沈　博

摘要：分析探討了一般視聽電路中功率放大電路的工作原理和結(jié)構(gòu)組成，并闡述了一典型應(yīng)用實例及其特點。

關(guān)鍵詞：功放低頻信號功率偏轉(zhuǎn)電流

0引言

一般視聽電路中的功率放大(簡稱功放)電路是在電壓放大器之后，把低頻信號再進一步放大，以得到較大的輸出功率，最終用來推動揚聲器放音或在電視機中提供偏轉(zhuǎn)電流。本文將從三個方面闡述功率放大電路。

1功率放大電路的特點

對功率放大電路主要重點討論的便是輸出功率、效率和失真這三方面。為得到需要的輸出功率，電路須選集電極功耗足夠大的三極管，功放管的工作電流和集電極電壓也較高。電路設(shè)計使用中首先要考慮怎樣充分發(fā)揮三極管功能而又不損壞三極管。由于電路中功放管工作狀態(tài)常接近極限值，所以功放電流調(diào)整和使用時要小心，不宜超限用。從能耗方面考慮，功放輸出的功率最終是由電源提供的，例如收音機中功放耗電要占整機的2/3，因此要十分注意提高電路效率，即輸出功率與耗電功率的比值。功放電路的輸入信號已經(jīng)幾級放大，有足夠強度，這會使功放管工作點大幅度移動，所以要求功放電路有較大的動態(tài)范圍。功放管的工作點選擇不當，輸出會有嚴重失真。

2常用功率放大電路的原理

單只三極管輸出的功放電路輸出小、效率低，日用電器中已很少見。目前常采用的是推挽電路形式。圖1中a圖是用耦合變壓器的推挽電路原理圖。它的特點是三極管靜態(tài)工作電流接近于零，放大器耗電及少。有信號輸入時，電路工作電流雖大，但大部分功率都輸出到負載上，本身損耗卻不大，所以電源利用率較高。這個電路中每只三極管只在信號的半個周期內(nèi)導通工作，為避免失真，所以采用兩只三極管協(xié)調(diào)工作的方式。圖中輸入變壓器B1的次級有一個接地的中心抽頭。在音頻信號輸入時，B1次級兩個大小相等、極性相反的信號分別送到BG1和BG2的發(fā)射結(jié)。在輸入信號的正半周時間里，BG1管因加的是反向偏壓而截止，只有BG2能將信號放大，從集電極輸出，而在信號負半周，BG1得到正高偏壓，能將這半個周期的信號放大輸出，而BG2卻截止。電路中的兩只三極管雖然各自放大了信號的半個同期，但它們的輸出電流是分先后通過輸出變壓器B2的，所以在B2的次級得到的感應(yīng)電流又能全成一個完整的輸出信號。

這類功放電路中，為了解決阻抗匝配和信號相位等問題，輸入與輸出變壓器是不可少的。但是，優(yōu)質(zhì)變壓器的制作在材料和工藝上都比較困難，它本身總還要消耗一部分能量，降低電路的效率，而且變壓器的頻率特性不好，使電路對不同頻率信號輸出很不均勻，會造成失真，所以為了提高功放質(zhì)量，人們更多地使用無變壓器(OTL)功率放大電路。

圖1中b圖是互補對稱推挽功放電路原理圖。這里用了兩只放大性能相同，而導電極性相反的三極管(稱為互補管)。圖中BG1是NPN管。放大器輸入交流信號的正半周時，對BG1管來說，基極電壓為正極性，發(fā)射極為負極性，發(fā)射結(jié)有正向偏壓，三極管能夠工作。但BG2卻因發(fā)射結(jié)加了反向偏壓而截止。因此，信號的正半周由BG1管放大。在信號負半周時，情形正相反，BG2管能夠工作，將信號的負半周放大。放大后的信號由兩只三極管輪流送出，在揚聲器上重新合成完整的信號。

3實際電路分析

圖2為減小和克服交越失真，在兩基極間加上補償二極管及相應(yīng)電路，以供給T1和T2兩管一定的正向偏壓，構(gòu)成甲乙類互補對稱功放電路。再作瞬態(tài)分析，觀察輸出VO交越失真是否消除。由電路分析，可得電路的瞬態(tài)波形和傳輸特性分別如圖3中a，b所示，可看出VO無交越失真。電壓源Vi的掃描范圍為-10V～+10V。得電壓傳輸特性如圖3中-c所示，由圖中看出，最大輸出電壓范圍約為-5V～+5V。

4結(jié)語

甲類放大器的工作點Q設(shè)定在負載線的中點附近，晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)均導通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有25％，且有較大的非線性失真。由于效率比較低，現(xiàn)在設(shè)計基本上不在再使用。乙類放大器的靜態(tài)點在(VCC，0)處，當沒有信號輸入時，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內(nèi)，Q1導通Q2截止，輸出端正半周正弦波；同理，當Vi為負半波正弦波，所以必-須用兩管推挽工作。其特點是效率較高(78％)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點是“交越失真”較大。即當信號在0.6V～0.6V之間時，Q1和Q2都無法導通而引起的。甲乙類放大器的晶體管的導通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д妗＝惶媸д孑^大，可以抵消偶次諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點。

參考文獻：

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