音频功率放大器电路结构和单元电路作用
1.电路组成方框图
图2-26所示是音频功率放大器电路组成方框图。这是一个多级放大器，由最前面的电压放大级、中间的推动级和最后的功放输出级共三级电路组成。
重要提示
电路分析中，时常需要识别一个电路的前、后相关联电路，这有利于了解信号的“来龙去脉”。与音频功率放大器前、后连接的电路是：负载为扬声器电路，输入信号Ui来自音量电位器RP1动片的输出信号。
2.音频功率放大器中各单元电路作用
(1)电压放大级。用来对输入信号进行电压放大，使加到推动级的信号电压达到一定的程度。根据机器对音频输出功率要求的不同，电压放大器的级数不等，可以只有一级电压放大器，也可以是采用多级电压放大器。
(2)推动级。用来推动功放输出级，对信号电压和电流进行进一步放大，有的推动级还要完成输出两个大小相等、方向相反的推动信号。推动放大器也是一级电压、电流放大器，它工作在大信号放大状态下。
(3)输出级。用来对信号进行电流放大。电压放大级和推动级对信号电压已进行了足够的电压放大，输出级再进行电流放大，以达到对信号功率放大的目的，这是因为输出信号功率等于输出信号电流与电压之积。
重要提示
一些要求输出功率较大的功率放大器中，功放输出级分成两级，除输出级之外，在输出级前再加一级末前级，这一级电路的作用是进行电流放大，以便获得足够大的信号电流来激励功放输出级的大功率三极管。
功率放大器以功放输出级电路形式来划分种类，常见的音频功率放大器主要有：OTL、OCL和BTL。
OTL功率放大器应用最多，所以必须深入掌握。掌握了典型的分立元器件OTL功率放大器工作原理后，才能比较顺利地分析各种OTL功率放大器的变形电路、集成电路OTL功率放大器、OCL功率放大器和BTL功率放大器。
甲类、乙类和甲乙类放大器
根据功放输出三极管在放大信号时的信号工作状态和三极管静态电流大小划分，常见放大器有甲类、乙类和甲乙类3种。
1.甲类放大器
单级放大器包括共发射极、共集电极和共基极放大器，这几种放大器是根据三极管输入、输出回路共用哪个电极划分的。如果根据三极管在放大信号时的信号工作状态和三极管静态电流大小划分，放大器主要有甲类、乙类和甲乙类3种，此外还有超甲类等许多种放大器。
甲类放大器就是给放大管加入合适的静态偏置电流，这样用一只三极管同时放大信号的正、负半周。在功率放大器中，功放输出级中的信号幅度已经很大，如果仍然让信号的正、负半周同时用一只三极管来放大，这种电路称为甲类放大器。
重要提示
在功放输出级电路中，甲类放大器的功放管静态工作电流设得比较大，要设在放大区的中间，以便使信号的正、负半周有相同的线性范围，这样当信号幅度太大时(超出放大管的线性区域)，信号的正半周进入三极管饱和区而被削顶，信号的负半周进入截止区而被削顶，此时对信号正半周与负半周的削顶量相同，这样非线性失真才最小。
(1)音质好。由于信号的正、负半周用一只三极管来放大，这样信号的非线性失真很小，声音的音质比较好，这是甲类放大器的主要优点之一，所以一些音响中采用这种放大器作为功率放大器。
(2)输出功率不大。信号的正、负半周用同一只三极管放大，使放大器的输出功率受到了限制，即一般情况下甲类放大器的输出功率不可能做得很大。
(3)电源消耗大。功率三极管的静态工作电流比较大，没有输入信号时对直流电源的消耗比较大，当采用电池供电时这一问题更加突出，因为对电源(电池)的消耗大。
2.乙类放大器
乙类放大器不给三极管加静态偏置电流，而且用两只性能对称的三极管来分别放大信号的正半周和负半周，在放大器的负载上将正、负半周信号合成为一个完整周期的信号。
图2-27所示是没有考虑这种放大器非线性失真时的乙类放大器工作原理示意图。
(1)输出管无直流偏置电流。VT1和VT2构成功率放大器输出级电路，两只放大管基极没有静态工作电流。输入信号Ui1加到VT1基极，输入信号Ui2加到VT2基极。
(2)正半周情况。由于加到功放级的输入信号Ui1、Ui2幅度已经足够大，所以可以用输入信号Ui1本身使VT1进入放大区，这一信号经VT1放大后加到负载RL，其信号电流方向如图2-27中所示，即从上而下流过RL，在负载RL上得到半周信号1。VT1进入放大状态时，VT2管处于截止状态。
(3)负半周情况。半周信号1过去后，另半周信号Ui2加到VT2基极，由输入信号Ui2使VT2进入放大区，VT2放大这一半周信号，VT2的输出电流方向如图2-27中所示，即从下而上地流过负载电阻RL，这样在负载电阻上得到负半周信号2。VT2进入放大状态时，VT1处于截止状态。
(4)输出功率大。输入信号的正、负半周各用一只三极管放大，可以有效地提高放大器的输出功率。
(5)用信号直接导通输出管。输入功率放大管的信号幅度已经很大，可以用输入信号自身电压使功率放大管正向导通，进入放大状态。
(6)省电。在没有输入信号时，三极管处于截止状态，不消耗直流电源，这样比较省电，这是这种放大器的主要优点之一。
(7)交越失真。由于三极管工作在放大状态下，三极管又没有静态偏置电流，而是用输入信号电压给三极管加正向偏置，这样在输入较小的信号时或大信号的起始部分，信号落到了三极管的截止区，由于截止区是非线性的，将产生如图2-28所示的失真。
图2-27 没有考虑非线性失真时乙类放大器工作原理图
从乙类放大器输出信号波形中可以看出，其正、负半周信号在幅度较小时存在失真，放大器的这种失真称为交越失真。这种失真是非线性失真中的一种，对声音的音质破坏严重，所以乙类放大器不能用于音频功率放大器中，只用于一些对非线性失真没有要求的功率放大场合。
3.甲乙类放大器
为了克服交越失真，必须使输入信号避开三极管的截止区，可以给三极管加入很小的静态偏置电流，以使输入信号“骑”在很小的直流偏置电流上，这样可以避开三极管的截止区，使输出信号不失真，如图2-29所示。
VT1和VT2构成功率放大器输出级电路，电阻R1和R2分别给VT1和VT2提供很小的静态偏置电流，以避开两管的截止区，使两管进入微导通状态，这样输入信号便能直接进入三极管的放大区。
从图2-29中可以看出，输入信号Ui1和Ui2分别“骑”在一个直流偏置电流上，用这一很小的直流偏置电流避开三极管的截止区，使两个半周信号分别工作在VT1和VT2的放大区，达到克服交越失真的目的。
(1)功率放大管刚进放大区。甲乙类放大器同乙类放大器一样，用两只三极管分别放大输入信号的正、负半周信号，但是给两只三极管加入了很小的直流偏置电流，以使三极管刚刚进入放大区。
图2-28 交越失真示意图
图2-29 克服交越失真示意图
(2)具有甲类和乙类放大器的优点，且克服了它们的缺点。由于给三极管所加的静态直流偏置电流很小，在没有输入信号时放大器对直流电源的消耗比较小(比起甲类放大器要小得多)，这样具有乙类放大器的省电优点，同时因为加入的偏置电流避开了三极管的截止区，对信号不存在失真，又具有甲类放大器无非线性失真的优点。
所以，甲乙类放大器具有甲类和乙类放大器的优点，同时克服了这两种放大器的缺点。甲乙类放大器因无交越失真和省电的优点，被广泛地应用于音频功率放大器中。
重要提示
当这种放大电路中的三极管静态直流偏置电流太小或没有时，就成了乙类放大器，将产生交越失真;如果这种放大器中的三极管静态偏置电流太大，就失去了省电的优点，同时也造成信号动态范围的减小。
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