实例模拟电路讲解教你分析实际模拟电路.doc

1、-_最简单的微型扩音机我们利用一只旧电话机中拆下的炭精送话器，以及几只常用的电子元件，即能组装一台无须调整的结构相当简单，且音质清晰洪亮的最简易微型扩音机，很有趣味。在一些小空间扩音效果相当不错。具体电路图见附图所示。元件选择：炭晶送话器从老式旧电话机的听筒内拆下，大功率三极管采用3AD17 ，也可以用3ADl8。但为减少扩音时产生的噪声，三极管要求穿透电流尽可能达到最小，但管子的放大倍值越大越好，一般应在70一90以上。喇叭和输出变压器采用晶体管收音机上的即可，电源电池用6伏叠层电池，也可用充电电池和整流电源。安装试音：将几只元件焊装在长条形印刷线路板上，找一支中号的塑料壳体的手电筒，旋下电

2、筒头罩去掉玻璃、反光罩及小电珠，然后将碳晶送话器安装在罩子内，并焊接好送话器引线至电路板上。在电筒前端各钻3mm小孔二个，将装入微型电源钮子开关及二芯插座各一个，待全部接线连接焊好后，把电池与线路板塞入电筒内，最后旋上已装有送话器的电筒头罩盖便完成。试音时，把带有喇叭引线插头插入电筒前端插座上，开启电源开关对准送话器喇叭内便传出洪亮扩音声。(读者若有兴趣在电路中串接入音乐集成块电路，便使成为扩音、放音两用机)。在调试扩音中，若喇叭出现声音有点失真、沉闷或感觉音量不够大时。可适当调整 R1的电阻值，边调边放音试听，直至音质洪亮不失真为止。 外围元件最少的 功放电路 用高保真功放 ICTDA152

3、1A制作功放电路，具有外围元件少，不用调试，一装就响的特点。适合自制，用于随身听功率接续，或用于改造低档电脑有源音箱。 TDA1521A采用九脚单列直插式塑料封装，具有输出功率大、两声道增益差小、开关机扬声器无冲击声及可靠的过热过载短路保护等特点。TDA1521A既可用正负电源供电，也可用单电源供电，电路原理分别见图1(a) 、(b)（点此下载原理图）。双电源供电时，可省去两-_个音频输出电容，高低音音质更佳。单电源供电时，电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电源端，以避免电路内部自激。制作时一定要给集成块装上散热片才能通电试音，否则容易损坏集成块。散热板不能小于2001002mm3 。 用 和

4、制作的分立元件功放 2SA2151和2SC6100是日本“三垦”公司生产的新型音频放大器专用大功率对管。笔者有幸得到厂家免费赠送的2SA2151和2SC6100两对。根据厂家提供的技术参数和自已的一些制作功放的经验用数月的时间，打造了一款非常适合家用的功放，现将电路提供如下供大家参考。电路选择方案笔者的听音室面积为21平方米，音箱是自制仿 Ls3/5a两分频监听音箱。由于有机会接触各种音响器材，经过比较决定制作一款多种音色可比较的功放。电压放大部份分别选用运算放大器形式、晶体管分立件形式、电子管式，采用开关进行切换以便比较。末级电流放大级采用0dB纯甲类无负反馈形式，电路见图 1。选用这种电路

5、形式主要基于以下几方面考虑： 1、采用纯甲类工作形式能基本消除交越失真和开关失真，这两种失真是普通乙类功放无法克服的。 2、采用无大环路负反馈形式可以消除由环路负反馈引起的瞬态互调失真和交界面互调失真。这两种失真均为动态指标，定量测量这两种失真方法都很麻烦，所以整机商品均没有这两种失真的技术指标。瞬态互调失真对重放音质是否自然影响很大，一般平时都不太注意这个指标。交界面互调失真是由扬声器工作时音圈产生的反电动势经过环路负反馈作用到放大器输-_入级产生的新的动态失真。交界面互调失真严重时将使重放的声音混浊不清，所有有大环路负反馈的功放都有这个问题，只是程度不同而已。 3、0dB纯甲类无负反馈功放

6、是没有电压增益的，对电压放大级的性能是一种考验。由于没有进入负反馈环路，谐波失真、阻尼因素等其它指标就要靠电路自身和元件质量来保证了。元件安装与调试一般的电流放大级均由两级组成，一级中功率管将电流放大，一级为大功率管进行大电流输出。图1电路为了适应不同的电压放大级的输出电流，在电流放大级采用了达林顿结构使很小的电流都能满足输出额定功率的需要。图1电路纯甲类输出功率为25W(8 负载)，静态电流 1.25A，这样每只功率管的静态管耗为31.25W，4只功率管总的静态功耗为125w 。本电路制作时可用印刷电路板装配，也可采用搭焊的形式直接在散热器上装配。装配时散热器的面积应满足要求，一般选用标称

7、200W成品机类似的散热器即可。用印刷电路板装配时恒压偏置调整管8050应紧贴在散热器上以进行温度补偿，每臂的两只中功率管应背对背紧贴以保证热均衡，如搭焊则所有的晶体管均安在散热器上，供电电源直接连到大功率管 C极，可调电阻应选用多圈精密可调电阻，以保证调整的准确性和安全性。输入电容对音色的影响较大，可根据自已的喜好来选择品牌。所有的晶体管均应配对使用。装配好后即可通电调试，先调整 10K可调电阻使输出端直流电压低于10mV以下。如直流电压不能调整到10mV以下，说明晶体管的配对性不好，应更换重调，调好后再进行静态-_电流的调整。调节5K可调电阻使大功率管射极电阻 (0.22/5W)两端的直流

8、电压为275mV，此时静态电流即为1.25A，让放大器在这种状态下静置 1小时再测中点直流电压和静态电流值，如不符则重调。调好后该功放就算制作完成了，选择不同的电压放大级即可工作了。电压放大级选择与装配图2为晶体管电压放大级，该电路选用著名的“马兰士”PM功放的前级放大器电路。当末级功放要达到25W的额定输出时，电压放大级应提供15V 以上的不失真电压，原电路是做为前级放大器使用的，电压放大倍数只有8.5倍，不能满足需要，本电路中将电压放大倍数改为22倍以满足末级的需要。照图装好后调整470可调电阻使 D669和 B649的静态电流为20mA，使其工作在甲类状态。图3为采用双运放组成的电压放大

9、级，选用这种电路主要是想领略不同档次的运放音色和音质，由于运放最大输出电压只有13V ，所以用该电路来推动末级时最大功率只有20W，装配时运放位置采用镀金插座以便于更换不同的运放来试音。-_图4为电子管电压放大级，电路参考了世界名机“马蒂斯”电路，为适应末级的需要在供电电压和放大倍数上做了一些改动。本电路的音色相当甜美，与纯甲类末级组合堪称佳配。电路装配容易，无需调试一装即响。以上三种电压放大级在装配时应尽量选用优质元件，尤其是各级耦合电容应选择发烧级的品牌电容。本机末级工作电压是根据大功率管工作在1.25A 的状态下进行综合考虑的，不要为了增大输出功率而轻易提高末级功率管工作电压，如果音箱阻

10、抗为4时，纯甲类功率将降为 12.5W，而甲乙类功率将增至 60W左右，由于末级功放管没有进入环路负反馈网络，当工作点进入乙类状态后失真将明显加大，所以应重新调整末级功率管的静态电流和工作电压，在 4负载时，要有25W纯甲类功率输出静态电流应调整为1.77A ，工作电压应为17V；此时单只功率管静态功耗为30W左右。该功率在家用放音状态下完全能够满足需要，推动10英寸三分频落地式音箱也绰绰有余，这就是纯甲类与乙类功放的差别所在，有兴趣的读者可以试试。-_电子分频放大器的制作自从数字技术进人音频领域，音源和输入系统的音质得到了很大的改善，前置放大器变成几乎只是音源选择开关和音量电位器的简单东西。

11、但与此相反，输出系统却与模拟时代时一样变化不大，其原因主要是扬声器的原理并无大变。由于声频范围宽至九至十个倍频程，要使扬声器的振动系统在如此宽的频率范围内，完全线性地按照电信号振动十分困难再要求具有线性的声辐射特性，几乎是不可能的。一个解决的途径是把声频范围分成数段，再用数只扬声器分段放音，这即是多扬声器系统，常见的是二单元和三单元系统。但是分割频带需要分频网络一般是在功率放大器和扬声器之间插入 L、C滤波器。由于扬声器并非纯电阻成分，给分频器的设计带来困难，不易得到良好的性能；且优质的分频器需要选用优质的电感器和电容器，价格不菲。此外，由于各种扬声器的效率不同(高音扬声器比低音扬声器约高6分

12、贝)，为了平衡整个频带的声压，需要在分频器中插入衰减器，以降低高效率扬声器的电平，其结果是整个扬声器系统成为几个最低效率扬声器的组合。为了改变这种情况，产生了多通道放大器方式。在前置放大器之后用有源滤波器分割频带，各频段有自己的功率放大器和扬声器，各频段的电平在各功率放大器之前用电位器调整。这种方式的优点是显而易见的，它取消了前述 LC网络，又能有效地利用各个扬声器的效率；同时，也降低了对功率放大器的频率要求，输出功率也可以小一些；这种结构示于图1。其关键电路是有源滤波器。滤波器有低通、高通、带通滤波器以及带阻滤波器。低通滤波器容许从零频至其截止频率的分量通过，而阻止高于截止频率的分量；高通滤

13、波器阻止低于其截止频率的分量，而容许高于它的分量通过；带通滤波器容许界于其低截止频率和高截-_止频率之间的频率分量通过，而阻止这一频率范围外的所有频率分量。使用运算放大器的有源滤波器可以取消电感元件。并能获得电压或电流增益。按滤波器截止特性不同可分为贝塞尔型、契比雪夫型和巴特沃斯型，其特性曲线见图2，主要表现在截止频率附近，贝塞尔型下降缓慢，契比雪夫型下降陡峭，而巴特沃斯型界于二者之间。截止特性通常用1倍频程的衰减量为多少分贝来表示，二阶滤波器的每倍频程衰减量为12分贝，三阶滤波器为18分贝图3是标准的巴特沃斯二阶有源滤波器。图3a为低通滤波器，其计算公式如下： C=12fR C2C1=4Q2

14、 C2=C1C2 Q=0.71图3b为高通滤波器，其计算公式如下： Rc=12f CR2/R1=14Q2 R2=R1R2 Q=O71设计例：截止频率 f=500Hz的低通滤波器。选取 R=18k则 C=1 23.145001810(-3)=0.017684F C2/C1=4(0.71)2=2.0164 C2=2.0164C1 (0.017684)2=20164C12 C1=0.01245F=12450pF。实际选取12000pF和470pF并联 C2=2.016412450pF=25110pF，实际选取 22000pF和2700pF 并联。设计例：截止频率 f5kHz的高通滤波器。选取 R=1

15、8k则 R2=R12.0164=18k2.0164=8.927k R=SQRT（R1R2）=188.927=12.676k C=123.14 x500012.67610(-3)=0.002511F=2511pF R1实际选取18k，R2实际选取9.1k，C实际选取2200pF 和270pF并联。-_图4是一款音频用12分贝三通道电子分频器的原理图。选用多通道前级分频比在功率放大器后分频更能获得良好的音质。三通道分频的频率范围分别是低频500Hz；中频500Hz 5kHz；高频5kHz。它们合成的频率特性示于图5。其低频滤波器和高频滤波器即是前面的设计例：中频采用了带通滤波器。由一级高通滤波器和

16、一级低通滤波器组合而成，其 R、C 的计算与设计例相同。这里把低通滤波器设置在高通滤波器之后可以减少残留噪声，在滤波器之前设置一缓冲器有利于与音源的匹配，其输入端的1k和150pF 用于限制输入信号的带宽：各滤波器的输出端均用 lk的10圈线绕电位-_器作输出电平调整。三路滤波器的输出信号分别接至相同的三个功率放大器，其电路示于图6。首先用输入级为 FET的运放 LF357作电流缓冲，末级功放管采用高频特性好的 MOSFET，偏置电路用二极管和电阻构成，利用半可变电阻 VR2设置静态电流，静态电流的测定可在无信号时测量源级电阻(0.47) 两端电压，然后利用公式 I=UR算出。末级负反馈从 M

17、OSFET的源极加到运放的反相端。由于用作驱动的运算放大器的电源电压不能过高，限制了功放的最大输出。如运放电源电压为15V，驱动级最大输出电压为12V=24V，扬声器阻抗 RL=8则末级最大输出功率 P=Vcc（Vcc 8RL ）=242464=9W。这个功率似乎偏小，但实际上这只是一个频段的输出功率，加上另外两个频段的输出功率，已完全适用。-_图6中功放输出端的 Rx、Cx及 LY、RY是为稳定电路工作而设。由于扬声器不是纯电阻成分，在频率升高时。其电感成分会变大，相当于高频负荷变轻、高频增益提高，可能引起电路振荡；加入相当于高频负荷的 Rx，就能避免振荡。当用较长的电缆连接功放和扬声器时由

18、于电缆电容的存在，会加重高频负荷，使功放工作不稳定；加入 LY，RY，可避免这种情况。LY和 RY是用直径 1mm漆包铜线在105W碳膜电阻上密绕10匝而成。为了保护扬声器，在各功放的输出端要串人2A 的熔丝在高频通道，还要在功放和扬声器之间串入2.5F的聚丙烯电容器，以保护高频扬声器。各通道滤波器只要电阻、电容的数字准确，一般不需调试功率放大器的调整：在无信号输入时调整 VR1使输出电压为0V，然后调整 VR2使源级电阻0.47两端电压为0.1V(约200mA)即可。 用单电位器控制双声道的音量双声道音响的音量控制，一般采用双联电位器。要求电位器的两个输出必须同步，即输出电压必须一致，否则两个声道的声音会一大一小。即使有一点不同步，在小音量时都会很明显。当双联电位器损坏后，有时会找不到同型号的电位器代换。为此，笔者设计一款用单