4-差動輸入級(恒流源、ube倍增電路)音頻功率放大器

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1、差動輸入級（恒流源、Ube倍增電路）音頻功率放大器葛中海采用自舉電路設(shè)計的功率放大器雖然電路相對較為簡單，但卻存在下限工作頻率截止點。引入自舉電路是為了避免對信號正半波進行放大時，沒有足夠電流提供給互補管使用。不缺三極管使用的情況下，采用恒流源可以保證對正半波進行放大時，也有足夠的電流提供給上位管。與此同時，將差動放大器也設(shè)計成由恒流源提供工作電流，可以大大提高對共模噪聲的抑制比和放寬對電源電壓的準(zhǔn)確要求。如圖1所示，這是筆者為中山技師學(xué)院電子專業(yè)三年級同學(xué)，在講授《實用音響電路》一書時，為大家設(shè)計的第五個中功率音頻功放電路。通

2、過實驗制作、電路調(diào)試、交直流參數(shù)測試、計算，理解、分析與體驗功放電路的工作原理、調(diào)試方法以及故障排查。圖1差動輸入級（恒流源、Ube倍增電路）音頻功率放大器R1是輸入電阻，與C1組成低通濾波電路，濾除信號源或電路板引入的雜散高頻干擾。R2為C2提供放電通路，在系統(tǒng)斷電后放掉C2殘存的電荷。R5與C3、C4組成去耦電路，消除輸出級電流波動引起的電壓紋波對輸入級的影響。C3（瓷片電容）濾除高頻，C4（電解電容）濾除低頻（R7阻值較小，正常工作時壓降忽略不計）。R6、R8、VS1與VT3組成恒流源，給差動管提供恒定的靜態(tài)電流——既是電

3、源電壓有較大范圍的變動，該電流也基本保持不變。VS1擊穿導(dǎo)通，壓降約3.6V，R8控制穩(wěn)壓二極管擊穿電流（大約7.5mA），使其工作于反向特性曲線陡降區(qū)，同時又能滿足其安全工作要求。由于VT3發(fā)射結(jié)壓降為0.6V，則R6的壓降約3V，因此流過R6的電流約1mA。該電流也是VT3的發(fā)射極電流IE3，又IE3≈IC3，IC3又被VT1、VT2分流為IC1、IC2，則IC3≈IC1+IC2。VT4、VT5構(gòu)成鏡像恒流源，且VT4的b-c極連接，通過限流電阻R9到地。忽略二者的基極電流，若它們的UBE、β也相同，則它們的e-c極電流相等

4、，即IR9≈IC4≈IC5VT4、VT5電路結(jié)構(gòu)對稱，IC4≈IC5，猶如鏡子內(nèi)外的物像完全一樣，這就是鏡像恒流源名稱的由來！VR1、R0與VT0構(gòu)成UBE倍增電路，調(diào)節(jié)VR1可使靜態(tài)時UAB=3*UBE，抵消VT7、VT8與VT9發(fā)射結(jié)死去壓降，其電流調(diào)節(jié)能力、溫度補償性均優(yōu)于兩只開關(guān)二極管（1N4148）與可調(diào)電阻的組合運用。電阻R3、R4組成分壓電路產(chǎn)生Vcc/2電壓，加到VT1基極，建立靜態(tài)偏置電壓（直流Vcc/2）。若把VT1、VT2組成的差動放大電路等效成集成運放，則VT1、VT2的基極分別相當(dāng)于集成運放的同相端和反

5、相端，則電路的交流等效模型相當(dāng)于同相比例放大器，于是，系統(tǒng)的分析就變得簡單了。一、靜態(tài)參數(shù)1．靜態(tài)電壓設(shè)電源為+20V，調(diào)節(jié)VR1時測量R16（或R17）壓降（采用數(shù)字萬用表200mV擋），使其約為5-10mV。根據(jù)歐姆定律可知，這時功率管VT9、VT10集電極靜態(tài)電流約為20-40mA。這時，所有三極管發(fā)射結(jié)電壓都約為0.6V左右，各個三極管都工作在放大狀態(tài)。實測電位，計算有關(guān)參數(shù)：晶體管基極集電極發(fā)射極發(fā)射結(jié)壓降說明VT19.96V1.295V10.6VUeb1=Ve1-Vb1=0.64V差動對管VT210.02V0Ueb2

6、=Ve2-Vb2=0.58VVT316.85V10.6V（=Ve1）17.46VUeb3=Ve3-Vb3=0.61V恒流源（實際參數(shù)R6=2.4KVS1=3.1V）VT419.39V20VUeb4=Ve4-Vb4=0.61V鏡像恒流源VT519.39V11.16VUeb5=Ve5-Vb5=0.61VVT61.272V（=Vc1）9.36V653mVUbe6=Vb6-Ve6=619mV激勵管VT7---619mV（直接測量）復(fù)合管NPNVT8---622mV（直接測量）復(fù)合管PNPVT9607mV（直接測量）功放管VT10598m

7、V（直接測量）VT0UAB=1.829V（實際測量時，VT0的基極不能用萬用表碰觸，否則整機電流很大）UBE倍增管注：由于筆者手中暫無3.6V穩(wěn)壓管，因此VS1用3V穩(wěn)壓管代換，此時R6用2.2kΩ；另外，筆者手中沒有D880，用TIP41代替。1．VT1的靜態(tài)電流穩(wěn)壓二極管VS1與電阻R8組成簡單的穩(wěn)壓電路，則VT3的基極電位比電源低穩(wěn)壓二極管VS1的反向壓降，則VT3、R6與VS1構(gòu)成恒流源，為差動放大級VT1、VT2提供恒定的靜態(tài)電流，提高對共模噪聲的抑制比，同時削弱電源電壓波動對差動輸入級的影響。IE3=（3.6-UEB

8、3）/R6=（3.6-0.6V）V/3KΩ=1mA式中，3.6V是穩(wěn)壓二極管VS1的穩(wěn)壓值（注：筆者手中沒有3.6V穩(wěn)壓二極管，因此用3.1V穩(wěn)壓二極管代替，把R6改為2.4K。IE3也約為1mA）。一般來說，希望差動管VT1、VT2均分IC3，即IC1≈IC2