專利名稱：高保真晶體管音頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音頻功放領(lǐng)域，具體涉及ー種高保真晶體管音頻功率放大器。
背景技術(shù)：
目前，家用晶體管高保真音頻功率放大器、家用電子管高保真音頻功率放大器、專業(yè)音頻功率放大器、汽車音響音頻功率放大器都在飛速發(fā)展?，F(xiàn)有的晶體管音頻功率放大器通常由前級放大器和后級放大器組成，本人看過國內(nèi)外的許多電路，包括美國、英國、德國等國的音頻功率放大器，不管是前級還是后級放大器，為了使電路穩(wěn)定工作，都在前級放大器的信號輸入端、輸出端以及后級放大器的信號輸入端加入耦合電容，然而加入的耦合電容會對放大器的頻響及音質(zhì)產(chǎn)生一定的不利影響。而且他們設(shè)計的電路基本上從發(fā)射極(漏極)輸出，對聽感不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高保真晶體管音頻功率放大器，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電路的直流化和寬帶化、而且能夠有效改善聽感。為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種高保真晶體管音頻功率放大器，主要由前級放大器和后級放大器組成。后級放大器主要由共射共基差分輸入級電路、共射共基主電壓放大級電路、Ube倍増及溫度保護(hù)電路、改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路、交直流負(fù)反饋電路、有源伺服電路、穩(wěn)壓濾波電路、恒流源電路、鏡像恒流源電路、喇叭保護(hù)電路以及給它們供電的后級電源電路組成。改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路主要由2個鏡像対稱的三級達(dá)林頓電路即上半周三級達(dá)林頓電路和下半周三級達(dá)林頓電路相連而成。上半周達(dá)林頓電路和下半周達(dá)林頓電路均主要由3級三極管復(fù)合組成。其中上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與中間級功率三極管VT115的基極相連，中間級功率三極管VT115的集電極與末級功率三極管VT117的基極相連。上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的集電極、中間級功率三極管VT115的集電極通過電阻R123后、末級功率三極管VT117的發(fā)射極通過電阻R128后均與后級電源電路的正極相連。同樣，下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極與中間級功率三極管VT116的基極相連，中間級功率三極管VT116的集電極與末級功率三極管VT118的基極相連。下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的集電極、中間級功率三極管VT116的集電極通過電阻R126后、末級功率三極管VT118的發(fā)射極通過電阻R127后與后級電源電路的負(fù)極相連。上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極通過電阻R122、R121相連，上半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT115的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT116的發(fā)射極通過電阻R124、R125相連，上半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT117的集電極與下半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT118的集電極直接相連接形成改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端。
共射共基差分輸入級電路主要由2個結(jié)型場效應(yīng)管VT皿、VTltl2和2個雙極型三極管VT1(I3、VTltl4組成。結(jié)型場效應(yīng)管VTltll的漏極連接雙極型三極管VTltl3的發(fā)射極，結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的漏極連接雙極型三極管VTltl4的發(fā)射極。2個結(jié)型場效應(yīng)管VTltll、VT102的源極分別經(jīng)平衡電阻相連接后，經(jīng)恒流源電路與后級電源電路的負(fù)極連接。2個雙極型三極管VT103^VT104的基極直接相連后，經(jīng)穩(wěn)壓濾波電路與后級電源電路的正極連接。雙極型三極管VT103的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl7連接至后級電源電路的正扱。雙極型三極管VTltl4的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl8連接至后級電源電路的正扱。前級放大器的輸出端經(jīng)過電阻Rltll與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VT皿的柵極連接。共射共基主電壓放大級電路主要由4個雙極型三極管VTltl5、VTltl6、VTltl7、VT■組成。雙極型三極管VTltl5的集電極與雙極型三極管VTltl7的發(fā)射極相連。雙極型三極管VTltl6的集電極與雙極型三極管VTltl8的發(fā)射極相連。雙極型三極管VTltl7的基極和雙極型三極管VTltl8的基極相連后分為2路，一路經(jīng)電阻R112與后級放大器的公共地端相連，一路經(jīng)穩(wěn)壓ニ極管VD102后與后級電源電路的正極相連。雙極型三極管VTltl5的發(fā)射極和雙極型三極管VTltl6的發(fā)射極相連后經(jīng)電阻R111與后級電源電路的正極相連。雙極型三極管VTltl5的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VTltl4的集電極。雙極型三極管VTltl6的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VTltl3的集電極。雙極型三極管VTltl7的集電極經(jīng)鏡像恒流源電路后與后級電源電路的負(fù)極連接。雙極型三極管VTltl8的集電極經(jīng)Ube倍増及溫度保護(hù)電路后與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸入端相連。改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端經(jīng)喇叭保護(hù)電路后與外部音頻輸出裝置相連。 交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級功率三極管vt113、vt114的發(fā)射極相連端或末級功率三極管vt117、vt118的集電極相連端連接，交直流負(fù)反饋電路的輸出端與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極連接。有源伺服電路的輸入端連接改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118的集電極相連輸出端，有源伺服電路的輸出端連接結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極。作為改進(jìn)，本高保真晶體管音頻功率放大器還進(jìn)一歩包括2個鏡像対稱的功率擴(kuò)展電路即上半周功率擴(kuò)展電路和下半周功率擴(kuò)展電路。其中上半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT119的基極經(jīng)電阻R131后與中間級功率三極管VT115的集電極相連，功率三極管VT119的集電極與末級功率三極管VT117的集電極相連，功率三極管VT119的發(fā)射級經(jīng)電阻R133后與后級電源電路的正極相連。下半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT12tl的基極經(jīng)電阻R135后與中間級功率三極管VT116的集電極相連，功率三極管VT12tl的集電極與末級功率三極管VT118的集電極相連，功率三極管VT12tl的發(fā)射級經(jīng)電阻R136與后級電源電路的負(fù)極相連。此外，更多的大功率管連接進(jìn)行更大功率的擴(kuò)展電路與此類似進(jìn)行級聯(lián)。上述方案中，上半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的正極之間并接有一保護(hù)ニ極管VDltl4，下半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的負(fù)極之間并接有一保護(hù)ニ極管VD1Q5。作為上述任一方案的改進(jìn)，所述后級電源電路的正極與共射共基主電壓放大級電路之間、以及后級電源電路的負(fù)極與鏡像恒流源電路之間各接有一 RC阻容濾波電路。作為上述任一方案的改進(jìn)，改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118為功率場效應(yīng)管。作為上述任一方案的改進(jìn)，共射共基差分輸入級電路與共射共基主電壓放大級電路之間、恒流源電路和鏡像恒流源電路之間、上半周三級達(dá)林頓電路與后級電源電路的正極之間、以及下半周三級達(dá)林頓電路與后級電源電路的負(fù)極之間各接有一電容濾波電路。上述方案中，所述前級放大器包括音量調(diào)節(jié)電路、反向比例放大電路和二階有源射隨電路以及給它們供電的前級電源電路。音量調(diào)節(jié)電路的輸入端直接與外部音頻輸入裝置相連，音量調(diào)節(jié)電路的輸出端依次連接反向比例放大電路與二階有源射隨電路，二階有源射隨電路的輸出端即為前級放大器的輸出端，可直接與后級放大器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點:1、去掉了信號通路上(如前級放大器與音頻信號之間、前級放大器與后級放大器之間)和后級放大器的輸入級內(nèi)的耦合電容，從而避免了耦合電容對音質(zhì)產(chǎn)生的影響，使得首質(zhì)大幅度提升；2、后級放大器的輸入級使用結(jié)型場效應(yīng)管組成共射共基差動輸入級，通過后級電源電路同時得到工作的正、負(fù)電源，信號通路上結(jié)型(JFET)場效應(yīng)管Ug=OV,確保電路正常工作的同時，實現(xiàn)了電路的直流化和寬帶化；3、后級放大器的第二級也使用共射共基差動電壓放大器電路，能夠進(jìn)一步提高電路的頻率響應(yīng)和驅(qū)動能力；4、后級放大器的輸出級為改進(jìn)的三級達(dá)林頓電路，且輸出從末級功率三極管的集電極(漏極)而非發(fā)射極(源極)輸出，這樣做，能夠使整個頻段的聽感更柔和、細(xì)膩，能夠有效改善聽感；5、當(dāng)負(fù)反饋從激勵級選取時，能夠提高電路的穩(wěn)定性，減少揚(yáng)聲器反電動勢對電路的干擾、影響，從而改善聽感。而當(dāng)負(fù)反饋從輸出級選取時，則能夠使電路的內(nèi)阻更低，低頻更好。6、負(fù)反饋同時使用有源伺服電路，使輸出級的中點電位保持為O電位。7、整機(jī)直流化，信號通路上沒有耦合電容。輸出級使用喇叭保護(hù)專用電路，設(shè)開機(jī)延時接通音箱，關(guān)機(jī)、中點電位偏零太多立即斷開音箱保護(hù)功能，能夠讓直流化的電路更加穩(wěn)定和更加安全的工作。


圖1為前級放大器的電路原理圖；圖2為前級放大器中前級電源電路的電路原理圖；圖3為一種后級放大器的電路原理圖(交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級相連端連接);圖4為另一種后級放大器的電路原理圖(交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級相連端連接);圖5為又一種后級放大器的電路原理圖(交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級相連端連接、且改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管為場效應(yīng)管);圖6為所述改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的2個功率擴(kuò)展電路的電路原理圖(交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級相連端連接);圖7為后級放大器中后級電源電路的電路原理圖。
具體實施例方式實施例1:參見圖3，一種高保真晶體管音頻功率放大器主要由前級放大器和后級放大器組成。其中前級放大器的輸入端與外部音頻輸入裝置輸入的音頻輸入信號相連，后級放大器的輸出端與外部音頻輸出裝置(如外部揚(yáng)聲器系統(tǒng))相連，前級放大器的輸出端與后級放大器的輸入端通過電阻相連。該高保真晶體管音頻功率放大器，實現(xiàn)了電路的直流化和寬帶化、而且能夠有效改善聽感。上述前級放大器如圖1所示，主要由與信號源電路相連的音量調(diào)節(jié)電路、反向比例放大電路和ニ階有源射隨電路組成。音量調(diào)節(jié)電路的輸入端直接與外部音頻輸入裝置相連。音量調(diào)節(jié)電路的輸出端依次連接反向比例放大電路和ニ階有源射隨電路，ニ階有源射隨電路的輸出端即為前級放大器的輸出端。前級放大器的前級電源電路的電原理圖如圖2所示。上述后級放大器為本發(fā)明的核心點，主要由共射共基差分輸入級電路、共射共基主電壓放大級電路、Ube倍増及溫度保護(hù)電路、改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路、交直流負(fù)反饋電路、有源伺服電路、穩(wěn)壓濾波電路、恒流源電路、鏡像恒流源電路、2個RC阻容濾波電路、4個電容濾波電路、喇叭保護(hù)電路以及給它們供電的后級電源電路組成。后級電源電路的電路原理圖如圖7所示。改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路主要由2個鏡像対稱的三級達(dá)林頓電路即上半周三級達(dá)林頓電路和下半周三級達(dá)林頓電路相連而成。上半周達(dá)林頓電路和下半周達(dá)林頓電路均主要由3級三極管復(fù)合組成。其中上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與中間級功率三極管VT115的基極相連，中間級功率三極管VT115的集電極與末級功率三極管VT117的基極相連。上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的集電極、中間級功率三極管VT115的集電極通過電阻R123后、末級功率三極管VT117的發(fā)射極通過電阻R128后均與后級電源電路的正極相連。同樣，下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極與中間級功率三極管VT116的基極相連，中間級功率三極管VT116的集電極與末級功率三極管VT118的基極相連。下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的集電極、中間級功率三極管VT116的集電極通過電阻R126后、末級功率三極管VT118的發(fā)射極通過電阻R127后與后級電源電路的負(fù)極相連。上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極通過電阻R122、R121相連，上半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT115的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT116的發(fā)射極通過電阻R124、R125相連，上半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT117的集電極與下半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT118的集電極直接相連接形成改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端。為提升音質(zhì)，改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級、中間級和末級大功率管最好選用截止頻率高的三極管，輸出級功率管可選用雙極性管C5200/A1943、C2922/A1216、MJL4281A/MJL4302A或場效應(yīng)管2SK1530/2SJ201等大功率管。此外，初級功率三極管、中級功率三級管、末級功率三極管的額定功率值依次增大。此外，在本發(fā)明中，上半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的正極之間并接有一保護(hù)二極管VDltl4，下半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的負(fù)極之間并接有一保護(hù)二極管VD1(I5。在本實施例中，保護(hù)二極管VDici4的陽極連接在末級功率三極管VT117的集電極，保護(hù)二極管VDltl4的陰極連接在后級電源的正極；保護(hù)二極管VDltl5的陰極連接在末級功率三極管VT118的集電極，保護(hù)二極管VDltl5的陽極連接在后級電源的負(fù)極。共射共基差分輸入級電路主要由2個結(jié)型場效應(yīng)管VT皿、VTltl2和2個雙極型三極管VT1(I3、VTltl4組成。結(jié)型場效應(yīng)管VTltll的漏極連接雙極型三極管VTltl3的發(fā)射極，結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的漏極連接雙極型三極管VTltl4的發(fā)射極。2個結(jié)型場效應(yīng)管VTltll、VT102的源極分別經(jīng)平衡電阻相連接后，經(jīng)恒流源電路與后級電源電路的負(fù)極連接。2個雙極型三極管VT103^VT104的基極直接相連后，經(jīng)穩(wěn)壓濾波電路與后級電源電路的正極連接。雙極型三極管VT103的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl7連接至后級電源電路的正極。雙極型三極管VTltl4的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl8也連接至后級電源電路的正極。前級放大器的輸出端經(jīng)過電阻Rltll與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VT皿的柵極連接。 共射共基主電壓放大級電路主要由4個雙極型三極管VTltl5、VTltl6、VTltl7、VTltl8組成。雙極型三極管VTltl5的集電極與雙極型三極管VTltl7的發(fā)射極相連。雙極型三極管VTltl6的集電極與雙極型三極管VTltl8的發(fā)射極相連。雙極型三極管VTltl7的基極和雙極型三極管VTltl8的基極相連后分為2路，一路經(jīng)電阻R112與后級放大器的公共地端相連，一路經(jīng)穩(wěn)壓二極管VD102后與后級電源電路的正極相連。雙極型三極管VTltl5的發(fā)射極和雙極型三極管VTltl6的發(fā)射極相連后經(jīng)電阻R111與后級電源電路的正極相連。雙極型三極管VTltl5的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VTltl4的集電極。雙極型三極管VTltl6的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VT`ltl3的集電極。雙極型三極管VTltl7的集電極經(jīng)鏡像恒流源電路后與后級電源電路的負(fù)極連接。雙極型三極管VTltl8的集電極經(jīng)Ube倍增及溫度保護(hù)電路后與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸入端相連。改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端經(jīng)喇叭保護(hù)電路后與外部音頻輸出裝置相連。在本實施例中，改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管ντ117、ντ118的集電極相連端即后級放大器的輸出端通過喇叭保護(hù)電路的繼電器通、斷點直接與外部揚(yáng)聲器系統(tǒng)相連。通常的音頻功率放大器，輸出級基本上從末級功率三級管的發(fā)射極(或源極)輸出，但驅(qū)動揚(yáng)聲器系統(tǒng)時，因揚(yáng)聲器系統(tǒng)是感性負(fù)載、電流型負(fù)載，這樣驅(qū)動時，只能得到前沿升平緩、后沿降陡直的電流波形，違反了人類聽覺上來得快、去得慢的特點，因而聽感有“冷”、“硬”的感覺，聽感不理想。為了改善聽感，本發(fā)明的后級放大器的輸出級同樣采用OCL輸出，但外部揚(yáng)聲器系統(tǒng)連接在改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118的集電極上，即從集電極(或漏極)輸出，這樣揚(yáng)聲器系統(tǒng)串聯(lián)接在集電極(或漏極)上，也就是串聯(lián)在β Ib的恒流源上，負(fù)載的變化對通過的電流沒有影響，因而驅(qū)動感性的揚(yáng)聲器系統(tǒng)時，聽感上“冷”、“硬”的感覺得到改善，使整個頻段的聽感更柔和、細(xì)膩。交直流負(fù)反饋電路主要由電阻R115、R142, R141和電容C128組成。交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級功率三極管VT113、VT114的發(fā)射極相連端連接，交直流負(fù)反饋電路的輸出端與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極連接。交直流反饋電路的輸出端與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極連接，并使用有源伺服電路，使輸出級中點保持為O電位。為了使直流化的電路更穩(wěn)定、更安全工作，在本發(fā)明中的輸出級使用Upcl237C喇叭保護(hù)專用集成電路，設(shè)開機(jī)延時5秒左右即電路穩(wěn)定后接通音箱，關(guān)機(jī)、中點電位偏零太多立即斷開音箱保護(hù)功能，保護(hù)價格昂貴的音箱。有源伺服電路主要由運(yùn)算放大器，ニ極管VD1Q9、VD110,穩(wěn)壓ニ極管VDm、VD112,電解電容 124、Ci25，電各 C126、C127、C123、C122 電阻R138、R139 > Rl37> Rl40> R136組成。有源伺服電路的輸入端連接改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118的集電極相連端，有源伺服電路的輸出端連接結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極。穩(wěn)壓濾波電路主要由穩(wěn)壓ニ極管VD皿，電容C1Q3、C104和電阻R1Q5、R106構(gòu)成。恒流源電路主要由三極管VTltl9，穩(wěn)壓ニ極管VDltl3,電容C1Q1、C1Q2和電阻R1(l9、Rn。構(gòu)成。鏡像恒流源電路主要由三極管VT11Q、VT111和電阻R114、R115、R122組成。Ube倍増及溫度保護(hù)電路主要由三極管VT112,電位器VRltl2,電阻R116、R117, R118和電容 C111、C112 組成。4個電容濾波電路中的第一電容濾波電路由電容Cltl5Xltl6組成，并連接在后級電源電路正極與共射共基差分輸入級電路之間。第二電容濾波電路由電容ci(l7、C 組成，并連接在后級電源電路負(fù)極與鏡像恒流源電路之間。第三電容濾波電路由電容cil5、C116組成，并連接后級電源電路正極與上半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路之間。第四電容濾波電路由電容c118、c119組成，并連接后級電源電路負(fù)極與下半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路之間。2個RC阻容濾波電路中的第一 RC阻容濾波電路由電容Cici9Xlltl和電阻R119組成，并連接在后級電源電路正極與共射共基主電壓放大級電路之間。第二 RC阻容濾波電路由電容C113、C114和電阻R12tl組成，并連接在后級電源電路負(fù)極與鏡像恒流源電路之間。實施例2參見圖4，實施例2與實施例1大體相同，其區(qū)別是交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管vt117、vt118的集電極相連端即輸出端連接。實施例3參見圖5，實施例3與實施例2大體相同，其區(qū)別是所述改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118為功率場效應(yīng)管。參見圖5。此時，實施例1中有關(guān)末級功率三極管VT117、VT118中的基極即為末級功率三極管VT117、VT118中的柵極；實施例1中有關(guān)末級功率三極管vt117、VT118中的發(fā)射極即為末級功率三極管vt117、VT118中的源極；實施例I中有關(guān)末級功率三極管VT117、VT118中的集電極即為末級功率三極管VT117、VT118中的漏極。實施例4:參見圖6，實施例4與實施例1大體相同，其區(qū)別是為了實現(xiàn)功率擴(kuò)展，所述改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路后還進(jìn)一歩包括2個鏡像対稱的功率擴(kuò)展電路即上半周功率擴(kuò)展電路和下半周功率擴(kuò)展電路；其中上半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT119的基極經(jīng)電阻R131后與中間級功率三極管VT115的集電極相連，功率三極管VT119的集電極與末級功率三極管VT117的集電極相連，功率三極管VT119的發(fā)射級經(jīng)電阻R133后與后級電源電路的正極相連；下半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT12tl的基極經(jīng)電阻R135后與中間級功率三極管VT116的集電極相連，功率三極管VT12tl的集電極與末級功率三極管VT118的集電極相連，功率三極管VT12tl的發(fā)射級經(jīng)電阻R136與后級電源電路的負(fù)極相連。此外，功率三極管VT115的集電極和功率三極管VT117的基極之間還接有33 Ω的電阻R132以防自激；功率三極管VT116的集電極和功率三極管VT118的基極之間還接有33 Ω的電阻R134以防自激。此時，保護(hù)二極管VD1(i4、VD105同樣并聯(lián)在改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的正負(fù)極之間，即保護(hù)二極管VDltl4的陽極連接在功率三極管VT119的集電極，保護(hù)二極管VDltl4的陰極連接在后級電源電路的正極；保護(hù)二極管VDltl5的陰極連接在末級功率三極管VT12tl的集電極，保護(hù)二極管VDltl5的陽極連接在后級電源電路的負(fù)極。
權(quán)利要求
1.高保真晶體管音頻功率放大器，主要由前級放大器和后級放大器組成；其特征在于:后級放大器主要由共射共基差分輸入級電路、共射共基主電壓放大級電路、Ube倍増及溫度保護(hù)電路、改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路、交直流負(fù)反饋電路、有源伺服電路、穩(wěn)壓濾波電路、恒流源電路、鏡像恒流源電路、喇叭保護(hù)電路以及給它們供電的后級電源電路組成； 改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路主要由2個鏡像対稱的三級達(dá)林頓電路即上半周三級達(dá)林頓電路和下半周三級達(dá)林頓電路相連而成；上半周達(dá)林頓電路和下半周達(dá)林頓電路均主要由3級三極管復(fù)合組成；其中上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與中間級功率三極管VT115的基極相連，中間級功率三極管VT115的集電極與末級功率三極管VT117的基極相連；上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的集電極、中間級功率三極管VT115的集電極通過電阻R123后、末級功率三極管VT117的發(fā)射極通過電阻R128后均與后級電源電路的正極相連；同 樣，下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極與中間級功率三極管VT116的基極相連，中間級功率三極管VT116的集電極與末級功率三極管VT118的基極相連；下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的集電極、中間級功率三極管VT116的集電極通過電阻R126后、末級功率三極管VT118的發(fā)射極通過電阻R127后與后級電源電路的負(fù)極相連；上半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT113的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的初級功率三極管VT114的發(fā)射極通過電阻R122、R121相連，上半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT115的發(fā)射極與下半周達(dá)林頓電路的中間級功率三極管VT116的發(fā)射極通過電阻R124、R125相連，上半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT117的集電極與下半周達(dá)林頓電路的末級功率三極管VT118的集電極直接相連接； 共射共基差分輸入級電路主要由2個結(jié)型場效應(yīng)管VT1(I1、VT102和2個雙極型三極管VT103> VT104組成；結(jié)型場效應(yīng)管VTltll的漏極連接雙極型三極管VTltl3的發(fā)射極，結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的漏極連接雙極型三極管VTltl4的發(fā)射極；2個結(jié)型場效應(yīng)管VT1(i1、VT1(i2的源極分別經(jīng)平衡電阻相連接后，經(jīng)恒流源電路與后級電源電路的負(fù)極連接；2個雙極型三極管VT1(I3、VT104的基極直接相連后，經(jīng)穩(wěn)壓濾波電路與后級電源電路的正極連接；雙極型三極管VTltl3的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl7連接至后級電源電路的正極；雙極型三極管VTltl4的集電極經(jīng)負(fù)載電阻Rltl8連接至后級電源電路的正極；前級放大器的輸出端經(jīng)過電阻Rltll與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VT皿的柵極連接形成改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端； 共射共基主電壓放大級電路主要由4個雙極型三極管VTltl5、VTltl6、VTltl7、VTltl8組成；雙極型三極管VTltl5的集電極與雙極型三極管VTltl7的發(fā)射極相連；雙極型三極管VTltl6的集電極與雙極型三極管VTltl8的發(fā)射極相連；雙極型三極管VTltl7的基極和雙極型三極管VTltl8的基極相連后分為2路，一路經(jīng)電阻R112與后級放大器的公共地端相連，一路經(jīng)穩(wěn)壓ニ極管VDltl2后與后級電源電路的正極相連；雙極型三極管VTltl5的發(fā)射極和雙極型三極管VTltl6的發(fā)射極相連后經(jīng)電阻R111與后級電源電路的正極相連；雙極型三極管VTltl5的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VTltl4的集電極；雙極型三極管VTltl6的基極連接共射共基差分輸入級電路的雙極型三極管VTltl3的集電極；雙極型三極管VTltl7的集電極經(jīng)鏡像恒流源電路后與后級電源電路的負(fù)極連接；雙極型三極管VTltl8的集電極經(jīng)Ube倍増及溫度保護(hù)電路后與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸入端相連；改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端經(jīng)喇叭保護(hù)電路后與外部音頻輸出裝置相連； 交直流負(fù)反饋電路的輸入端與改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的初級功率三極管VT113^VT114的發(fā)射極相連端或末級功率三極管ντ117、ντ118的集電極相連端連接，交直流負(fù)反饋電路的輸出端與共射共基差分輸入級電路的結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極連接； 有源伺服電路的輸入端連接改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117^VT118的集電極相連端，有源伺服電路的輸出端連接結(jié)型場效應(yīng)管VTltl2的柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:還進(jìn)一步包括2個鏡像對稱的功率擴(kuò)展電路即上半周功率擴(kuò)展電路和下半周功率擴(kuò)展電路；其中上半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT119的基極經(jīng)電阻R131后與中間級功率三極管VT115的集電極相連，功率三極管VT119的集電極與末級功率三極管VT117的集電極相連，功率三極管VT119的發(fā)射級經(jīng)電阻R133后與后級電源電路的正極相連；下半周功率擴(kuò)展電路的功率三極管VT12tl的基極經(jīng)電阻R135后與中間級 功率三極管VT116的集電極相連，功率三極管VT12tl的集電極與末級功率三極管VT118的集電極相連，功率三極管VT12tl的發(fā)射級經(jīng)電阻R136與后級電源電路的負(fù)極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:上半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的正極之間并接有一保護(hù)二極管VDltl4,下半周三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的輸出端與后級電源電路的負(fù)極之間并接有一保護(hù)二極管VD105。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:后級電源電路的正極與共射共基主電壓放大級電路之間、以及后級電源電路的負(fù)極與鏡像恒流源電路之間各接有一 RC阻容濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路的末級功率三極管VT117、VT118為功率場效應(yīng)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:共射共基差分輸入級電路與共射共基主電壓放大級電路之間、恒流源電路和鏡像恒流源電路之間、上半周三級達(dá)林頓電路與后級電源電路的正極之間、以及下半周三級達(dá)林頓電路與后級電源電路的負(fù)極之間各接有一電容濾波電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高保真晶體管音頻功率放大器，其特征在于:所述前級放大器包括音量調(diào)節(jié)電路、反向比例放大電路和二階有源射隨電路以及給它們供電的前級電源電路；音量調(diào)節(jié)電路的輸入端直接與外部音頻輸入裝置相連，音量調(diào)節(jié)電路的輸出端依次連接反向比例放大電路與二階有源射隨電路，二階有源射隨電路的輸出端即為前級放大器的輸出端，可直接與后級放大器連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高保真晶體管音頻功率放大器，其主要由前級放大器和后級放大器組成。其中前級放大器的輸入端與外部音頻輸入裝置輸入的音頻輸入信號相連，后級放大器的輸出端與外部音頻輸出裝置相連，前級放大器的輸出端與后級放大器的輸入端通過電阻相連。后級放大器主要由共射共基差分輸入級電路、共射共基主電壓放大級電路、UBE倍增及溫度保護(hù)電路、改進(jìn)的三級達(dá)林頓推挽輸出級電路、交直流負(fù)反饋電路、有源伺服電路、穩(wěn)壓濾波電路、恒流源電路、鏡像恒流源電路、兩個RC阻容濾波電路、四個電容濾波電路、喇叭保護(hù)電路以及給它們供電的后級電源電路組成。該高保真晶體管音頻功率放大器，實現(xiàn)了電路的直流化和寬帶化、而且能夠有效改善聽感。
文檔編號H03F3/20GK103117718SQ20131003849
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者秦冬成, 譚長云, 黃文斌, 蒙梁, 劉達(dá)見 申請人:桂林電子科技大學(xué)