摘要：設(shè)計(jì)了一款OTL音頻功率放大電路，主要由前級(jí)電路和功率放大電路兩部分組成，前級(jí)電路用于音頻信號(hào)的一級(jí)放大，功率放大電路用于音頻信號(hào)的二級(jí)放大，保證信號(hào)有足夠的功率可以從揚(yáng)聲器輸出。
關(guān)鍵詞：OTL功放；功放電路；音頻信號(hào)
0 前言
音頻功率放大器的作用是將微弱的聲音電信號(hào)放大為功率或幅度足夠大、且與原來(lái)信號(hào)變化規(guī)律一致的信號(hào)，即進(jìn)行不失真的放大。音頻功率放大器應(yīng)用最廣的是音響技術(shù)領(lǐng)域，用于揚(yáng)聲器的發(fā)聲，是音響設(shè)計(jì)與制作中必不可少的一部分。
本設(shè)計(jì)根據(jù)這種原理對(duì)比較小的音頻信號(hào)進(jìn)行放大，使其功率增加，然后輸出。前級(jí)放大主要完成對(duì)小信號(hào)的放大，使用一個(gè)由電阻和電容組成的電路對(duì)輸入的音頻小信號(hào)的電壓進(jìn)行放大，得到后一級(jí)所需的輸入。后一級(jí)主要是對(duì)音頻進(jìn)行功率放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)電阻而得到需要的音頻。
1 設(shè)計(jì)方法
1．1 設(shè)計(jì)思路
本文設(shè)計(jì)的是一種音頻小信號(hào)功率放大器，設(shè)計(jì)中采用了OTL功放作為主要組成部分，通過(guò)前級(jí)放大電路與音頻功率放大電路的結(jié)合，利用兩次放大，從而實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的輸出。前級(jí)放大主要完成對(duì)小信號(hào)的放大，使用一個(gè)由電阻和電容組成的電路對(duì)輸入的音頻小信號(hào)的電壓進(jìn)行放大，得到后一級(jí)所需要的輸入。后一級(jí)主要是對(duì)音頻進(jìn)行功率放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)電阻而得到需要的音頻。本設(shè)計(jì)用到了兩個(gè)晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補(bǔ)對(duì)稱式射極輸出器。還用到了OTL功率放大器，這些是本設(shè)計(jì)的核心部分。
1．2 整體框圖
系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
1．3 實(shí)施方案
采用一些電阻、晶體管和電容構(gòu)成的音頻功率放大器，電路圖如圖2所示。本電路圖主要有前置放大電路和功率放大電路兩部分組成。前置放大電路由一些電容、電阻、滑動(dòng)變阻器、晶體管等元件構(gòu)成。前置放大電路主要應(yīng)用了負(fù)反饋。負(fù)反饋具有提高電路及其增益的穩(wěn)定性、減少非線性失真、擴(kuò)展通頻帶、改變輸入電阻和輸出電阻等功能。
OTL電路具有線路簡(jiǎn)單、效率高等特點(diǎn)，但要采用雙電源供電，給使用和維修帶來(lái)不便。為了克服這一缺點(diǎn)，可采用單電源供電的互補(bǔ)對(duì)稱電路，這種電路又稱為無(wú)輸出變壓器的功放電路，簡(jiǎn)稱OTL電路。NPN、PNP復(fù)合管可以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大，獲得很強(qiáng)的信號(hào)。
2 電路總設(shè)計(jì)
2．1 前級(jí)放大電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的前級(jí)放大電路主要運(yùn)用到了負(fù)反饋電路。負(fù)反饋電路主要是防止放大電路過(guò)載。即當(dāng)輸入信號(hào)電流過(guò)大時(shí)，從放大后的輸出端反饋給輸入端一個(gè)負(fù)信號(hào)電流，用來(lái)抑制輸入信號(hào)電流的繼續(xù)增大。負(fù)反饋放大器的方框圖如圖3所示。反饋放大器由基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。
2．2 功率放大電路的設(shè)計(jì)
輸出功率較大的電路，應(yīng)采用較大功率的功率管。大功率管的電流放大系數(shù)β往往較小，且選用特性一致的互補(bǔ)管也比較困難。在實(shí)際應(yīng)用中，往往采用復(fù)合管來(lái)解決這兩個(gè)問題。
在一個(gè)電子管的殼內(nèi)裝有兩個(gè)以上電極系統(tǒng)，每個(gè)電極系統(tǒng)各自獨(dú)立通過(guò)電子流，實(shí)現(xiàn)各自的功能，這種電子管稱為復(fù)合管。復(fù)合管是指用兩只或多只三極管按一定規(guī)律進(jìn)行組合，等效成一只三極管，復(fù)合管又稱達(dá)林頓管。復(fù)合管的組合方式如圖4所示。
3 電路仿真性能測(cè)試
先利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，將信號(hào)設(shè)置成電壓有效值為5mV正弦波信號(hào)，然后連接到μi，將信號(hào)送入音頻功率放大器。在喇叭的兩端通過(guò)測(cè)試線連接到數(shù)字雙跡示波器，接通電源后，觀察示波器的波形，并記錄輸出功率的大小。仿真結(jié)果能夠證明我們?cè)O(shè)計(jì)的正確性和有效性。
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