7.3功率放大电路功率放大电路在多级放大电路中处于最后一级,
又称输出级 。 其主要作用是输出足够大的功率去驱动负载,如扬声器,伺服电机,指示表头,记录器等 。
功率放大电路要求:输出电压和输出电流的幅度都比较大;效率高 。 因此,三极管工作在大电压,大电流状态,管子的损耗功率大,发热严重,必须选用大功率三极管,且要加装符合规定要求的散热装置 。 由于三极管处于大信号运用状态,不能采用微变等效电路分析法,一般采用图解分析法 。
1,OCL互补对称功率放大电路
OCL互补对称功率放大电路全称为无输出电容的互补对称功率放大电路,简称为 OCL电路,电路如图
7.36所示。
图 7.36 OCL功率放大电路
7.3.1互补对称功率放大电路
(1) 静态分析当 ui=0时,因电路上下对称,静态发射极电位
UE=0,负载电阻 RL中无电流通过,u o=0。 因三极管处于微导通状态,所以两管的 IB≈0,IC≈0,
∣ UCE∣ =∣ UCC∣,基本无静态功耗 。
(2) 动态分析为便于分析,将图 7.36简化为图 7.37(a) 所示的原理电路,且暂不考虑管子的饱和管压降 UCES和 b,e极间导通电压 UBE 。
(a) 电路原理电路图 ( b) 输入波形 ( c) 输出波形图 7.37 简化 OCL功率放大电路在 ui正半周,V2导通,V3截止,+UCC通过 V2向 RL
供电,在 RL上获得跟随 ui的正半周信号电压 uo,即
( uo≈u i) ;
在 ui负半周,V2截止,V3导通,-UCC通过 V3向 RL
供电,在 RL上获得跟随 ui的负半周信号电压 uo 。
负载 RL上输出如图 7.37(c) 所示 。
由上分析可知:输出电压 uo虽未被放大,但 由于 iL=
ie=( 1+β) ib,具有电流放大作用,因此具有功率放大作用 。
图 7.38 OCL 电路图解分析波形图从图中可知,uCE1=UCC-uo,uCE2= -UCC-uo,其中 uo
在任一个半周期内为导通三极管的 uce,即 uo= - uce=ui。
通常要求功率放大电路工作在最大输出状态,输出电压幅值为 uom(max)=UCC-UCES≈UCC,此时,截止管承受的最大电压为 2UCC。 当功率放大电路工作在非最大输出状态时,输出电压幅值为 Uom=IomRL=Ucem=Uim,其大小随输入信号幅度而变 。 这些参数间的关系是计算输出功率和管耗的重要依据 。
(3) 参数计算
① 最大输出功率 Pom
最大的输出功率为:
Pom= IomUom= =
当功率放大器工作在非最大输出状态时,输出功能率为:
Po = IomUom= =
L
om
R
U2
L
CC
R
U221
L
om
R
U2
L
im
R
U2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
② 直流电源供给的功率 PU
在一个周期内电源向两个功放管提供的直流功率 PU
为:
PU =
当功率放大器工作在最大输出状态时,两个直流电源供给的总功率为,
PUm=
2
CC
L
om U
R
U
L
CC
R
U 22
③ 效率 η
η=
当功率放大电路工作在最大输出状态时,效率为,
η= = 78.5%
实用中三极管 UCES,UBE等是客观存在的,因此,
功率放大电路实际效率约 60% 。
U
o
P
P
42
2
2
2
L
CC
L
CC
Um
om
R
U
R
U
P
P
④ 三极管管耗 PV
直流电源供给的功率与输出功率的差值,即为两只三极管上的管耗,所以每只管子的管耗为
PV = (PU –Po)
功率放大电路工作在最大输出状态时的管耗,并不是最大管耗,每只三极管的最大管耗约为 0.2Pom。
2
1
[例 8] 在图 7.36所示电路中,UCC1= UCC2= UCC=24V;
RL=8Ω,试求:
10 当输入信号 Ui=12V(有效值 )时,电路的输出功率,
管耗,直流电源供给的功率及效率 。
20 输入信号增大至使管子在基本不失真情况下输出最大功率时,互补对称电路的输出功率,管耗,电源供给的功率及效率 。
30 晶体管的极限参数。
解,10 在 Ui=12V有效值时的幅值为:
Uim= Ui≈17V,即 Uom≈Ui=17V。 故
Po= = =18.1W
PU= = × =32.5W
PV = PU –Po = 32.5 – 18.1 = 14.4W
η= = =55.7%
2
2
1
L
om
R
U2
8
17
2
1 2?
2
CC
L
om U
R
U
2 24
8
17?
U
o
P
P 5.321.18
20 在最大输出功率时,最大输出电压为 24V。
Pom= = × =36W
PUm= = =45.8W
PV = PU – Po= 45.8 - 36 = 9.8W (此时两管的功耗并不是最大功耗 )
η= = 78.5%
2
1
L
CC
R
U 2
L
CC
R
U 22
8
242 2?
8.45
36?
Um
om
P
P
2
1
8
242
30 晶体管的极限参数
PCM≥0.2Pom=0.2× 36=7.2W(每一管 )
U(BR)CEO≥2UCC=2× 24 = 48V
ICM≥ = 3A
8
24?
L
CC
R
U
( 4)交越失真交越失真的波形如图 7.39所示 。
图 7.39 交越失真波形解决交越失真的办法是为三极管 V2,V3提一个合适的静态工作点,使三极管处于微导通状态,如图 7.36
中的 V4,V5。
2,OTL互补对称功率放大电路
OTL互补对称功率放大电路全称为无输出变压器的功率放大电路,简称为 OTL电路,如图 7.40所示。
图 7.40 OTL功率放大电路
(1) 各元件作用
V1为功放管提供推动电压; RP1,RB1,R B2为 V1提供静态工作点,同时还可使 UK=1/2UCC; V2 V3,V4V5
为两只复合三极管,分别等效为 NPN和 PNP 型。 V6、
V7,RP2为 V2V3,V4V5提供合适的静态工作点,调节
RP2可以改变静态工作点; Co为输出耦合电容,一方面将放大后的交流信号耦合给负载 RL,另一方面作为 V4、
V5导通时的直流电源,因此要求容量大,稳定性高。
C1,R1为自举电路。
(2)工作原理
ui为负半周时,V1集电极信号为正半周,V2,V3
导通,V4,V5截止。在信号电流流向负载 RL形成正半周输出的同时向 Co充电,使 UCo=1/2UCC。
ui正半周时,V1集电极信号为负半周,V2,V3截止,
V4,V5导通。此时,Co上的 1/2UCC与 V4,V5形成放电回路,若时间常数 RLC远大于输入信号的半周期,则电容上电压基本不变,而流过管子和负载的电流仍由基极控制,这样在负载上获得负半周输出信号,于是负载上获得完整的正弦信号输出。
(3) 参数计算
OTL 电路与 OCL电路相比,每个功放管实际工作电源电压为 1/2UCC,因此将 ( 7.37) ~ ( 7.43) 中 UCC用
1/2UCC替换即得相应的参数计算公式 。
[例 9] 在图 7.41所示电路中,已知,RB1=22kΩ,
RB2=47kΩ,RE1=24Ω,RE2= RE3=0.5Ω,R1=240Ω、
RP=470Ω,RL=8Ω,V2为 3DD01A,V3为 3CD10A,V4、
V5为 2CP。 试求:
10 最大输出功率
20 若负载 RL上的电流为 iL=0.8sinωt( A)时的输出功率和输出电压幅值。
图 7.41 [例 9]的电路图解,10 最大输出功率
Pom= =9W
20 输出功率
Po= =2.56W
输出电压幅值
U om=0.8 × 8=6.4V
8
12
2
1)2
1(
2
1 2
2
L
CC
R
U
88.021 2
7.3.2集成功率放大器
1,音频集成功率放大器
(1) SL 4112
SL 4112的外形及管脚如图 7.42所示。该集成功放有 14只引脚,内部设有静噪抑制电路,因而接通电源时爆破噪声很小。它具有电源电压范围宽,降压特性良好等优点,适用于各种收录机。主要参数为:电源
9V、输出功率 2.3W、输入阻抗 20kΩ、电压增益 68dB、
谐波失真 2% 。
图 7.42 SL 4112引脚图 图 7.43 SL 4112应用电路
(2) TDA 2030
TDA 2030的外形及引脚如图 7.44(a)所示。该集成功放只有 5只引脚,它接线简单,既可以接成 OCL电路,
又可以接成 OTL电路,广泛应用于音响设备中。其内部设有短路保护电路,具有过热保护能力。主要参数为:电源 6~18V、输出功率 9W、输入阻抗 5MΩ、电压增益 30dB、谐波失真 0.2% 。 TDA 2030的典型应用电路如图 7.44(b)所示。
(a)
(b)
图 7.44 TDA 2030 应用电路
2,双音频集成功率放大器
(1) BTL电路
BTL功率放大器,其主要特点是在同样电源电压和负载电阻条件下,它可得到比 OCL或 OTL电路大几倍的输出功率,其工作原理图如图 7.45所示 。
图 7.45 BTL原理电路静态时,电桥平衡,负载 RL中无直流电流 。 动态时,桥臂对管轮流导通 。 在 ui正半周,上正下负,V1、
V4导通,V2,V3截止,流过负载 RL的电流如图中实线所示;在 ui负半周,上负下止,V1,V4截止,V2,V3
导通,流过负载 RL的电流如图中虚线所示 。 忽略饱和压降,则两个半周合成,在负载上可得到幅度为 UCC的输出信号电压 。
(2) LM378
LM378的外形及管脚如图 7.46所示 。 主要参数为:
电源 10~35V,输出功率 4W/信道,输入电阻 3kΩ,电压增益 34dB,带宽 50kHz。
图 7.46 LM378引脚图
① 反相立体声放大器反相立体声放大电路如图 7.47所示。
图 7.47 简单反相立体声放大器
② 桥式结构单放大器桥式结构单放大电路如图 7.48所示。
图 7.48 BTL电路
(3) TDA 1519
TDA 1519的外形及管脚如图 7.49所示。内部设有多种保护电路 (负载开路,AC及 DC对地短路等 ),并有静噪控制及电源等待状态等功能。它在双声道工作时只要外接 4只元件,BTL工作时只要外接 1只元件,无需调整就能满意地工作。主要参数为:电源 6~18V、输出功率 5.5W(单声道,RL=4Ω) ~ 22W(BTL,RL=4Ω)、电压增益 40dB(立体声 ) ~ 46dB(BTL)、谐波失真 10% 。
TDA1519典型应用电路如图 7.50所示。
图 7.49 TDA1519引脚图
(a) 立体声电路 (b) BTL电路图 7.50 TDA1519典型应用
3.场输出集成功率放大器场输出集成功率放大器是用于显示器,电视机场扫描电路的专用功率放大器,内部采用泵电源型 OTL电路形式,封装一般为单列直插式 。
(1) 泵电源电路图 7.51所示为 IX0640CE和外围元件组成的场输出电路。图中 V4,V5,V6,V7及外接元件 V8,C构成泵电源电路。
图 51 IX0640CE组成的场输电路在场输出锯齿波正程期内,电源通过 V8及 V6对 C充电,C两端电压很快充到 UCC,极性为上正下负。 在场输出锯齿波逆程期间,电源电压 UCC与电容 C上的电压串联供电,场输出级电源电压上升为 2UCC,实现了泵电源供电,即在场扫描正程期间采用低电压供电,而在逆程期间采用高电压供电。
(2) 应用电路
IX0640CE的外形及引脚如图 7.52所示。
图 7.52 IX0640CE引脚图图 7.53(b)为 TDA8172的应用电路,场锯齿波信号经 RP1、
R2从 P1脚进入集成功放,调节 RP1可以改变场幅; RP2、
C2组成微分电路,由于 C2和 C3的存在对锯齿波中的高频分量分流作用大,对低频分量分流作用小,因此它们构成预失真,以使场偏转线圈中锯齿波电流线性良好; R3、
R4构成直流反馈,可稳定工作点,C3用来滤除反馈信号中的交流成分; R5,R6为交流电流负反馈,改善锯齿波电流线性; V1,C1同内部电路构成逆程泵电源,实现自举升压;放大后的锯齿波信号从 P5脚输出,送场偏转线圈,C4是输出耦合电容 。
IX0640CE的应用电路如图 7.51所示 。 场锯齿波信号从
P4进入集成功放后首先加在 V1的基极,经过 V1放大后推动 V2,V3组成的互补推挽场输出电路,再从 P2脚输出送场偏转线圈,实现功率放大 。
TDA8172的外形及引脚如图 7.53(a)所示。
图 7.53(a) TDA8172引脚图图 7.53(b) TDA8172组成的场输出电路本章小结一,放大电路中“放大”的实质,是通过三极管(或场效应管)
的作用进行能量转换,即将直流电源的能量转换为负载获得的能量。
放大电路的组成原则是必须有电源,核心元件是三极管(或场效应管),要有合适的静态工作点,并保证放大电路在放大信号的整个周期,三极管(或场效应管)都工作在特性曲线的线性放大区。放大电路工作时,电路中各电压、电流值是直流量和交流量叠加的结果。电路分析由静态分析和动态分析两部分组成。静态分析借助直流通路,用估算法或图解法确定静态工作点。动态分析借助交流通路,用图解法或微变等效电路法确定电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态性能指标。常用的稳定工作点电路有射极偏置电路 (基极分压式偏置电路 )、集基耦合电路和温度补偿电路。
二、共集电极电路由于输入电阻高,输出电阻低,
并具有电压跟随特性,广泛应用于输出级或隔离级。
共基极电路由于频率特性好,常用于高频放大。阻容耦合多级放大电路,由于各级放大电路的静态工作点互不影响,调试方便,常被用来进一步提高放大倍数,
但计算每级放大倍数时应考虑前、后级之间的相互影响。场效应管放大电路的分析方法和步骤与三极管放大电路类似,各种类型的放大电路与相应的三极管放大电路具有类似的特点,只是模拟电路中多用结型和耗尽型 MOS管,而增强型 MOS管则多用于数字电路。
三,OCL电路采用双电源供电。 OTL电路采用单电源供电,但需要一个大容量输出耦合电容。电路中,
两只功放管分别在正、负半周交替工作。当输入信号一定时,能使输出信号幅度 Uom基本上等于电源电压
UCC而又不失真的负载称为功放电路的最佳负载。此时功放电路输出最大功率,具有最高的转换效率,但两管的功耗不是最大。由于集成功放外接元件少,电路结构简单,应用越来越广泛,使用时应注意正确选择型号,识别各引脚的功能。当需要进一步提高输出功率时,可将两个 OCL电路连接成 BTL电路形式。
又称输出级 。 其主要作用是输出足够大的功率去驱动负载,如扬声器,伺服电机,指示表头,记录器等 。
功率放大电路要求:输出电压和输出电流的幅度都比较大;效率高 。 因此,三极管工作在大电压,大电流状态,管子的损耗功率大,发热严重,必须选用大功率三极管,且要加装符合规定要求的散热装置 。 由于三极管处于大信号运用状态,不能采用微变等效电路分析法,一般采用图解分析法 。
1,OCL互补对称功率放大电路
OCL互补对称功率放大电路全称为无输出电容的互补对称功率放大电路,简称为 OCL电路,电路如图
7.36所示。
图 7.36 OCL功率放大电路
7.3.1互补对称功率放大电路
(1) 静态分析当 ui=0时,因电路上下对称,静态发射极电位
UE=0,负载电阻 RL中无电流通过,u o=0。 因三极管处于微导通状态,所以两管的 IB≈0,IC≈0,
∣ UCE∣ =∣ UCC∣,基本无静态功耗 。
(2) 动态分析为便于分析,将图 7.36简化为图 7.37(a) 所示的原理电路,且暂不考虑管子的饱和管压降 UCES和 b,e极间导通电压 UBE 。
(a) 电路原理电路图 ( b) 输入波形 ( c) 输出波形图 7.37 简化 OCL功率放大电路在 ui正半周,V2导通,V3截止,+UCC通过 V2向 RL
供电,在 RL上获得跟随 ui的正半周信号电压 uo,即
( uo≈u i) ;
在 ui负半周,V2截止,V3导通,-UCC通过 V3向 RL
供电,在 RL上获得跟随 ui的负半周信号电压 uo 。
负载 RL上输出如图 7.37(c) 所示 。
由上分析可知:输出电压 uo虽未被放大,但 由于 iL=
ie=( 1+β) ib,具有电流放大作用,因此具有功率放大作用 。
图 7.38 OCL 电路图解分析波形图从图中可知,uCE1=UCC-uo,uCE2= -UCC-uo,其中 uo
在任一个半周期内为导通三极管的 uce,即 uo= - uce=ui。
通常要求功率放大电路工作在最大输出状态,输出电压幅值为 uom(max)=UCC-UCES≈UCC,此时,截止管承受的最大电压为 2UCC。 当功率放大电路工作在非最大输出状态时,输出电压幅值为 Uom=IomRL=Ucem=Uim,其大小随输入信号幅度而变 。 这些参数间的关系是计算输出功率和管耗的重要依据 。
(3) 参数计算
① 最大输出功率 Pom
最大的输出功率为:
Pom= IomUom= =
当功率放大器工作在非最大输出状态时,输出功能率为:
Po = IomUom= =
L
om
R
U2
L
CC
R
U221
L
om
R
U2
L
im
R
U2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
② 直流电源供给的功率 PU
在一个周期内电源向两个功放管提供的直流功率 PU
为:
PU =
当功率放大器工作在最大输出状态时,两个直流电源供给的总功率为,
PUm=
2
CC
L
om U
R
U
L
CC
R
U 22
③ 效率 η
η=
当功率放大电路工作在最大输出状态时,效率为,
η= = 78.5%
实用中三极管 UCES,UBE等是客观存在的,因此,
功率放大电路实际效率约 60% 。
U
o
P
P
42
2
2
2
L
CC
L
CC
Um
om
R
U
R
U
P
P
④ 三极管管耗 PV
直流电源供给的功率与输出功率的差值,即为两只三极管上的管耗,所以每只管子的管耗为
PV = (PU –Po)
功率放大电路工作在最大输出状态时的管耗,并不是最大管耗,每只三极管的最大管耗约为 0.2Pom。
2
1
[例 8] 在图 7.36所示电路中,UCC1= UCC2= UCC=24V;
RL=8Ω,试求:
10 当输入信号 Ui=12V(有效值 )时,电路的输出功率,
管耗,直流电源供给的功率及效率 。
20 输入信号增大至使管子在基本不失真情况下输出最大功率时,互补对称电路的输出功率,管耗,电源供给的功率及效率 。
30 晶体管的极限参数。
解,10 在 Ui=12V有效值时的幅值为:
Uim= Ui≈17V,即 Uom≈Ui=17V。 故
Po= = =18.1W
PU= = × =32.5W
PV = PU –Po = 32.5 – 18.1 = 14.4W
η= = =55.7%
2
2
1
L
om
R
U2
8
17
2
1 2?
2
CC
L
om U
R
U
2 24
8
17?
U
o
P
P 5.321.18
20 在最大输出功率时,最大输出电压为 24V。
Pom= = × =36W
PUm= = =45.8W
PV = PU – Po= 45.8 - 36 = 9.8W (此时两管的功耗并不是最大功耗 )
η= = 78.5%
2
1
L
CC
R
U 2
L
CC
R
U 22
8
242 2?
8.45
36?
Um
om
P
P
2
1
8
242
30 晶体管的极限参数
PCM≥0.2Pom=0.2× 36=7.2W(每一管 )
U(BR)CEO≥2UCC=2× 24 = 48V
ICM≥ = 3A
8
24?
L
CC
R
U
( 4)交越失真交越失真的波形如图 7.39所示 。
图 7.39 交越失真波形解决交越失真的办法是为三极管 V2,V3提一个合适的静态工作点,使三极管处于微导通状态,如图 7.36
中的 V4,V5。
2,OTL互补对称功率放大电路
OTL互补对称功率放大电路全称为无输出变压器的功率放大电路,简称为 OTL电路,如图 7.40所示。
图 7.40 OTL功率放大电路
(1) 各元件作用
V1为功放管提供推动电压; RP1,RB1,R B2为 V1提供静态工作点,同时还可使 UK=1/2UCC; V2 V3,V4V5
为两只复合三极管,分别等效为 NPN和 PNP 型。 V6、
V7,RP2为 V2V3,V4V5提供合适的静态工作点,调节
RP2可以改变静态工作点; Co为输出耦合电容,一方面将放大后的交流信号耦合给负载 RL,另一方面作为 V4、
V5导通时的直流电源,因此要求容量大,稳定性高。
C1,R1为自举电路。
(2)工作原理
ui为负半周时,V1集电极信号为正半周,V2,V3
导通,V4,V5截止。在信号电流流向负载 RL形成正半周输出的同时向 Co充电,使 UCo=1/2UCC。
ui正半周时,V1集电极信号为负半周,V2,V3截止,
V4,V5导通。此时,Co上的 1/2UCC与 V4,V5形成放电回路,若时间常数 RLC远大于输入信号的半周期,则电容上电压基本不变,而流过管子和负载的电流仍由基极控制,这样在负载上获得负半周输出信号,于是负载上获得完整的正弦信号输出。
(3) 参数计算
OTL 电路与 OCL电路相比,每个功放管实际工作电源电压为 1/2UCC,因此将 ( 7.37) ~ ( 7.43) 中 UCC用
1/2UCC替换即得相应的参数计算公式 。
[例 9] 在图 7.41所示电路中,已知,RB1=22kΩ,
RB2=47kΩ,RE1=24Ω,RE2= RE3=0.5Ω,R1=240Ω、
RP=470Ω,RL=8Ω,V2为 3DD01A,V3为 3CD10A,V4、
V5为 2CP。 试求:
10 最大输出功率
20 若负载 RL上的电流为 iL=0.8sinωt( A)时的输出功率和输出电压幅值。
图 7.41 [例 9]的电路图解,10 最大输出功率
Pom= =9W
20 输出功率
Po= =2.56W
输出电压幅值
U om=0.8 × 8=6.4V
8
12
2
1)2
1(
2
1 2
2
L
CC
R
U
88.021 2
7.3.2集成功率放大器
1,音频集成功率放大器
(1) SL 4112
SL 4112的外形及管脚如图 7.42所示。该集成功放有 14只引脚,内部设有静噪抑制电路,因而接通电源时爆破噪声很小。它具有电源电压范围宽,降压特性良好等优点,适用于各种收录机。主要参数为:电源
9V、输出功率 2.3W、输入阻抗 20kΩ、电压增益 68dB、
谐波失真 2% 。
图 7.42 SL 4112引脚图 图 7.43 SL 4112应用电路
(2) TDA 2030
TDA 2030的外形及引脚如图 7.44(a)所示。该集成功放只有 5只引脚,它接线简单,既可以接成 OCL电路,
又可以接成 OTL电路,广泛应用于音响设备中。其内部设有短路保护电路,具有过热保护能力。主要参数为:电源 6~18V、输出功率 9W、输入阻抗 5MΩ、电压增益 30dB、谐波失真 0.2% 。 TDA 2030的典型应用电路如图 7.44(b)所示。
(a)
(b)
图 7.44 TDA 2030 应用电路
2,双音频集成功率放大器
(1) BTL电路
BTL功率放大器,其主要特点是在同样电源电压和负载电阻条件下,它可得到比 OCL或 OTL电路大几倍的输出功率,其工作原理图如图 7.45所示 。
图 7.45 BTL原理电路静态时,电桥平衡,负载 RL中无直流电流 。 动态时,桥臂对管轮流导通 。 在 ui正半周,上正下负,V1、
V4导通,V2,V3截止,流过负载 RL的电流如图中实线所示;在 ui负半周,上负下止,V1,V4截止,V2,V3
导通,流过负载 RL的电流如图中虚线所示 。 忽略饱和压降,则两个半周合成,在负载上可得到幅度为 UCC的输出信号电压 。
(2) LM378
LM378的外形及管脚如图 7.46所示 。 主要参数为:
电源 10~35V,输出功率 4W/信道,输入电阻 3kΩ,电压增益 34dB,带宽 50kHz。
图 7.46 LM378引脚图
① 反相立体声放大器反相立体声放大电路如图 7.47所示。
图 7.47 简单反相立体声放大器
② 桥式结构单放大器桥式结构单放大电路如图 7.48所示。
图 7.48 BTL电路
(3) TDA 1519
TDA 1519的外形及管脚如图 7.49所示。内部设有多种保护电路 (负载开路,AC及 DC对地短路等 ),并有静噪控制及电源等待状态等功能。它在双声道工作时只要外接 4只元件,BTL工作时只要外接 1只元件,无需调整就能满意地工作。主要参数为:电源 6~18V、输出功率 5.5W(单声道,RL=4Ω) ~ 22W(BTL,RL=4Ω)、电压增益 40dB(立体声 ) ~ 46dB(BTL)、谐波失真 10% 。
TDA1519典型应用电路如图 7.50所示。
图 7.49 TDA1519引脚图
(a) 立体声电路 (b) BTL电路图 7.50 TDA1519典型应用
3.场输出集成功率放大器场输出集成功率放大器是用于显示器,电视机场扫描电路的专用功率放大器,内部采用泵电源型 OTL电路形式,封装一般为单列直插式 。
(1) 泵电源电路图 7.51所示为 IX0640CE和外围元件组成的场输出电路。图中 V4,V5,V6,V7及外接元件 V8,C构成泵电源电路。
图 51 IX0640CE组成的场输电路在场输出锯齿波正程期内,电源通过 V8及 V6对 C充电,C两端电压很快充到 UCC,极性为上正下负。 在场输出锯齿波逆程期间,电源电压 UCC与电容 C上的电压串联供电,场输出级电源电压上升为 2UCC,实现了泵电源供电,即在场扫描正程期间采用低电压供电,而在逆程期间采用高电压供电。
(2) 应用电路
IX0640CE的外形及引脚如图 7.52所示。
图 7.52 IX0640CE引脚图图 7.53(b)为 TDA8172的应用电路,场锯齿波信号经 RP1、
R2从 P1脚进入集成功放,调节 RP1可以改变场幅; RP2、
C2组成微分电路,由于 C2和 C3的存在对锯齿波中的高频分量分流作用大,对低频分量分流作用小,因此它们构成预失真,以使场偏转线圈中锯齿波电流线性良好; R3、
R4构成直流反馈,可稳定工作点,C3用来滤除反馈信号中的交流成分; R5,R6为交流电流负反馈,改善锯齿波电流线性; V1,C1同内部电路构成逆程泵电源,实现自举升压;放大后的锯齿波信号从 P5脚输出,送场偏转线圈,C4是输出耦合电容 。
IX0640CE的应用电路如图 7.51所示 。 场锯齿波信号从
P4进入集成功放后首先加在 V1的基极,经过 V1放大后推动 V2,V3组成的互补推挽场输出电路,再从 P2脚输出送场偏转线圈,实现功率放大 。
TDA8172的外形及引脚如图 7.53(a)所示。
图 7.53(a) TDA8172引脚图图 7.53(b) TDA8172组成的场输出电路本章小结一,放大电路中“放大”的实质,是通过三极管(或场效应管)
的作用进行能量转换,即将直流电源的能量转换为负载获得的能量。
放大电路的组成原则是必须有电源,核心元件是三极管(或场效应管),要有合适的静态工作点,并保证放大电路在放大信号的整个周期,三极管(或场效应管)都工作在特性曲线的线性放大区。放大电路工作时,电路中各电压、电流值是直流量和交流量叠加的结果。电路分析由静态分析和动态分析两部分组成。静态分析借助直流通路,用估算法或图解法确定静态工作点。动态分析借助交流通路,用图解法或微变等效电路法确定电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态性能指标。常用的稳定工作点电路有射极偏置电路 (基极分压式偏置电路 )、集基耦合电路和温度补偿电路。
二、共集电极电路由于输入电阻高,输出电阻低,
并具有电压跟随特性,广泛应用于输出级或隔离级。
共基极电路由于频率特性好,常用于高频放大。阻容耦合多级放大电路,由于各级放大电路的静态工作点互不影响,调试方便,常被用来进一步提高放大倍数,
但计算每级放大倍数时应考虑前、后级之间的相互影响。场效应管放大电路的分析方法和步骤与三极管放大电路类似,各种类型的放大电路与相应的三极管放大电路具有类似的特点,只是模拟电路中多用结型和耗尽型 MOS管,而增强型 MOS管则多用于数字电路。
三,OCL电路采用双电源供电。 OTL电路采用单电源供电,但需要一个大容量输出耦合电容。电路中,
两只功放管分别在正、负半周交替工作。当输入信号一定时,能使输出信号幅度 Uom基本上等于电源电压
UCC而又不失真的负载称为功放电路的最佳负载。此时功放电路输出最大功率,具有最高的转换效率,但两管的功耗不是最大。由于集成功放外接元件少,电路结构简单,应用越来越广泛,使用时应注意正确选择型号,识别各引脚的功能。当需要进一步提高输出功率时,可将两个 OCL电路连接成 BTL电路形式。