声频信号放大器教程分析.ppt

功率放大器的主要特点是负载电路。为了使电子管的高输出阻抗与电动式扬声器的低阻抗音圈进行匹配，必须通过降压比的输出变压器T进行阻抗变换。由于N1：N2》1，从而使功率放大管的负载阻抗升高到千欧数量级。扬声器的音圈阻抗多少欧姆的标称值是指在频率400HZ时音圈的直流电阻R和音圈电感感抗ωL的几何和，很明显，随着音频频率的改变，负载阻抗也是变量。同时，输出变压器本身不单纯只变换阻抗，其初级绕组还有其固有的电感量、直流电阻其等效阻抗并联接在负载电路中，而在音频频率升高时还需考虑绕组的分布电容、漏感等难以固定的参数影响。这些诸多因素造成的功率放大器的负载电路极为复杂，对功率放大器的参数、重放的音质影响极大，故在电路相对简单的A类单端电路而言，输出变压器成为研究的重点. （二）A类功率放大器推挽电路 所谓推挽，即是由两管在相位相反的状态下工作。其电路如图3.29所示。A类推挽电路的两管工作状态完全相同，实际为两组相位相反的输入信号加在两组单端放大器的输入端，在其输出端得到相位相反的两组输出，再通过输出变压器初级的不同 同名端在次级产生同相位的输出电压，驱动扬声器。A类推挽电路有以下特点。 优点： 1.输出功率P0为单端电路的2倍，即2P0。输出变压器初级阻抗ZLa-a为单管最佳负载阻抗的2倍，图3.29推挽电路示意图同时Ua供电所需功率也增加1倍，基本为2Pmax。但是，推挽电路中输出变压器T初级直流电流平均值方向相反，因而互相抵消。T的铁心可以采用每片交叉插入，不留空气隙，使铁心有效磁通量得以充分发挥。当铁心截面积与单端电路相同时，同样的初级匝数可以得到更大的初级电感，相对减小了变压器的体积以及漏感和分布电容，对改善放大器频响有利。 2 。两管Ia大小相等，反相位通过T的初级使磁场抵消，可以将放大器的偶次谐波失真降到最低。 3.推挽电路为了避免引起额外的失真，必须要求两管有尽量一致的参数，应配对使用。 4.为了在采用低Ua供电条件下得到更大的输出功率，较普遍的方法是将普通中、小功率管采用既并联又推挽的接法应用。并联推挽电路相对降低了电子管内阻，提高了推挽每臂电子管等效跨导，使最佳负载阻抗同时降低，在达到相同的频响指标时，输出变压器结构可以相对简化。 缺点： 如果上下两管不对称，上述所有优点都大打折扣。即使在静态通过调整电路可以使两管Ia相等，动态时△Ia不等必然引起两管输出波形不对称，失真度增大的同时，对电源纹波抑制力和偶次谐波的抵消能力都变差。推挽输出电路中输出变压器结构比并联运用复杂得多，为了使初级两组绕组电感量严格相等，对次级的互感以及分布参数完全对称也极不容易，一般采用分段、分层绕法才能达到满意的效果。 (三)单端推挽输出级 普通推挽放大器是将推挽两管相位相反的输出信号，经输出变压器初级的中心抽头反相位串联，在次级产生相位相同的信号叠加，因而输出变压器初级阻抗为每只推挽管最佳负载的2倍，即阳极～阳极的负载阻抗。所谓单端推挽就是两管输出信号为并联，使其负载阻抗为单管最佳负载阻抗的1／2，推挽输出阳极～阳极负载阻抗的1／4，因此时输出信号参考点为共地，故只有单端输出，即称为单端推挽放大器(或称SEPP电路)。 图中电阻R1的信号压降使上管 得到反相位的驱动电压，因此 虽为两管推挽输出，但可不用 倒相器。该电路中R1有三重作 用：一是作为下管分压式倒相 电路，使上管得到与下管相位 相反的驱动电压，二是其压降 又构成上管的自给栅压，三是 构成下管负载电阻的一部分。 相对于下管，R1与其负载电路是串联的，因此向上管提供的驱动电压也构成输出电压的损失。当SRPP用在输出级时，为了满足上管栅负压的要求，R1必然较大，因而输出功率的损耗也相应增大，R1对上管又构成阴极输出器的阴极负载电阻，其阻值与输出端负载电阻组成上管的负载阻抗。以上诸多牵制使R1不可能都予以满足。 为了能使单端推挽用于功率放大，同一时期中还开发了外加倒相电路的单端推挽电路，即被日本电子刊物专门称为SEPP的功放电路。此类电路中不再采用自倒相，而是两管推挽分别驱动，如此一来，上管的R1可以并联接入大电容，使R1无信号压降而只向上管提供自给栅负压。两管分别以相位相反的信号输入进行驱动，因而前级必须采用倒相器。随之而来的问题是，采用串联供电的SEPP方式时，上下两管驱动信号的参考点应该是不同的。SEPP交流信号等效电路则如图3.31所示。 图中下管的信号电压增益K2=E0／Eg2，如果使上管输出也等于Eg2的话，显然其输入电压不只是与Eg2等幅度的Eg1,因为当前级放大器采用RC耦合时，其输出信号参考点是共地，因而Eg1的下端参考点不能直接接入上管的阴极，而是经过输出电压E0反相串联后才接入