音频电路中的基于甲类功放制作D类低音功放

接线图 2023年10月21日 07:39 137 admin

　　甲类功放(A类功放)输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载.当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器.当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声.
　　重低音功放的信号通常不是独立于左或者右声道,而是由L R声道合成为独立的信号,经过分频滤波形成重低音,其电路结构一般分为前级分频和后级分频.前级采用的是电子分频方式,其损耗最小,功放的效率也比较高,但是相对比较复杂.后级分频采用的是低通滤波方式,通常为阻容式、电感式、容感式等,成本和工艺相对简单,但是功率浪费严重,效率较低.
　　在现在的音响系统中,低频成分越来越多,烧友们都特别注意追求感人肺腑的低音效果,且分频点越取越低,这样的音响系统有如下缺点:
　　音箱的分频电感重达千克,成本高且分布参数大,要影响音质的提升.
　　功放的动态范围有限,大功率的低频影响了高音的重放.尤其是甲类功放,高音变小且沙哑.
　　功放发热严重,需大面积的散热器,要增加成本和耗电.
　　基于以上考虑,为了发挥已有的甲类功放的高音质,同时享受震撼的低音效果,笔者设计了这款D类低音功放.我们知道,D类放大器的效率很高,且频率越低失真越小,人耳对低频又不敏感,因而用D类.这款功放功率峰值可达350W,几乎可以不用散热器,用原来的书架式音箱再加一个无源低音炮,即可构成完整的音响系统.
　　原理见图,声音信号从P1、P2引入,经过缓冲隔离和有源高通滤波,通过P3、P4接原有的功放系统,因为有缓冲级,所以左右声道有很高的分离度,由于滤掉了150Hz以下的频率成分,有效减小了原有系统的负担,确保整个系统有很大的动态范围.经过高通滤波的信号通过R11调节音量后进入比较器U2A.U2B和U1构成锯齿波发生器,频率为100kHz左右.U2A把信号和锯齿波比较,得到PWM波,推动后级工作于开关状态,有效减小了后级的功耗.Q1和Q2为推动管,用电流大于20A的高频对管即可,笔者用的是IRF150(40A,N沟道)和IRF9150(40A,P沟道).C11为保护电解,保护音箱不通过直流电而损坏,容量越大越好.L1、L2、C1、C2是滤波元件,为了防止50Hz交流电影响,也要越大越好,电容的耐压要大于100V.输出端没有滤波网络,因为低音炮喇叭对100kHz的开关成分呈高阻,即使放出来也听不到,因而省略.主要要注意的是数字部分(U2、U1、后级推动管)要和滤波部分有效隔离,特别是U5部分,要大面积接地,最好用单独电源并用铜箔包起来.所有电路布线要合理,接线尽量最短,最好一点接地,且大电流部分要在铜箔上上一层锡.机箱最好用金属的并接地,也可和低音炮构成有源低音炮.Q1、Q2稍加散热即可.整个电路不需要调试即可工作,相信不会让你失望.

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