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制作简易的分立元件50瓦高保真功率放大器

时间:2010-05-14 18:33来源:未知 作者:admin 点击:
电子爱好者在自制30瓦以上的音频功率放大器时总是设法采用集成功放电路,这样的确会使制作工艺简化,但却使得制作者不易领会电路原理,因而分立元件的功率放大器仍有存在的必要。本文介绍的50W放大器的原理图如图1所示。电路中只有六只三极管,由单电源供电。当THD(总谐波失真)为1%、电源不稳压时连续输出功率为50W:当THD为5%,电源稳压时动态输出功率为60W,当THD为1%、电源稳压时动态输出功率为60W。在额定连续功率范围内,输入端无论短路或开路,交流声及噪声均小于82.3dB,此时灵敏度为100mV,输入阻抗为8.2欧。图2 是其功率与失真关系曲线,图3是相对频率响应曲线。
放大电路的功放级由互补对管射极限随器构成,大环路的负反馈使驱动互补对管的信号保持在线性范围。该电路在结构上确保了两只功放管不同时导通,防止了对电源的短路。
理想的晶体管应能迅速导通或截止,但是实际上三极管开关速度有限,大功率管尤其是这样。当输入互补对管的变化信号迅速翻转时,有可能使两只管子同时导通,造成过大的电流,为此,在选择互补功放对管时,应采纳开关速率与传输特性折衷的方案,并在其输入端加入高频去耦电容。
末前级三极管Q4工作于甲类状态,其静态集电极电流等于电源电压减去Q5、Q6基极公共端电位除以电阻(R13+R14)。为使该甲类放大器工作于最佳状态,应保持R14中的电流恒定,因此加入了自举电容C7。
由于晶体管的存储效应,在高音频范围内,作为乙类放大器的Q5、Q6互补对管不再处于纯乙类状态。
从 R15、R16的公共点引入的直流负反馈为输入级建立了偏置电压,它使Q5流过很小的电流。Q5、Q6的输出电压同时也为激励级建立了偏置。对Q3加入了交、直流负反馈,反馈深度决定于R9、R10的比值及Q3的Vbeo当然R9、R10的比值也影响了Q5、Q6公共输出端的静态电位。交流负反馈使放大器具有较高的频率上限,带宽的稳定性决定于Q1,Q1通过从引入的负反馈而稳定工作点。
Q1的输入电路为常见的直流耦合电路,调节R4、R5及R6可使Q1、Q2工作于最佳状态。
大环路的负反馈决定于R15、R16的比值,本电路电压增益为10倍。为使负反馈能够起作用,输入电路中加入了隔离电阻R1。
由于功放级处于乙类状态,仅在有信号时才有功耗,所以功放管的散热片可适当小一些。又由于省去了发射极电阻,因而减小了对电源的消耗,使功放管能够获得更高的工作电压。
要想进一步提高输出功率,可将功放级改为甲乙类放大器,亦可换用功率更大的三极管。
电原理图中各晶体管的型号可用如下代替:Q1、Q2、Q3:2SC2547E,可选用国产小功率硅NPN管,如3DG12、3DK4等代用。Q4、 Q5:2N3055。可选用国产大功率高反压硅管PNP管3DD71,3DD12等。Q6:MJ2955,可选用国产大功率高反压硅PNP管3CD10D 等。
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