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            1. 功放的設計方案和組成框圖.doc

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              長江師范學院本科畢業設計·高保真功放的設計 PAGE 第 13 -頁,共16頁 功放的設計方案和組成框圖 (一)、設計方案: 首先,元件的選擇。功率放大器使用的放大元件有電子管、晶體管、集成功放塊、場效應管等。 電子管功放:電子管在音頻領域里發揮過重要的作用,尤其是在20世紀60年代以前均是使用電子管制作功率放大器的,后來被體積小、功率大、耗能少、技術參數高的晶體管所取代。但是在20世紀90年代以后,歐洲人雙追憶起電子管放大器某些獨有的特色,音色柔和、富有彈性和空間感強等優點。 晶體管功率放大器。晶體管功率放大器具有體積、功率大、耗能少等特點,技術參數指標很高,具有良好的瞬態特性。它有分立式的電路結構,這種電路用在很多功率放大器中。 集成電路功率放大器。由于大功率晶體管的品種日益繁多,使得集成大功率優質功放得以大量應用,并且在電路設計中采用了大電流、超動態、超線性的DD電路(菱形差動放大電路)和霍爾電路,或者采用動態偏置、雙電源供電以及全互補等一系列技術,使得集成蘇州的諧波失真大大降低(小于0.05%以下),頻率響應在20Hz~20KHz之間,而且在電路中還可以方便地加入各種保護電路。目前專業音頻功率放大器幾乎都采用集成放大模塊作蘇州的輸出級。 場效應管功率放大器。隨著場效應管生產技術的不斷發展,大功率 的場效應管品種也日趨豐富。因為場效應管是電壓控制的器件,它具有負溫度特性,因此無需對輸出管進行復雜的保護,而且它具有和電子管相似的音色。采用場效應管制作的功放且有噪聲低、動態范圍大、無需保護等特點。其電路簡單,而性能卻十分優越。 其次,工作特性的選擇。按功放管的工作特性,可把功放分成三類:甲類、乙類、甲乙類。 甲類功率放大器。這類功率放大器的晶體管工作在特性曲線的直線段,用一只晶體管將聲波的正負沖半波完整地進行放大。因此,正弦波波形非常完整,不存在交越失真的問題,失真度很小,在Hi—Fi音響領域里很多廠家選用此種功放,如英國羅特功放、音樂傳真功放和日本的金嗓子功放都是甲類功率放大器。 乙類功率放大器。它是用兩只晶體管共同完成聲波的能量放大。一只管子擔任下半波的放大工作,另一個管子完成負半波的放大工作,最后合成為一完整的正弦波。用這種方式對音頻信號進行放大的功放稱為乙類功放。由于兩只功放管共同完成了聲波的放大,所以,其輸出功率較大,但存在著交越失真。在正負半周的波形連接處,由于晶體管的非線性,波形的合成總是存在著一些不夠平滑的現象。這種由于兩個電路合成所產生的波形失真稱為交越失真。 甲乙類功放。這是一種介于甲類和乙類之間的功率放大器。它能在較小失真的情況下,獲得較高的功率輸出。這也是一種被廣泛應用的功率放大器。 還有功放的末級電路結構選擇。功放的末級電路結構有OTL電路、OCL電路、BTL電路。 OTL電路。它為單端推挽式無輸出變壓器功率放大電路,通常采用單電源供電,從兩組串聯的輸出中點通過電容耦合輸出信號。與采用輸出變壓器的功放電路相比,它具有體積小、重量輕、制作方便等優點,性能也較好。 OCL電路。它的最大特點是電路全部采用直接耦合方式,中間既不要輸入、輸出、變壓器,也不要輸出電容,通常采用正負對稱電源供電。該電路克服了OTL電路中輸出電容的不良影響,如低頻性能不好、放大器工作不穩定,以及輸出晶體管和揚聲器受浪涌電流的沖擊等。隨著技術的發展,人們又推出了DC功放,它是在OCL 的基礎上發展起來 的。性能要優于OCL功放。 BTL電路。它的特點是把負載揚聲器跨接在兩組性能相同、輸出信號相位相反的單端推挽功率放大電路之間,這樣在較低的電源電壓下能得到較大的輸出功率。通常采用單組電源供電。它的缺點就是輸出端不能接地,給電路測試帶來 了困難。 根據上述的材料,我決定做一個做為家用的功放,特點是:前后級合并、甲乙類、DC功放,電路包含了音調、音量、平衡調節電路,互補差分電路,預激勵級,激勵級,功率放大級,保護電路,電源電路等電路。音調電路采用了運放,末級電路采用了場效應管。(DC功放是針對OTL和OCL功放電路的缺點在OCL電路的基礎上改進而成的,DC是表示該電路的低頻響應可以一直擴展到“直流”的意思,把OCL電路的輸入放大級改成互補差分放大器,以實現全對稱的平衡激勵,輸出電路仍用OCL的形式,就成了DC放大器。DC電路由于去掉了輸出電容、自舉電容和反饋電容,使這些電容的不良影響隨之消除,因此,瞬態指標比OCL電路高,還提高了放大器工作的穩定性。) DC功放的特點:1、減小了大環路負反饋量,增大每一級的內部反饋量。2、用特征頻率ft為幾百到幾千兆赫茲的超高頻中功率管作末前級和前級電壓放大,這樣就去掉中和電容或減小中和電容的數值,減小瞬態互調失真。3、提高電路的對稱性,如前級用甲類或推挽放大,平衡激勵,采用全

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