1、第3章 功率放大器,内容提要与学习要求,功率放大器是音响设备中对音频信号进行放大处理的核心部分。功率放大器有前级放大处理电路和后级功率放大电路两部分组成。本章首先介绍前置放大器的电路组成，音源选择电路和音质控制电路的结构与原理；然后介绍后级功率放大电路的类型及典型电路的结构组成；最后对D类数字功率放大器进行了系统的介绍。 通过本章的学习，应达到以下要求： （1）了解功率放大器的主要性能指标； （2）掌握前级放大处理电路与后级功率放大电路的结构组成，懂得功放保护电路的类型与功能； （3）掌握前置放大器中的音源选择、音量、等响、平衡等音质控制的方法及多级电平指示的方法； （4）熟悉OTL、OCL、
2、BTL功放电路的基本结构与特点； （5）理解D类数字功放电路的结构组成与工作原理。,3.1 功率放大器概述,3.1.1 功率放大器的要求与组成,1对功率放大器的基本要求,（1）输出功率要大。为了得到足够大的输出功率，功放管的工作电压和电流接近极限参数。功放管集电极的最大允许耗散功率与功放管的散热条件有关，改善功放管的散热条件可以提高它的最大允许耗散功率。在实际使用中，功放管都要按规定安装散热片。 （2）效率要高。扬声器获得的功率与电源提供的功率之比称为功率放大器的效率。功率放大器的输出功率是由直流电源提供的，由于功放管具有一定的内阻，所以它会有一定的功率损耗。功率放大器的效率越高越好。 （3）
3、非线性失真要小。由于功率放大器中信号的动态范围很大，功放管工作在接近截止和饱和状态，超出了特性曲线的线性范围，必须设法减小非线性失真。,3.1 功率放大器概述,2功率放大器的基本组成,3.1 功率放大器概述,3.1.2 功率放大器的主要性能指标,1过载音源电动势,2有效频率范围,3总谐波失真（THD）,4输出功率,3.2 前置放大器,3.2.1 前置放大器的组成与要求,1前置放大器的电路组成,3.2 前置放大器,3.2.2 音源选择电路,3.2 前置放大器,3.2.3 前置放大电路,1单管前置放大电路,单管前置放大电路通常采用交流负反馈型共射放大电路和射极跟随器电路。 交流负反馈型共射放大电路
4、具有输入阻抗高、失真小、电压增益基本不受晶体管参数影响等特点，特别是在立体声通道中，其左、右声道所用的电路性能的一致性容易控制。而射极跟随器电路具有输入阻抗高、输出阻抗低、动态范围和谐波失真方面性能十分良好的特点，其电压增益要靠后级放大器来完成。,3.2 前置放大器,2双管前置放大电路,3.2 前置放大器,3集成电路小信号音频电压放大电路,3.2 前置放大器,均衡放大电路的等效电路,3.2 前置放大器,3.2.4 音质控制电路,1音量控制电路,（1）双声道电位器音量控制电路。,3.2 前置放大器,（2）电子音量控制电路。,3.2 前置放大器,2等响控制电路,（1）带抽头电位器响度控制电路。,3
5、.2 前置放大器,（2）独立的响度控制电路。,3.2 前置放大器,3平衡控制电路,立体声组合音响要求左、右声道电路结构对称、性能一致，才能正确重现立体声声场。在电路设计时虽然做了左、右声道电路对称的设计，但不可避免地存在性能上的不对称，尤其是左、右声道增益的不一致性，为了能修正这种增益的不一致，设置了立体声平衡控制电路。这一电路的作用就是用来调整左、右声道增益，使两声道增益相等，即用来校正左、右声道的音量差别，使左、右扬声器声级平衡。,3.2 前置放大器,4音质控制集成电路,3.2 前置放大器,TA7630P各引脚参考电压及作用,3.2 前置放大器,5电平指示电路,3.3 功率放大器,3.3.
6、1 OTL功放电路,1OTL电路原理,3.3 功率放大器,2典型OTL功放电路,3.3 功率放大器,3.3.2 OCL功放电路,1OCL电路原理,OCL（Output Condensert Less）电路，是在OTL电路的基础上发展起来的。它的工作原理与OTL电路几乎一样，只有两点区别，即采用双电源供电方式并省去了输出耦合电容。,3.3 功率放大器,2典型OCL功放电路,3.3 功率放大器,3场效应管OCL功放电路,3.3 功率放大器,3.3.3 BTL功放电路,1BTL电路原理,3.3 功率放大器,2典型BTL功放电路,3.3 功率放大器,3.3.4 功率放大器保护电路,1保护电路的类型,3
7、.3 功率放大器,2保护电路的工作原理,（1）切断负载式保护电路主要由过载检测及放大电路、继电器两部分所组成。当放大器输出过载或中点电位偏离零点较大时，过载检测电路输出过载信号，经放大后启动继电器动作，使扬声器回路断开。 （2）分流式保护电路的工作原理是在输出过载时，由过载检测电路输出过载信号，控制并联在两只功放管基极之间的分流电路，使其内阻减小，分流增加，减小了大功率管输出电流，保护了功放管和扬声器。 （3）切断信号式和切断电源式保护电路的工作原理与前两种方式基本相同，不同的只是用过载信号去控制输入信号控制电路或电源控制电路，切断输入信号或电源。切断信号式只能抑制强信号输入引起的过载，对其他
8、原因导致的过载则不具备保护能力；切断电源式保护方式对电路的冲击较大，因此，这两种保护电路在实际中使用得较少。,3.3 功率放大器,3保护电路举例,所示是一个桥式检测切断负载式保护电路。该电路针对OCL电路输出中点电压失调而设计，可同时保护两个声道，并且有开机延时保护功能。L端接左声道输出，R端接右声道输出，两路信号通过R1、R2在点混合，R1、R2和C1、C2组成低通滤波器，VD1VD4组成射极耦合稳态继电器驱动电路，KR、KL是继电器的两组常闭触点。,3.4 D类数字功放,3.4.1 D类功放的特点与电路组成,1D类功放的特点,2D类功放的组成与原理,3.4 D类数字功放,D类功放原理图,3.4 D类数字功放,3D类功放的要求,（1）对功率管的要求。,（2）对PWM调制电路的要求。,（3）对低通滤波器的要求。,（4）D类功放的电路保护。,（5）D类功放的电磁干扰。,3.4 D类数字功放,3.4.2 D类功放实例,1内部结构与引脚功能,3.4 D类数字功放,（1）脉宽调制。,（2）功率开关放大。,（3）工作模式选择与过热过流保护电路。,（4）输出滤波器。,3.4 D类数字功放,2典型应用电路,
