專利名稱：無(wú)電容音頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及音頻功率放大技術(shù)，是一種晶體管互補(bǔ)對(duì)稱式無(wú)電容音頻功率放大器。
現(xiàn)有的音頻功率放大器，不管是電子管的也好、晶體管的或是集成器件也好，都離不開(kāi)電容器，如輸入電容、輸出電容、反饋濾波電容、傍路電容、自舉電容等等，由于這些電容的存在使得放大器的低頻響應(yīng)，特別是一百赫之以下的低頻響應(yīng)應(yīng)變差，甚至失去放大能力，于是，人們又想盡各種辦法加以補(bǔ)償，如在前置級(jí)加接多頻段均衡提升網(wǎng)絡(luò)，高低頻分器件放大，超低額重放等措施。但這些措施非但沒(méi)能從根本上解決問(wèn)題，反面增大了體積和成本，白白消耗了電能，使電路更加復(fù)雜化，甚至引入了新的失真和噪聲。同時(shí)，由于電容的存在，使電路和穩(wěn)定性和耐壓能力受到限制，因而不能大幅度提高工作電壓，因而不能保證器件獲得大的動(dòng)態(tài)范圍，偶有變化幅度大的信號(hào)易產(chǎn)生失真。同時(shí)，不利于縮小整機(jī)體積，首先是由于放大器電容體積大，更主要是在低電壓下工作的器件對(duì)電流紋波要求高，因而濾波電容大，根據(jù)測(cè)試以及實(shí)踐表明，50伏以下的工作電源至少要1000微法才能去除交流聲，而100伏以上只要100微法甚至更小就可以了，且由于提高電壓后，對(duì)電源變壓器的導(dǎo)線載流量要求減小，也使得電源部分體積大為減小。假如在高電壓下，我們?nèi)∠娫醋儔浩?，改成超音頻開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，則體積和成本將大幅度下降，因此，提高工作電壓其意義是大的。關(guān)于提高效率和改善音質(zhì)的音頻功率放大器在中國(guó)專利公報(bào)上有多篇報(bào)導(dǎo)，就無(wú)電容音頻功率放大器方面未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述存在的缺點(diǎn)提供出一種能使整個(gè)音頻區(qū)得得以均衡放大，提高電路穩(wěn)定性，同時(shí)提高整機(jī)工作電壓，縮小整機(jī)體積，具有功耗小，穩(wěn)定性好，電壓范圍寬、輸出功率大、失真小頻響寬的優(yōu)質(zhì)放大器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本功率放大器由恒流源差分電路和互補(bǔ)對(duì)稱式推挽輸出電路組成。恒流源差分電路由三組恒流源組成。由二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點(diǎn)為正電源端，B點(diǎn)為負(fù)電源端。第一恒流源由G 3及其射極電阻R5構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；第二恒流源由G8及其射極電阻R8構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；第三恒流源由G4及其射極電阻R3構(gòu)成，其基極連接正電源端A。G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3的集電極，G1的集電極則連接第三恒流源G4的集電極。G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以平衡。G1的基極通過(guò)電阻R2接電位器中心抽頭，作信號(hào)輸入端，G1的基極分別接反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地。本功率放大器的對(duì)稱式互補(bǔ)推挽功率輸出電路為常用OCL電路，它通過(guò)中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路中G1和G4的集電極之間，并且通過(guò)穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極。本電路從輸入端起直到功率輸出末端負(fù)載全部采用晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件，無(wú)電容設(shè)置。為保證電路的穩(wěn)定性，本電路輸入級(jí)采用恒流源差分電路，差分器的負(fù)輸入端以電阻與地點(diǎn)相接，取消了傳統(tǒng)的隔直電容接地，負(fù)輸入端的集電結(jié)電源大回路入地，從而保證了動(dòng)態(tài)范圍，提高了拾取弱小信號(hào)的能力，并且為雙輸入變?yōu)閱味溯敵鰟?chuàng)造了條件。
正輸入端的偏置電流取自地端，保證了電路的穩(wěn)定性以及靜態(tài)時(shí)無(wú)噪聲。其輸出端以恒流源作負(fù)載，進(jìn)一步提高了電路穩(wěn)定性，且減小了信號(hào)損失，保證了弱小信號(hào)的放大能力。中間級(jí)仍然采用恒壓方式饋給驅(qū)動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)，驅(qū)動(dòng)和輸出級(jí)采用互補(bǔ)推挽電路，從而保證了器件的功率和帶負(fù)載的能力。為進(jìn)一步提高電路的穩(wěn)定性，輸出端仍以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，達(dá)到了電路自穩(wěn)定的目的。
本電路由放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點(diǎn)(即地端)對(duì)負(fù)載構(gòu)成電橋電路(見(jiàn)圖2)，信號(hào)正半周時(shí)，電源正端通過(guò)G1作用于負(fù)載，信號(hào)負(fù)半周時(shí)，電源負(fù)端經(jīng)G8作用于負(fù)載，只要電源功率足夠，電橋的正負(fù)半周將是平恒、對(duì)稱的。
本電路的特點(diǎn)是無(wú)電容，除本電路外，所有的音頻功率放大都分別在輸入端，即電位器中心抽頭與R1之間(見(jiàn)圖3)，R2下端與地之間串接一只電容器，為是的免使直流輸入和保證電路的穩(wěn)定性，但它們都有很多不足，所以本實(shí)用新型去掉了電容，達(dá)到了更好的效果。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有放大器比較具有如下優(yōu)點(diǎn)本電路輸入級(jí)采用恒流源差分電路，差分器的負(fù)輸入端以電阻與地點(diǎn)相接，取消了傳統(tǒng)的隔直電容接地，負(fù)輸入端的集電結(jié)經(jīng)電源大回路入地，從而保證了動(dòng)態(tài)范圍，提高了拾取弱小信號(hào)的能力，并為雙輸入變單端輸出創(chuàng)造了條件，正輸入端的偏置電流取自地端，保證了電路和穩(wěn)定性以及靜態(tài)時(shí)無(wú)噪聲，其輸出端以恒流源作負(fù)載，進(jìn)一步提高了電路和穩(wěn)定性，且減小了信號(hào)損失，保證了弱小信號(hào)的放大能力，中間級(jí)采用恒流源作負(fù)載，中點(diǎn)采用恒壓方式饋給驅(qū)動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)，驅(qū)動(dòng)和輸出級(jí)采用互補(bǔ)式推挽電路，放大信號(hào)的正負(fù)半周很對(duì)稱，從而保證了器件的功率和帶負(fù)載的能力，輸出端以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，達(dá)到了電路的自穩(wěn)目的，又由于省去電容，因此又省去了因電容所引起的不利影響。因此，本新型具有穩(wěn)定性好、電壓范圍寬、功耗小、輸出功率大、帶負(fù)載能力強(qiáng)、失真小、頻響寬、原件少、體積小故障少等優(yōu)點(diǎn)。
下邊結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1、本實(shí)用新型實(shí)施例電路圖。
圖2、放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點(diǎn)對(duì)負(fù)載構(gòu)成的電橋電路圖。
圖3、現(xiàn)有放大器的邏輯圖。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例參見(jiàn)圖1，本音頻功率放大器由晶體二級(jí)管、晶體三體管、電阻等原件組成，無(wú)電容設(shè)置。整個(gè)電路由恒流源差分電路和互補(bǔ)對(duì)稱式推挽功率輸出電路組成。恒流源差分電路由三組恒流源組成。由二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點(diǎn)為正電源端、B點(diǎn)為負(fù)電源端，這樣，無(wú)論電源電壓升高或降低，A點(diǎn)與正電源，B點(diǎn)與負(fù)電源電位差始終在設(shè)定范圍內(nèi)。第一恒流源由G3及其射極電阻R5構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；第二恒流源由G8及其射極電阻R8構(gòu)成，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；第三恒流源由G4及基射極電阻R3構(gòu)成，其基極連接正電源端A點(diǎn)。G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3集電極，G3為G1和G2構(gòu)成的差分電路提供一個(gè)恒定的偏置電流，其電流由式IC＝(VB－VBe)/Re得出。G4的集電極連接G1的集電極，為G1的負(fù)載；G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以對(duì)稱平衡。G1的基極通過(guò)電阻R2接電位器中心抽頭，作信號(hào)輸入端，G2的基極通過(guò)反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地。對(duì)稱式互補(bǔ)推挽功率輸出電路為常用的OCL電路，它通過(guò)中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路的G1和G4的集電極之間，并且通過(guò)穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極，C點(diǎn)為電路輸出端，經(jīng)負(fù)載RL與地相接。
其工作過(guò)程為信號(hào)由電位器經(jīng)R2到G1的基極，經(jīng)G1放大后，通過(guò)G1的集電極饋給G6的基極；經(jīng)G6放大后，通過(guò)G6集電極輸出，同時(shí)饋給G9和G10的基極，分別由G9、G10放大后，從G9、G10的集電極分別饋給G11、G12的基極，再由G11、G12放大后，饋給負(fù)載RL，完成信號(hào)輸出。
通過(guò)以上的電路設(shè)計(jì)，三組恒流源控制差電路的各點(diǎn)電壓，特別是電路輸出端C點(diǎn)的電壓。本電路可通過(guò)調(diào)整第二恒流源的射極電阻R3的大小，使C點(diǎn)與地之間電壓接近零伏，從而使電路得以實(shí)現(xiàn)。
圖2是放大器輸出端與正負(fù)雙電源的中點(diǎn)(即地端)對(duì)負(fù)載構(gòu)成電橋電路，信號(hào)正半周時(shí)，電源正端通過(guò)GA作用于負(fù)載，信號(hào)負(fù)半周時(shí)，電源負(fù)端經(jīng)GB作用于負(fù)載，只要電源功率足夠，電橋的正負(fù)半周將是平恒、對(duì)稱的。
圖3是現(xiàn)有放大器的邏輯圖，現(xiàn)有音頻功率放大器都分別在輸入端，即電位器中心抽頭與R1之間，R2下端與地之間串接一只電容器，為的是免使直流輸入和保證電路的穩(wěn)定性，由于電容器的存在，有很多不足。因此，本實(shí)用新型在圖3的邏輯上進(jìn)行了改進(jìn)，去掉了電容，是本功放的關(guān)鍵所在，因而達(dá)到了預(yù)期的效果。
權(quán)利要求1.一種無(wú)電容音頻功率放大器，由晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件構(gòu)成的恒流源差分電路和互補(bǔ)對(duì)稱式推挽功率輸出電路組成，其特征在于A.恒流源差分電路由三組恒流源組成，二極管D1、D2、電阻R18和二極管D3、D4依次串接構(gòu)成兩組恒壓源，A點(diǎn)為正電源端，B點(diǎn)為負(fù)電源端；G3及其射極電阻R5構(gòu)成第一恒流源，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；G8及其射極電阻R8構(gòu)成第二恒流源，其基極連接負(fù)電源端B點(diǎn)；G4及其射極電阻R3構(gòu)成第三恒流源，其基極連接正電源端A點(diǎn)；G1、G2構(gòu)成差分電路，其射極連接第一恒流源G3的集電極，G1的集電極連接第三恒流源的集電極；G5的射極電阻R4接于G5的射極與正電源之間，其基極與集電極并接于G2的集電極上，使差分電路得以對(duì)稱平衡；G1的基極通過(guò)電阻R2接電位器中心抽頭，作輸入端；G2的基極分別接反饋電阻R17和R6分壓，并經(jīng)R6接地；B.對(duì)稱式互補(bǔ)推挽功率輸出電路為常用OCL電路，它通過(guò)中間放大極G6的基極連接于恒流源差分電路的G1和G4的集電極之間，并且通過(guò)穩(wěn)定管G7的發(fā)射極連接恒流源差分電路的G8的基極。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種音頻功率放大器，其特征是該電路從輸入端起直到功率輸出末端接負(fù)載全部采用晶體二極管、晶體三極管、電阻三種原件組成，不用電容器，徹底取消了外加電容器，輸出端以電阻分壓反饋到負(fù)輸入端，采用對(duì)稱式互補(bǔ)直流耦和電路，解決了放大器整機(jī)體積大、穩(wěn)定性差、失真與噪音的缺點(diǎn)，本放大器具有穩(wěn)定性好，電壓范圍寬，功耗小、輸出功率大、帶負(fù)載能力強(qiáng)，電能轉(zhuǎn)換率高、失真小、頻響寬、原件少、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03F3/20GK2257105SQ9524255
公開(kāi)日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1995年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月18日
發(fā)明者江智新 申請(qǐng)人:江智新