，它会听起来尖锐刺耳。当高频增益太强时，甚至会出现高频寄生振荡，严重影响功放电路的效率和音质。电容通常在47和47-4700PF之间，如果要求不严格，可以取消。末级的VT3和VT4对互补输出对管在工作时会放出较大的热量。改变R8可以改变VT3和VT4的工作电流。随着温度的升高，VT3和VT4的电流也会自动增加。如果电流增加，它将产生更多的热量，如果它产生更多的热量，它将产生更多的电流。这是一个恶性循环。因此，当要求严格时，R8应使用负温度系数的热敏电阻，并应感受到靠近VT3和VT4的温度，以补偿VT3和VT4的电流变化。R8和VD5、R6和R7以及VT3的CE极一起形成了VT3和VT4的偏置电路，以确保当没有信号时，VT3和VT4输出中点电压。R8和VD50不得开路，否则VT3和VT4将具有大的基极电流，导致VT3和VT4的集电极电流急剧增加，这将立即升温并烧毁。然而，R8和VD5的分压不应太低，否则，在小信号中会识别出明显的截止失真(与交越失真相同)。这种失真只有在信号很小时才会有明显的反应。在高级功率放大器电路中，VD5和R8将被其他元件取代，并且还将引入温度补偿。R6和R7主要向VT3和VT4提供基极偏置电流。当信号处于正半周期时，VT3的基极电压将上升，R6和R7两端的电压将变小，这将不会为VT3提供足够的基极电流。由于C5自举电容的存在，C5的正电压也将在信号的正半周期中被“提升”为高，这可以通过R7向VT3提供更大的基极电流。因此，R6和R7也是自举电路的一部分。C5称为自举电容。在信号的正半周期期间，R7的电源电压升高到高于电源电压。如果R7没有更高的电源电压，在信号的正半周期中，VT3将具有更小的峰值时基电流，导致电流输出能力的急剧下降和信号顶部的失真。这种失真只有在有大信号时才会发生。C7是输出耦合电容。当有音频信号输入时，VT3和VT4的发射极电压将有一个变化很大的信号。这个信号中有一个DC分压，不能直接加到喇叭上，必须用一个电容来隔离直流和交流。R9和C8形成输出高频补偿电路。R9值应该在1-10欧姆之间，不能太小，否则，它相当于高频对地短路；也不能太大，否则，C8不会发挥其应有的作用。C8是输出高频补偿电容。喇叭属于感性负载。对于高频信号，喇叭的等效阻抗远远高于低频信号。同时，高频信号更容易通过分布式电容传输到各个方向。这很可能使电路产生高频信号的正反馈、高频振荡或高频寄生振荡，从而影响音质，甚至烧毁功放电路。因此，C8可以降低电路在高频时的输出阻抗，防止信号的异常反馈，使整个电路进入平衡稳定的工作状态。在实际应用中，这种电容器对音质有很大的影响，特别是在一些高级功率放大器(包括集成电路功率放大器)中，有些电路甚至没有这种电容器就不能工作。电容通常在104和204之间，通常串联一个1到10欧姆的电阻。VD1-VD4形成桥式整流器电路。当输入交流电时，整流器功能完成，将交流电转换成直流电。当输入直流电流时，其极性转换功能可将其转换为正确的电源电压，而与输入直流电流的正负极性无关。根据电路参数，电源电压应为7.5-9V。ThC1和C2形成了一个滤波电路。C1电源低频滤波电容器的主要功能是滤除电源的交流噪声，为交流信号提供一个电流回路。这个电容器的容量应该相对较大，以便达到更好的效果。C2是电源的高频滤波电容。它的主要功能是滤除高频噪声。同时，C2还可以为高频交流信号提供电流回路，以改善高音效果并防止高频振荡。电容器应为具有良好高频特性的电容器，如聚酯电容器，其容量一般为473-474。(2)电路材料的制备请参考组件列表序列号电路代码组件名称规格和型号量评论1VD1-VD4二极管1N40044可用1N40072VD5二极管1N41481可以使用其他二极管来代替。3VT1三极管90151低功率PNP管4VT2三极管90141低功率NPN管5VT3三极管90131注意与VT4配对6VT4三极管90121注意与VT3配对7C1电解质电容器1000F/16V1可以大于1000F8C2聚酯电容器1041对于高频滤波9C3电解质电容器3.3F/16V1输入耦合电容10补体第四成份缺乏电解质电容器100F/16V1交流旁路电容11溴化五烃季胺电解质电容器220F/16V1自举电容12溴化六烃季胺陶瓷电容器1011高频负反馈电容器13C7电解质电容器470F/16V1输出耦合电容14C8聚酯电容器1041输出高频补偿电容器15R1电阻器15万1/4W1可在20万的温度下调整。16R2电阻器10万1/4W1输入级部分偏置17R3电阻器10K 1/4W1输入级负载电阻18R4电阻器2K 1/4W1交流/DC负反馈电阻器19R5电阻器221/4W1增益控制电阻20R6电阻器2201/4W1功率放大器偏置电阻21R7电阻器2201/4W1功率放大器偏置电阻22R8电阻器471/4W1100可调23R9电阻器101/4W11也可以使用2W。24菲律宾共和国电位计10K1可选垂直电位计25在美国无线电公司单孔1注意安装脚26Y扬声器1W/81提供4英寸扬声器27电路板定制印刷电路板1也可以使用通用板。28电池9V叠层电池1对于具有低内阻的电池29电池座对于9V叠层电池1是一个带状线的电池座30导致连接扬声器等一些0.5mm2软铜线表3-1-2简单OTL功率放大器组件列表(3)电路组装下图分别显示了印刷版图、组装图和组件布局图。请参考安装并注意组装过程。图3-1-3简单OTL功率放大器印刷电路板及元器件分布图三、OTL功放调试断开电路板A点的铜箔，在断开点连接万用表，用5mA检测电流，改变R8值(可以用可调电阻代替)，使电流不超过1mA。最好稍微超过0。如果电流太大，热量会很高，不会发生交叉失真。步骤1:调整功率放大器级的静态电流将万用表的黑色探针接地，将红色探针连接到输出耦合电容C7的正端，并调整R1的电阻值，使功率放大器输出端的静态DC电压为电源电压的1/2。如果此时的电压不是电源电压的1/2，当功率较高时，会提前发生失真，从而降低未失真的输出功率。步骤2:调整功率放大器输出端的DC电压将功放板连接到扬声器和电源，为功放电路输入音乐信号。电源可由9V叠层电池提供。改变R4和R5的比值，感受功率放大器电路的放大系数是如何变化的。步骤3:调整电路增益图3-1-4 OTL功率放大器调试三。OTL功率放大器的维护由于音频功率放大器工作在高电压和大信号条件下，故障率相对较高。主要有完全静音、无信号声、轻声音和噪音等故障。1、完全无声的故障完全无声故障意味着音箱中没有信号或噪音。检测方法：首先，通过音频和视频确定为完全无声故障。此时，对于功率放大器电路，首先测量是否存在DC工作电压。如果没有DC工作电压，电压供应电路和电源电路应由vo检测故障原因及处理措施：一是电源电路故障，导致功放无DC工作电压，检查电源电路；其次，功率放大器电路发生故障，导致多个保险丝烧伤或保护电路工作，取代了集成功率放大器电路。第三，功率放大器电路开路、被更换或被修理。第四，功率放大器输出电路开路。如果输出耦合电路开路，可以更换电容器。2、无信号声音故障无信号音故障是指扬声器中没有信号音，但有噪声或电流音，表明功放电路的DC工作电压基本正常，功放输出电路没有开路。检测方法：通电后，打开音量电位器，干扰移动件。如果音箱中没有声音，则故障在功率放大器电路中。这种失败可以表现为左右声道静音或只有一个声道静音。对于左声道和右声道无声故障，主要测量集成功率放大器电路每个引脚的电压(重点是前级电路偏置引脚上的电压)。如有异常，应进行重点检查。此外，电压用于检查静态噪声电路是否处于静态噪声状态，电压检查方法也用于检查由分立元件组成的电路的前置放大器级的DC工作电压是否正常。对于只有一个声道的无声故障，例如分立元件放大器，可以使用干扰检查方法来缩小故障范围。对于集成电路放大器，主要测量和比较左右通道对称动作引脚上的DC工作电压，有异常时进行重点检查。还要注意输入回路元件的铜箔电路是否开路。处理故障原因的几种措施：第一，集成功率放大器电路损坏，可以用新的替换；二是静态电路处于静态，如静态电容击穿或严重漏电，可以更换电容；第三，放大管损坏，可以更换新的。第四，前置放大级没有DC工作电压，如去耦电容击穿或严重漏电，请参见更换新零件；第五，输入电路耦合电容，电阻开路，更换新零件；第六，输入电路的铜箔线破裂并重新焊接。第七，一通道静态管的击穿。3、声光故障判断轻音故障的方法与前面介绍的判断无声故障的方法相同，即当音量电位器受到干扰时，音箱内的声音相对较轻，表明故障在功放电路中。该故障也分为左通道和右通道，并且只有一个通道灯。检测方法：对于左右通道光功率的故障，首先测量功率放大器的DC工作电压是否低。如果低，测量功率放大器电路的静态工作电流；如果是高电平，则意味着功率放大器电路损坏；如果不是高电平，表示电源电路有问题。如果集成功率放大器电路非常热(热)，