晶体管分立元件音频前级平衡放大电路

作者 陈永胜 来源 《无线电》杂志
发布时间 2010-12-23

电路的计算

1. 相关参数的计算:

前级放大电路的最大输入信号一般在0dBm电平,现时最高输出的音源是CD机的电压(达2V)。前级放大电路的最高电压增益为10倍,按最大限度来计算前级放大电路的最高输出电压UO(达20V)。考虑到放大电路对电源的利用率,工作供电直流电压VCC应该比20V大一些,安全一些就取VCC为36V。

2. 直流计算:

根据UO、RL计算各级静态工作电流。前级放大电路和静态工作电流较小的电路,要得到低的失真时都要工作在甲类状态。输出负载电阻若按600Ω来计算,那么VT5的集电极静态工作电流的下限为(UO/600Ω)/2≈33mA/2,考虑到电路实际输出电压比20V高一些,于是IC5就取50mA。现时的中功率管和小功率管的β都会高于100倍,当β5=100倍时,则有IB5=50/100=0.5(mA),IC1一般要比IB5大些,则有IC1为 1mA,当β1=200倍时,则有IB1=0.5 /200=0.0025(mA)。

根据VCC、IC1、IC5计算电路中各电阻的阻值,三极管共发射极放大电路采用分压式偏置工作,为了能较稳定地工作,其偏置电路的电流一般是IB1的 5~10倍,用100倍来计算,则有IR27= IR31=0.0025×100=0.25(mA),R27+R31=24/0.25 =96(kΩ)。第一级VT1、VT3的主要作用是差分放大,它的交流电压放大倍数Au1可在5~10倍,表示VT1工作在深度负反馈,Au1可约等于 R35/R39的比值,VT1和VT5工作在线性放大区,UBE1与UBE5约为0.7V,迭加上R39产生的电压,UB1必须大于0.7V,可将UB1 选为1V,则有R31=(1/24)(R27+R31)=4kΩ,R27=96kΩ-4kΩ=92kΩ。IC1≈IE1=1mA,R39=(UB1- UBE1)/ IE1=(1-0.7)/0.001=300(Ω)。R35=Au1×R39=10×300Ω=3kΩ。电阻R35的电压为 UR35=IC1×R35=1mA×3kΩ=3V,UR43=UR35-UBE5=3V-0.7V=2.3V,R43=UR43/ IC5=2.3/0.05=46(Ω)。因为实际使用的三极管的β值会比计算的值大得多,UBE会比0.7V小,所以计算的电阻值与电路图的电阻值有些差异。

3. 交流计算:

前级的音量控制是通过调节电路的增益来改变声音大小的,电路是电压并联型负反馈,电路增益由R50与R25来改变,最高增益是Au=R50/R25=15 /1.5=10(倍),音量处-3dB挡位时,增益为Au=R50/(R25+R7)=15/(1.5+0.6)≈7(倍)。人耳的听觉特性是在较大和较小音量时敏感度较低,约3dB的变化量时才有感觉。中等音量时对2dB的变化量就有感觉了。由于开关挡位有限,一般在20挡左右,为此可在前5挡和后5挡时,使用3dB的变化,在中间10挡时,使用2dB的变化,这样可在有限的挡位做出最大的变化量。

R0=R25+R7,当R0变化1.1225倍就有1dB的变化,n表示挡位(是正整数),n为3时,根据公式Rn=1.1225nR0,则 R3=1.12253R0=1.414R0,约产生3dB的变化。电阻器是按E24和E96系列生产,E24每级的变化是0.8dB,E96每级的变化是 0.2dB,这样可自行计算使用。若认为开关制作比较困难也可使用一个(100~250kΩ)四联指数式变化的电位器,国外用A型来表示指数式电位器。

制作注意事项

1. 电阻R25、R26安装位置要按照电路原理图,尽量靠近VT1~VT4三极管,可减小S2感应的噪声而防止寄生自激振荡。
2. 电容器C10并联在R47或R50上,不能不并,也不能同时并联两只电容器,否则会出现自激振荡。
3. VT5、VT6、VT7、VT8每个三极管的功耗达1.8W,必须安装散热器散热。对VT1、VT2、VT3、VT4增设热平衡处理电路稳定性会更佳。
4. 开关S2安装图片,见图片2。

主音量调节开关S2安装图片

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