功率放大器的基本结构和工作原理
功率放大器的基本结构和工作原理
功率放大器的基本结构和工作原理
扩音机是一种对声音信号进行放大的电子设备，其基本结构如图5-1所示，常分为前置放大器(简称前级)和功率放大器(简称后级)两大部分。
前置放大器通常由输人选择与均衡放大电路、等响音量控制电路、音调控制电路等组成，而功率放大器常由功率放大电路和扬声器保护电路组成。
扩音机工作时，输人选择电路主要对收音调谐器、录音座、CD唱机和Av辅助输入等信号源的信号进行选择切换控制，得出所需的信号输入，输入后的信号经均衡放大电路进行频率特性的校正和放大，使输入信号的频率特性变得较为平坦，同时使各种信号源输入的信号电平基本趋于一致，避免在转换不同的信号源时，声音响度出现较大的变化，影响使用效果。均衡放大后的信号则由等响音量控制电路控制信号的强弱，从而调节音量的大小。等响控制的目的主要是在音量较小时提升高、低频信号成分，以补偿人耳听觉的不足，在低响度时得到较丰满的声音信号。而音调控制电路则主要是根据个人的喜好调节电路的频率特性，适当提升或衰减声音中的高、低频成分，以满足听音者的需求。经前置放大器放大处理后的信号被送人功率放大器进行功率放大，以推动扬声器重放出声音。扩音机中为了保护扬声器免受电路冲击电流的干扰，或在电路出现故障时烧毁扬声器，常在功率放大器中加入扬声器保护电路。
在高保真的音响设备中，扩音机常有两种组合结构形式，一种是把前置放大器和功率放大器组合在一起，称作合并式扩音机，这种形式把“前置”和“功放”合并在一起，这时由于小信号电压放大的前置级和大信号电流放大的功率放大在电性能上不能互相兼顾，因而不能使扩音机达到最佳的工作状态，特别是前、后级的电源馈电，电源变压器的电磁干扰，印制电路板的走线排列，共用地线的走向等方面总会存在一定的相互干扰，影响整机性能的提高。另一形式是在设计制造上把前置放大器和功率放大器彻底分开，分别使用独立电源，单独的机壳，使前、后级之间互不干扰，形成前、后级分体式的结构，在使用时再把它们用信号传输线连接起来，这种分体式结构的扩音机可获得极高的性能指标。
以上所述是单声道扩音机的结构和工作原理，而立体声扩音机则是两部性能一致的单声道扩音机的组合，分别放大左和右声道的信号。
功率放大器
功率放大器是扩音机的后级，是高保真音响设备的关键核心部分。它的作用是对音频信号进行不失真的功率放大，以足够的电功率去推动扬声器。随着电子应用技术的进步和各种
元器件的变革，其电路结构形式已经发生了很大的变化，从传统的变压器耦合式推挽电路，发展为OTL、OCL、BTL以及全对称、全直流等多种形式。下面对目前使用较多的OCL、BTL、全对称、直流以及V-MOS场效应管等功放电路进行学习。
一、OCL功率放大电路
在OTL功放电路中，由于接有输出电容Co，它的容抗会影响电路输出的低频响应;同时，OTL电路上、下两路推挽功放管的供电方式不同，上路由电源供电，下路则由Co利用其充电电压进行供电，从而造成了功放上、下两路电路工作的不对称，使电路失真增大。
为了避免输出电容Co对电路造成的不良影响，要求较高的放大器往往采用OCL 电路，又称直接耦合互补功率放大器。电路采用正、负两电源供电使推挽电路较为对称地工作，同时，省去了输出电容，使低频端没有衰减，一直可以延伸到10Hz 以下，其电声性能指标远远超过OTL电路。
1(OCL基本电路的结构和原理
OCL(Output Condenser Less)功放电路的基本结构如图5-40所示。VT1、VT2是两个不同极性的功放三极管，组成互补推挽功放电路，每个功率管分别由各自的电源Vcc1和Vcc2供电，且Vcc1=Vcc2，即VCE1=Vcc1，VEC=Vcc2。两管的发射极与扬声器直接相连接，从而省去了输出电容。此时，OCL电路输出的中点电位VA不再是OTL时的Vcc/2，而是变成VA=0。因为这时输出与扬声器间是直接耦合，若输出中点的电位VA不为零的话，将有直流电流流人扬声器，使音圈
偏离中点，产生额外的失真，严重时可能烧毁扬声器，所以OCL电路的中点必须确保直流零电位。
当输入信号ui加于电路输入端时，对于ui的正半周，
VT1导通而VT2截止，产生电流ic1从左向右流经负载RL;
对于ui的负半周，VT1截止而VT2导通，产生电流ic2
从右向左流经负载RL;从而在负载RL上得到一个完整的
放大了的输出信号。
OCL功放电路的输出功率与电源电压VCC1(Vcc2)、负
载电阻RL，的关系为
其中，Vcc1(Vcc2)为每侧电源电压之值。若以
Vcc=Vcc1+Vcc2， Vcc1=Vcc/2表示，其输出功率则与OTL
功放电路的输出功率Pcm=Vcc×Vcc/8RL完全一样。
2(差分输入放大电路
OCL电路各级晶体管间均采用直接耦合，温度的变化，电源电压的波动，都会产生零点漂移现象，使OCL电路输出的中点偏离零电位。这种现象在OTL电路中同样存在，它的中点电压也会偏离，但不是偏离零点，而是偏离原来的中点电压。这对OTL电路来说，由于输出中点与扬声器间接人的大电容器起了隔直作用，问题不大，而OCL电路产生零点漂移却是不允许的。因此，OCL电路往往在前级采用温度稳定性极好的差分(差动)放大电路来克服零点漂移，稳定电路的输出中点，确保中点为直流零电位。
(1).差分放大电路的基本原理
图5-41所示为带有差分输入电路的OCL功放电路，由VT4、VT5及R1,R4组成差分电路。它是一个单端输入、单端输出电路。要求两只晶体管的特性参数对称，
其本身的工作点通过基极所接的两只偏置电阻R2和R3来确定。这两个电阻数值相等，一个接至公共端(零电位)，
另一个接到功放输出的中点A。在电路正常情况下，
VA=0。这样，两个电阻都与零电位接通，两管的发
射极相互连接并通过共用发射极电阻R1接至电源
+Vcc，对VT4、VT5提供偏置电压。这时流过R1的
电流是两管发射极电流之和。VT4集电极电流流过
电阻R4，R4作为VT4的集电极负载电阻，又是VT1
偏置电阻，其压降VR4就作为VT1的偏置电压。VT5
集电极不接电阻，并不影响它的集电极电流Ic5的
大小，因为它的集电极电流是由它的基极电流IB5
所决定的。
由于两差分管的参数对称，所以它们的Ic、IE
均相等。假如温度升高，使得Ic4、Ic5同时增加，
则流过R1的2Ic也增大，两管的发射极电位就下降。此时对于PNP型管来说，发射结将得到一个反向偏置信号，也就是它的结电压减小，从而使两管的IB减小，Ic也减小，稳定了工作点。其作用过程 :
若Ic4、Ic5??VR1??VEB4、VEB5??Ic4、Ic5?
差分电路工作点的稳定是靠发射极公用电阻R1的电流反馈作用来完成的，且R1愈大，稳定效果愈好，但过大又会影响电路的工作点和动态范围。
差分电路本身必须具有极好的温度稳定性，才能对OCL电路的输出中点起到良好的稳零作用。这就要求差分管的特性(ICEO、β及输入特性)要对称一致。一般是在
Ic?1mA条件下配β，并观察输入特性是否一致;至于ICEO，对于硅材料管来说，ICEO往往很小，不是主要问题。在要求高的场合，往往采用一种差分电路专用的差分对管，它的结构是把两只特性相同的晶体管装于同一个管壳里，使其各项参数均能对称。
(2).OCL电路输出中点电压的稳定
在图5-41所示电路中，设电路已调试至正常状态，在使用中由于温度的变化或电源的波动，引起中点A的电位发生漂移。例如，当VT2基极注入的电流增大时，相当于管子的内阻rce2变小，在它上面的分压就小，因而A点电位上升。这时，如能设法使VT2的基极电流减小，或使VT3的基极电流也增大，或者两种方式同时进行，使得VT2、VT3的内阻rce2和rce3一样，分压相等，A点就自然会回复到零位。这个作用过程就要靠差分放大电路来完成。
若A点电位上升，经过R3的作用，使VT5的基极电位上升，它的偏压减小，发射极电流IE5减小，使射极电位VE因R1、上压降减小而上升。VE的上升，对VT4来说，可使其偏置电压VEB4增大，使电流Ic4增大。只要R1足够大，差分电流IE5的减小量与Ic4的增加量的差值就很小，因而，整个差分电路的总IE基本不变，使得差分电路能稳定地正常工作。随着VE的上升，Ic4增大，使得VT4的集电极电位即VT1的基极电位上升，Ic1增大而Vc1下降。这时，VT2基极电位下降，减小基极电流的注入;同时，VT3基极电位下降，增加基极和集电极电流，使得VT2、VT3的内阻发生相应的变化，中点A电压下降而保持零电位。其作用过程如下:
差分电路的自动稳零作用，就是靠这个直流负反馈过程来完成的。
(3).交流负反馈的引入
差分放大电路除了利用直流负反馈来稳定中点外，还利用交流负反馈的作用来改善提高电路的各项交流指标。交流负反馈工作原理如图5-42所示。电路中，省去了在交流时可视作
短路的电容器。VT4、VT5构成差分放大器;VT1,VT3是推动级和互补功放级，用方框表示。方框输入端是VT1的基极，输出端是OCL电路的输出中点(参看图5-
41)。由于VT1工作于共发射极电路，VT2、VT3均工作于共集电极电路，所以方框的输入和输出反相。在电路输出中点除了接人负载RL之外，还接人了R3、R5的分压支路，分压后把R5上电压反馈至VT5的基极，构成电路的交流负反馈支路。
设在VT4的基极输入一个正信号，则集电极将输出一个反相的负信号送人VT1的基极，经VT1,VT3放大后，由中点输出正信号。该信号经R3、R5分压后反馈至VT5的基极，在VT5的发射极产生正信号。该信号与输入VT4的正信号刚好同相，但一个从基极输入，一个从射极输入，使得输入信号被削弱，起到了负反馈的作用。负反馈的强弱由R3、R5的分压比决定，因而整个电路的反馈系数为
R5/(R3+R5)。调节负反馈量的大小可以改变OCL功放电路的增益。
3(OCL电路静态工作电流的稳定
从图5-41可以知道，OCL互补功放管的直流偏置由两管基极间的偏置电阻R得到，在推动管VT1集电极电流的作用下，该偏置电阻将产生压降VR。这时，B点电位VB对VA呈现高电位，C点电位Vc对VA呈现低电位，分别使互补管得到合适的偏置。然而，温度的变化将引起VT1的Ic发生变化，从而使VR也发生变化，影响到功放级的静态电流也随之变化。针对这一问题，往往在互补功放级的偏置电路中采用二极管稳压或热敏电阻补偿、晶体管恒压偏置等方式，以稳定两互补管的偏置电压，从而实现静态电流的稳定，如图5-43所示。
(1).二极管稳压补偿方式
图5-43(a)所示电路在互补管的两基极间加入二极管进行稳压，利用二极管的正向压降(硅材料管为0.7V，锗材料管为0.3V)的特点，可用多个不同材料的二极管串联，使其两端(B、C端)压降满足互补管的要求，或者在二极管稳压后再加入可变电阻R对偏压进行调节(如图中虚线所示)。这样当推动管的Ic发生变化时，二极管两端的压降保持不变，从而稳定了功放级的静态电流。此外，二极管还具有一定的温度特性，当温度上升时，二极管的正向电阻将稍微减小，使得Vsc下降。这样可适当补偿由于温度变化而引起Ic2、Ic3的增大。
(2).热敏电阻补偿方式
图5-43(b)所示电路中，VT2、VT3采用锗材料晶体管，其偏压VB'c'只要0.6V左右;而利用一只硅材料二极管，VBC却得到0.7V，比额定值高，所以接入R1、R2进行分压，使其满足要求。同时，电路在R2上并接了热敏电阻R3，利用其负阻特性(即温度越高，阻值越小)，可在温度变化时使Ic2和Ic3比较稳定。
(3).晶体管恒压偏置补偿方式
图5-43?所示电路中，由VT4、R1、R2组成晶体管恒压电路，当IR>>IB时，IB 可以忽略。这时VCE4=IR(R1+R2)=VBE4(R1+R2)/R2=VBE4(R1/R2+1)。恒压电路一般都采用硅管，它的VBE是相当稳定的。因此，VCE4也相当稳定，基本不受电源电压波动的影响，它的大小决定于R1、R2两电阻的比值。另外，R1接于VT4的c、b极之间，对电路引入很深的直流电压并联负反馈，也使VCE4更为稳定。恒定的VCE4正好作为后级互补管的偏置电压，只要适当调节R1的阻值，就可使互补管得到合适稳定的偏置。
(具体电路分析 4
图5-44所示是一OCL功放电路的实例。其中，VT1、VT2组成单端输入、单端输出的差分输入放大电路;VT3是推动级，它是由一只PNP管组成的共发射极放大电路，采用PNP型管是为了与差分输入电路的NPN型管相适配，易于中点电压的调零;VT4、VT6与VT5、VT7组成复合准互补甲乙类推挽功率放大输出级;电路采用正、负两组对称电源供电，使电路能对称地工作。
(1).静态工作情况
R1、R6是差分输入级VT1、VT2的偏置电阻，静态时，两管电流大致相等，
Ic1=Ic2?0.8mA。R2既是VT1的集电极负载电阻，又是推动级VT3的偏置电阻。改变R2的阻值，可以调整VT3的静态工作电流Ic3，改变VT3的集电极电压Vc3，从而可以使OCL电路的中点电位VA=0V。VD1和R7组成推挽输出级的静态偏置电路，使输出级工作在甲乙类状态。调整R7阻值的大
R13是VT6、VT7的小，可以改变输出级的静态工作电流，一般应调在10,30mA 左右。R11、
偏置电阻。R14、R15是VT6、VT7的发射极电阻，起直流负反馈作用，稳定功放管的工作点。R6又为电路的直流负反馈电阻，其主要作用是通过其引入的强烈的直流负反馈，自动调节电路的稳定状态，使中点电压VA始终维持在0V状态。
(2).动态工作情况
当电路有输入信号时，经C1耦合至差分放大输入级。由VT1放大后，从VT1的集电极输出，直接耦合至推动级VT3，放大后从集电极输出，加于互补推挽功放的输入端。在信号的正半周，VT4、VT6导通工作，VT5、VT7截止。反之，在信号负半周时，VT5、VT7导通工作，VT4、VT6截止。这样，上下两路功放电路在信号的正、负半周轮流导通工作，从而完成对输入信号的功率放大。
电路中，C6、R9组成自举电路，用来提高下路功放管VT5、VT7的基极驱动电流，使其在输出负半周信号时可以充分导通。R5、C3是电路的交流负反馈调节支路，改变R5的大小，可以调节电路的交流负反馈量，且R5愈大，反馈量愈大，电路的增益愈小。C3常称作交流负反馈电容。VT6、VT7的发射极电阻R14、
R15还具有交流负反馈作用，改善电路的交流特性。
5(OCL厚膜功放集成电路
厚膜功放集成电路是在一块基片上用厚膜技术把若干个有源芯片和无源元件连接起来，再加以封装的完整组件。厚膜功放集成电路具有精度高，功率大，电路设计灵活，应用简单方便等特点，在音响设备中应用甚广。这些厚膜电路常分为单路(单声道)和双路(立体声)两大类，这些集成电路的使用条件是:负载允许短路时间为
2s，工作时外壳温度在100?左右，保存温度为-20,+135?。
(1).STK4101?系列功放集成电路
STK4101?系列属OCL电路结构，包括了表5-2所列出的10种集成电路。从表中可知，它们的主要电参数区别是供电电压与输出功率的不同。它们的内电路和应用电路如图5-45所示。其中，集成电路内部含有静噪三极管。
(2).STK4036XI列功放集成电路
这七种OCL功放集成电路采用了全互补单路结构形式，有较好的电路对称性，因此，其失真度极小，只为0.008%。工作时最高壳温可达125?，这类集成电路如图5-46所示，主要电参数见表5-3。
6(扬声器保护电路
图5-47所示是一种专门用于OCL等功放电路的扬声器保护电路，它能有效地消除功放开
关机的冲击噪声,防止输出端直流偏移零电位及功放过流时损坏扬声器。
电路中使用了专用扬声器保护电路uPC1237。实用中，根据功放电路的交、直流供电状态，电路中的R6、R8、R12将有不同的取值范围，见表5-4。
保护电路工作电压为25,60V，通常可直接利用功放的正电源供给。uPC1237由单电源供电时，?脚是电源端，最高极限值为8V，当工作电压不同时，可改变R8适应之。继电器K的工作电压为24V，串入R12是为了适应不同电源电压的要求。
uPC1237的?脚是扬声器接入延时控制端，延时时间的长短由C3、R7对应的时间常数决定，增大C3、R7可延长延时时间。通电后，延时电路起作用，待功放电路达到平衡稳定后，延时电路才让继电器吸合，接通扬声器通路，从而避免了开机冲击声对扬声器的影响。
uPC1237的?脚是交流断电检测端，防止功放关机的噪声冲击扬声器。当功放电源开关关断时，变压器次级交流电压马上消失，此时小容量电容C2经?脚内阻快速放电，?脚电位迅速下降，内部电路控制继电器动作，断开扬声器通路，从而防止断电后的过渡过程中功放输出失去平衡而对扬声器产生关机冲击声。?脚的检测最高极限电压为10V。当变压器的次级(二次侧)电压值不同时，可改变R6阻值进行适应。
uPC1237的?脚是功放输出中点漂移检测端。当?脚检测到L或R声道的功放中点直流电位发生正或负的漂移，且超过设定的阈值时，内部电路马上使继电器释放，断开扬声器，达到保护的目的。电路内部设定的控制阈值为?1V左右。
uPC1237的?脚是功放过流检测端。电路通过VT1、VT3分别对L或R声道功放输出管的发射极电阻压降进行取样。当功放输出超过额定电流值时，发射极电阻上的电压将超过保护电路设定的过流阈电压，则VT1或VT3导通，引起VT2也导通，电源电压经R9、VT2、R11加?脚，只要流入?脚的电流超过110uA，内部的保护电路则控制继电器断开扬声器，实现于
过流保护，既保护了扬声器，又保护了功放管。
uPC1237的?脚是扬声器保护电路工作方式选择端。当?脚直接接地时为自动复位工作方式，即在保护电路动作，继电器断开扬声器后，若功放电路恢复正常，继电器则自动恢复接通扬声器。当?脚经电容C1接地则为锁存工作方式，即继电器一旦动作断开扬声器，将一直继续保持，不管功放电路是否恢复正常，一直到电源开关关断后电路重启为止。
二、BTL功率放大电路
已经知道，OTL电路的输出功率为Pcm=Vcc/8RL。若对OCL电路，则上式中的Vcc为正、负两组电源之和。根据上式，要提高电路的输出功率，一是提高电源电压，但电源电压的提高给晶体管、电解电容器、电源变压器等元件带来更高的要求;二是减少负载阻抗，但一般扬声器的阻抗已规定为4Ω、8Ω、16Ω，不能随意改动，且扬声器阻抗的减小，将对功率放大管有更高的要求。那么，能否用一般功率的晶体管，在一般电源电压条件下，获得较大输出功率，且又具有较高的电气性能呢?这就引出了BTL功率放大电路。
1(BTL电路的基本结构和工作原理
BTL(Bridge Transformer Less)功放电路又称作桥式平衡功放电路。实质上它是两个特性对称的OTL放大器(或OCL放大器)的组合，其基本电路如图5-48所示。即用一组电源Vcc(Vcc的大小与原OTL电路一样)供电，把两个OTL放大器的功率输出管VT1、VT2和VT3、VT4组成桥式接法，四只功率管分别是桥的四臂。静态时，OTL电路相互对称，因而电桥处于平衡状态， VA=V'A，负载两端的电压VAA'=0，所以负载上无直流电流流动，从而可以不接输出电容而采用直接耦合。
动态时，输入信号由倒相电路分离，在同一时间
内，分别输出正、负半周信号去推动这两组输出电路
(即VT1、VT2和VT3、VT4)。设在输入信号的正半周
期间，倒相电路左边输出正信号使VT1导通，右边输
出负信号使VT4导通，从而产生输出电流ic1流经负
载，其流向为:Vcc正极?VT1C极?VT1E极
?RL?VT4E极?VT4C极?Vcc负极，在RL上得到正
半周的输出信号。这时，VT1、VT4导通;ICM1=Vcc/RL。
同理，在输入信号的负半周期间，倒相电路左负右正。
使VT2、VT3导通，信号电流ic2流经RL产生负半周
输出信号，其流向为:Vcc正级?VT3C极?VT3E极
?RL?VT2E极?VT2C极?Vcc负极，且Icm2的大小
也为Vcc/RL。不论正半周或负半周，加于负载RL上
的最大输出电压Vcm均为Vcc，于是可以得到BTL功
放电路的最大输出功率为
显然，在相同的电源电压和负载的条件下，BTL功放电路的输出功率将是OTL电路的四倍，这是理论值。实际上还应考虑管子的饱和压降，发射极电阻的损耗等。
BTL电路的电流利用率高，可在低电源电压下得到较大的输出功率。电路的输出中点，即扬声器中心始终保持零电位，因而，电冲击比其他无变压器电路要小得多。此外，由于电路的对称性，使得同相输入干扰能基本上互相抵消，把偶次谐波干扰也减到最小程度，电路的交流声和失真度极小。但是工作时流过负载的电流是OTL电路的2倍，所以对电源的要求很高，要求电源的内阻rm要很小。
2(几种常见的BTL电路
在BTL电路中，要求左右两路放大器的对称性要好，所以往往采用集成功放来完成。
(1).C-E分割倒相式BTL电路
如图5-49所示，它利用VT1集电极与发射极输出信号反相的特点完成BTL电路的倒相作用。这时，E极输出阻抗小而C极输出阻抗大，因而，这种倒相电路的一致性较差。但由于后级采用了高输入阻抗的集成功率放大器，所以影响不是很大。
(2).差分放大倒相BTL电路
如图5-50所示，它利用差分放大器作BTL的倒相电路。这是一个单端输入、双端输出的差分电路。其双端输出信号反相，分别推动两路功放电路。这种电路倒相质量高，信号一致性好，电路增益较高，且噪声、相移、失真均较小。
(3).自倒相BTL电路
由于集成功放往往采用差分放大器作电路的输入级，因而，具有同相和反相两个输入端(一般使用同相输入端)。如图5-51所示，把第一集成功放的同相输出信号，通过电位器Rp和R分压，由C耦合至第二集成功放的反相输入端，通过Rp控制输入信号的强弱，使两集成功放输出电压相等，从而构成了利用集成功放的自倒相BTL电路。这种电路结构简单，但噪声和失真稍大。
图5-52所示是自倒相BTL电路的实际应用电路。集成电路TDA2030A?脚是同相输入端，?脚是反相输入端。信号由IC1?脚输入，放大后的同相信号由第?脚输出加于负载的上端。此外，由电阻R7、R6对IC1输出的同相信号进行分压，由C5送入IC2的反相输入端(?脚)，放大后的反相信号由IC2的?脚输出，送到负载的下端，从而使负载得到合成的输出电压。该电路在双电源?16V供电情况下，可输出34W的最大功率。
三、全对称功率放大电路
全对称功率放大电路是OCL功率放大电路的改进形式。它把OCL电路中的差分输入放大级、推动放大级和复合功放级等各部分电路都设计成互补对称的形式，从而使得信号从输入到放大后输出都处于推挽放大之中。由于该电路具有很好的对称性，故具有很高的稳定性和保真度。全对称功率放大电路如图5-53所示。
1(全对称功放电路的基本工作原理
在图5-53中，VT1、VT2和VT3、VT4构成了PNP和NPN极性的双差分输入放大电路，分别放大输入信号的正、负半周期。其中，R2、R3、R5、R6分别是双差分电路的集电极负载电阻;R1、R13是基极偏置电阻，这两个电阻阻值应相等，保证差分两管对称工作;R4、R7是差分电路的发射极电阻，其取值较大，目的是引入较深的直流负反馈，以稳定差分电路的工作点。VT5、VT6是上、下两路功放电路的电压推动放大级，由于与差分电路是直接耦合，故R2、R5上的压降就是VT5、VT6的偏置电压。R9、R11是推动管的发射极电阻，起交、直流负反馈作用。VT7、VT9和VT8、VT10是复合互补功率放大管，由于使用了不同极性的放大功率管，故构成了全互补的组态，使电路的工作更为对称。VD1,VD3、R10、R12是互补功放级的静态偏置电路，改变R10可以调整功放级的静态工作电流;R12是热敏电阻，对功放级的工作点起到一定的稳定作用。R14、R15是
VT7、VT8的发射极电阻，既起负反馈作用，又是VT9、VT10的偏置电阻。
R16、R17是VT9、VT10的发射极电阻，起交、直流负反馈作用，在稳定VT9、VT10工作点的同时，又改善了功放的交流指标。R8、C2、C3是整机电路的交流负反馈支路，R8的大小决定反馈量的大小，即电路增益的高低。C4是电路的相位补偿电容，防止电路产生自激。R18、C5是扬声器的相位校正元件。
当输入信号正半周时，VT3、VT4差分电路工作，信号经放大后由VT3的集电极输出，直接耦合至VT5作推动放大，然后再推动VT7、VT9上路功放管工作，功放后的信号由VT9的发射极输出，推动扬声器工作。同理，当输入信号负半周时，电路则由VT1、VT2、VT6、VT8和VT10工作，放大信号的负半周。这样，电路将分成上、下两路，对称地推挽工作，共同完成对输入信号的放大。
2(恒流源负载电路
从图5-53的分析知道，当推动管VT5工作时，VT6将处于静止工作状态。这时，VT6的基极偏置来自于R5上的压降，而R5上的压降又取决于差分电路VT1的工作电流。由于差分电路工作特性是非常稳定的，故VT6的偏置亦将是稳定的。VT6
的集电极电流是恒定的，即VT6构成了一个恒流源电路。并且，
该恒流源就作为推动管VT5的工作负载。根据晶体管的特性，
在正常状态下，Ic只与I有关，即Ic=βI。一旦I确定，IcBBB
也就基本固定。V的变化对Ic不会有多大的影响。如图5-54CE
所示，尽管V的变化量?V很大，但ic的变化量?ic却很小。CECE
这就说明晶体管的动态内阻?V/?ic是一个很大的数值，约CE
几百kΩ;而它的直流内阻V/Ic却很小。这样，在交流状态CE
下，VT6具有较大的阻值，相当于VT5的交流负载电阻增大，
从而使电路的增益得到提高。
推动级工作时，VT5导通工作，集电极电流增大。此时，
由于VT6电流的恒定，使得VT5电流的增量全部注入后级，使
得VT7、VT9得以充分导通工作。
同理，当VT6作下路推动放大时，VT5则作为VT6的恒流源负载，以使VT6得以正常工作。
OTL、OCL电路的性能往往受制于OTL中点输出电容器Co、消振电容CN、负反馈支路电容CF和自举电容CB，为此，必须在原电路的基础上加以改进，设法去掉这些电抗性元件，遂发展为直流(DC)功率放大器。
四、直流(DC)功率放大电路
1(直流功率放大电路的特点
现代的功率放大电路(OTL、OCL等)大都采用直接耦合形式，但是直接耦合不一定就是直
流放大器。如图5-55所示，图(a)所示电路中由于输入耦合电容Ci和负反馈电容CF的存在，
放大器在较低频率时会呈现衰减现象，
因而不能放大直流信号。图(b)所示电
路虽然省去了Ci，但CF仍会在低频率
时使负反馈加深，而对直流则全反馈，
故与图(a)一样仍属于交流放大电路。
图(c)所示电路既不用Ci也不用CF，负
反馈量不再随频率而变，放大器对直流
和交流具有相等的负反馈量，使直流和
交流增益相等，即放大电路既可放大交
流，也可放大直流，这是完全的直流放
大电路。图(d)所示电路从本质来说也
属于直流放大电路，但有意接人了Ci，
致使直流不能通过，低频存在衰减。这
是因为放大器重放声音时，低频能伸展
到10Hz已经足够。若进一步向低频延
伸，只会把一些无用的数赫频率的低频
干扰暴露出来。虽然人耳不能直接听到
这些频率很低的干扰信号，但它可以造
成扬声器的运动失常而引起失真。所以
在输入端加入了Ci构成一个高通滤波
器。显然，图(d)与图(a)、图(b)所示
电路在本质上是截然不同的。因此，通
常所说的直流功率放大电路，并非真要
放大直流信号，而是指可以放大很低频
率信号的功率放大电路。
直流放大电路与交流放大电路比较，有很多明显的优点，它的频率特性、输出信号的相位，负反馈深度和输出内阻等不随频率而变化。而交流放大器的频率特性则随着频率的下降而衰减，输入与输出之间会产生相移;且由于CF的存在，负反馈量也会发生变化，引起放大器的输出内阻和增益的不稳定。实际听音表明，在重放低频信号时，直流放大器的音质要比交流放大器丰满动听。
2(互补差分放大电路
由上述讨论可知，为使交流放大电路具有直流放大电路的性质，必须去除电容CF，如图5-56所示。图中，VT1、VT2是差分放大器。根据电路的对称性，偏置电阻R1须等于R2(原来状态)。可是，CF去掉以后，隔直作用消失，R3与R2并联(R3的阻值往往较小)，严重影响了VT2的工作状态，导致差分电路和功放电路极不正常。
为此，直流功率放大电路常把差分电路改为由四只管子组成的互补差分放大器，如图5-57所示，图中，VT1,VT4为互补差分放大管，它们的参数必须对称，因而
IB1=IB2，IB3=IB4，基极电阻R1、R2中无直流电流通过，即互补差分电路的直流工作状态与R1、R2无关，从而为省去CF提供了良好的条件。互补差分放大电路还可输出不同相位的激励信号，为平衡激励打下基础。同时，电路有良好的共模抑制能力，使电路的输出中点得到稳定。
3(直流功率放大电路
直流功率放大电路如图5-58所示，VT1,VT4组成互补差分放大电路。当信号输入时，从VT1和VT2的集电极输出相位相反的信号，分别送至由VT5、VT6组成的平衡激励电路。平衡激励电路的特点是VT5、VT6互为恒流源负载。当输入正半周信号时，VT6工作，而VT5则作为恒流源负载，使VT6的电压增益比电阻负载时要大得多(一二个数量级)。当输入信号为负半周时，VT6又等效为VT5的恒流源负载。这种激励方式增益高，失真小，使输出管能得到较大的激励功率。
功率输出电路与一般全互补OCL电路相同，此处不再介绍。
上述直流功放电路去掉了Co、CB和CF，这些电容的影响也随之消失，所以电路特性要比OCL电路好，但是要选择四只特性相同的互补差分放大管往往有一定的困难。另外，图5-58中还有两个消振电容CN，还未能彻底根除瞬态互调失真现象。因此，要进一步提高电路性能，必须把CN也去掉。而CN是利用它的滞后补偿作用来防止电路出现高频自激的，把它省去后，电路必然会因相移而出现自激。这时由于电路中只剩下电阻和晶体管，电阻不会产生相移，故电路的相移只能由晶体管的高频特性产生。就高频特性来说，晶体管可以看成是一种有源的相移元件。如果说CN是利用滞后补偿特性来调整电路的相移而防止自激的，那么可以通过严格选择各级晶体管的不同高频特性(截止频率)，即调整有源相移元件来改变电路的相移，达到防止自激的目的。这样一来，电路既没有电容又没有变压器，要比直流功率放大电路具有更优越的性能，称作CL功率放大电路。
五、V-MOS场效应管功率放大电路
V-MOS场效应管又称作V型槽金属氧化物半导体场效应管(VMOS FET)，是近年来才发展起来的一种新型器件
1(V-MOS管的性能特点和使用
(1).V-MOS管的性能特点
MOS管主要有如下一些特点: 与普通的大功率晶体管相比较，V-
a(它既保留了一般场效应管的全部特点，又具有接近理想的线性传输特性，且耐压高，输出电流大，非常适宜于在音响设备中使用。
B(具有高输入阻抗(100000000Ω左右)和低驱动电流(0.1uA)，使输入端能直接与高阻抗的器件相接(如CMOS、TTL集成电路等)。其驱动功率很小，一般认为只要有电压就可以驱动，在音频功率放大器中可使推动和偏置电路大大简化。
C(开关速度快(纳秒级)，尤其适用于高速开关电路，如V-MOS管能在4ns(纳秒)内开关1A的电流，这比普通的晶体管快了10,200倍，在音响电路中可显著减小开关失真现象。 D(工作频率高，可达超高频范围，且通频带宽，被广泛应用于超高频的大功率放大、振荡、混频等电路。
E(增益高，其一级放大可以代替晶体管的3,5级放大，从而更加简化放大电路的结构。 F(具有负的电流温度系数，其漏极电流能随温度的上升而下降，且无二次击穿现象，性能稳定可靠。
MOS管的使用 (2).V-
正如晶体管有PNP型和NPN型两种类型一样，V-MOS管根据其结构中沟道所属的半导体导电类型，也分为P型沟道和N型沟道两类，而每类又有增强型和耗尽型两种。它们在电路中的符号如图5-59所示。目前国内应用的以N沟道增强型为多。
由于V-MOS管属于绝缘栅器件，过高的栅极电压会引起绝缘栅
损坏，故制造时有部分产品在栅、源极之间加有保护稳压管
(15,18V)，一旦栅源间出现高电压，稳压管立即导通，将高
压短路，保护管子。对内部未设保护稳压管的管子，在电路允
许的情况下，也可外接保护二极管。
V-MOS管在业余条件下可用万用表进行测试，粗略地判断管子
的质量。
?.判断各电极极性
以下测试是对内部没有设保护二极管的V-MOS管而言。在
测试栅极与漏极或栅极与源极之间的电阻时，不论万用表极性
如何，若阻值均为无限大，这就可判断出栅极，其余两极(源、
漏极)在正常情况下相当于一个PN结。对于N沟道增强型管子，漏极接N区，源极接P区，因此当万用表红笔接源极，黑笔接漏极时，测出阻值应较大，相当于PN结反向截止。若表笔接法相反，将测出较小的阻值，相当于PN结正向导通。
?.判断跨导的大小
对于N沟道增强型管子，在测试跨导大小时，可以用万用表的R×10k挡，红笔接源极，黑笔接漏极，此时栅极处于开路状态，管子呈现的电阻很不稳定。再用手接触栅极时，管子的电阻应有明显变化，变化越大则管子的跨导越高。
在使用V-MOS管时，应注意仪器、烙铁、电路板等应良好接地，防止橡胶、合成材料等可能引起的静电感应电势。在高频情况下使用时，避免使用过长的导线。用图示仪测量管子特性时，应在栅极回路中串入5,10kΩ电阻，防止自激。用万用表测量时，应尽量避免用表笔单独接触栅极。焊接管子时，最好先将管子的三个电极暂时短路。在通电情况下，不要拆装管子。
2(V-MOS管的基本电路
(1)共源极放大电路
V-MOS共源极放大器是一种常用电路，如图5-60(a)所示。它类似电子管的共阴极或晶体管的共射极电路，具有输入阻抗高的特点，有很高的电流增益和电压增益。 (2)共栅极放大电路
电路如图5-60(b)所示，它类似于电子管的共栅极和晶体管的共基极电路。这种电路的源极与输出的漏极之间有很好的绝缘，常用作开关电路和阻抗变换放大，其电压增益与共源极电路相同。
(3)源极跟随器
电路如图5-60?所示，它类似于电子管的阴极和晶体管的射极跟随器，有相当高的电流增益，常用于阻抗匹配和推挽放大电路。
(4) 并联使用
电路如图5-60(d)所示，为了输出更大电
流，可把多个V-MOS管直接并联(R1、R2
也可不加)使用。并联后的跨导将是原跨导
之和，还进一步减小了导通电阻。
(5) 串联使用
为了输出高电压，亦可以把多个V-MOS管
串联使用。
3(V-MOS管功率放大电路
V-MOS管在功率放大电路中的应用如
图5-61所示。它是一个输出40W的功率放
大器电路，
主要由输入级、激励级和功率放大三级组成，级间采用直接耦合，属OCL电路形式。
输入级VT1、VT2是典型的差分放大电路，采用50V电源供电，有利于提高该级的动态范围。发射极电阻R3、R4的接入，引入了负反馈，扩展了频带宽度。差分
放大电路的组成及工作原理
2、4 放大电路的组成及工作原理 参考教材:《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安:西安电子科技大学出版社 一、教学目标及要求 1、通过本次课的教学,使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型,掌 握放大电路的组成元器件及各元器件的作用,理解放大电路的工作原理。 2、通过本节课的学习,培养学生定性分析学习意识,使学生掌握理论结合生活 实际的分析能力。 二、教学重点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 三、教学难点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 四、教学方法及学时 1、讲授法 2、1个学时 五、教学过程 （一）导入新课 同学们,上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性,比如说晶体管的输入输出特性等,在这里,我要强调一下,我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上,而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性,我们知道,当晶体管的外部工作条件不同时,晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为:放大区、截止区、饱与区,其中放大区就是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家就是否还记得,晶体管工作在放大区时所需要的外部条件就是什么不(发射结正偏,集电结反偏)？这节课,我们将要进入一个晶体管工作在放大区时,在实际生活中应用的新内容学习。 2、4放大器的组成及工作原理 一、放大的概念 放大: 利用一定的外部工具,使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中,利用扩音机放大声音,就是电子学中最常见的放大。其原理框图为: 声音声音 扩音器原理框图 由此例子,我们知道,放大器大致可以分为:输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分,它主要用于放大小信号,其输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一就是信号不失真,二就是要放大。 二、基本放大电路的组成
数字功放原理
数字功放原理 数字功放也称D类功放，与模拟功放的主要差别在于功放管的工作状态。传统模拟放大器有甲类、乙类和甲乙类、丙类等。一般的小信号放大都是甲类功放，即A类，放大器件需要偏置，放大输出的幅度不能超出偏置范围，所以，能量转换效率很低，理论效率最高才25% 。乙类放大，也称B类放大不需要偏置，靠信号本身来导通放大管，理想效率高达78.5%。但因为这样的放大，小信号时失真严重，实际电路都要略加一点偏置，形成甲乙类功放，这么一来效率也就随之下降，虽然高频发射电路中还有一种丙类，即C类放大，效率可以更高，但电路复杂、音质差，音频放大中一般都不用，这几种模拟放大电路的共同的特点是晶体管都有工作在线性放大区域中，它按照输入音频信号大小控制输出的大小，就像串在电源与输出间的一只可变电阻，控制输出，但同时自身也在消耗电能。 数字功放的功放管工作在开关状态，理论状态晶体管导通时内阻为零，两端没有电压，当然没有功率消耗；而截止时，内阻无穷大，电流又为零，也不消耗。所以作为控制元件的晶体管本身不消耗功率，电源的利用率就特别高。 图1是数字D类功放的工作原理框图。D类功放处理的是经脉宽调制（PWM）的音频数字信号，声音信息埋藏在脉冲的占空比或脉冲密度中。 图示是音频信号的一种PWM调制方法，最为直观；较多采用的是以脉冲密度来表示信号大小的，脉冲密度大的地方，表示电压高；稀的地方，电压就低。双向信号可用其它方式调制，如占空比50%，即脉冲
宽度与间隔宽度1：1，表示信号幅值为零；占空比大于50% ，幅度为正，这时数值越大，正幅度越高；占空比小于50%，幅度为负，越小越负。因为这种信号并不需要与外接设备直接相连，也就不需要格式完全统一，各厂可按自行研发的最佳方案调制。 音频PWM编码可以从两种途径获得，一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频。二是对其它编码的数字音频，如CD的PCM编码，通过数字信号处理技术变换成PWM码。获得后用此信号去控制大电流的开关型功率MOSFET由功率管输出一个大能量的PWM码。输出电压的大小由电源电压高低决定，输出的电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定。功率管工作在开关状态，只要开关特性好，线性要求几乎没有，制造成本比音响对管低，工业控制上这类MOSFET已用得很普遍，取材方便。由于开关管导通时的饱和压降和截止时的漏电流也会损失一些电能，但总效率仍有百分之九十几，为各类放大电路效率之冠。 开关晶体输出的是脉宽调制波形，要成为可听的模拟音频信号，还需经过一路带宽为20KHz的低通滤波器，滤去脉冲波形中的高频成分，见图3，一般说来功放的输出电压对选取电容的耐压不成问题，只是电感最大允许电流要设计正确。
汽车起重机构造与原理
汽车起重机构造与原理 一、汽车起重机基本术语 1、汽车起重机 起重作业部分安装在专用或通用汽车底盘上的起重机。参见图一 2、整机。 具有齐全的上车、下车及附属装置的起重机。 3、上车(起重机部分) 包括回转支承及其以上的全部机构的总和。 4、下车(运载车部分) 回转支承以下部分，包括底架、底盘、支腿等各部件、机构和装置的统称。(包括支腿在内的装载上车而行走的运载车)。 5、起重性能参数（参见表一） 5.1起重量：起吊物体的质量。 5.2总起重量：起吊物体的质量与取物装置质量之和。 5.3额定总起重量 起重机在各种工况和规定的使用条件下所允许起吊的最大总起重量。(工况，指不同的臂长和仰角；规定的使用条件，如打支腿、地面的平整度、风力、设备状况等规定的使用条件) 5.4最大额定总起重量 起重机用基本臂处于最小额定幅度，用支腿进行作业所允许的额定总起重量，并以此作为起重机的名义起重量。 6、幅度（参见图二、图三） 6.1幅度：起重机空钩时，回转中心垂线与吊钩中心之间的水平距离。 6.2工作幅度：起重作业时，回转中心垂线与吊钩中心之间的水平距离。 6.3最小工作幅度：起重机处于最大仰角时的工作幅度。 6.4额定幅度：某一额定总起重量所允许的最大工作幅度。 6.5最小额定幅度：最大额定总起重量所允许的最大工作幅度。 7、起重力矩：总起重量与相应的工作幅度的乘积。 8、起升高度：起重机起升到最高位置时，起重钩钩口中心到支承地面的距离。 9、倍率：动滑轮组的承载钢丝绳数与引入卷筒的钢丝绳数之比。 10、起升速度：平稳运动时，起吊物体的垂直位移速度。 10.1单绳速度：动力装置在额定转速下，在卷筒计算直径处第n层的钢丝绳速度。 10.2起重钩的起升(下降)速度 钢丝绳单绳速度除以起升滑轮组倍率得到的值。 11、变幅时间(速度) 变幅作业时，幅度从最大(最小)变到最小(最大)所用的时间。 12、最大回转速度 空载状态下，基本臂在最大仰角时，所能达到的最快回转速度。 13、起重臂伸(缩)时间(速度) 空载状态下，起重臂处于最大仰角，使吊臂由全缩(伸)状态运动到全伸(缩)状态所用的时间。 14、支腿收放时间(速度) 支腿以全收(放)状态，运动到全放(收)状态所用的时间。 15、仰角：（参见图二、图三） 在起升平面内，起重臂纵向中心线与水平线的夹角。 16、副臂安装角：（参见图二、图三） 起重机主臂轴线与副臂轴线在起升平面内的夹角。 17、起重臂长： 沿起重臂轴线方向，其根部销轴中心到头部定滑轮组中心的轴线距离。 18、起重特性曲线： 表示起重机作业性能的曲线。 18.1起重量特性曲线（参见表一） 在以总起重量和工作幅度为坐标轴的直角坐标系中，以一定臂长在不同工作幅度时的额定起重量为坐标点编制的曲线。
音频功率放大器设计详解
音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高 音10kHz处有±12dB的调节范围。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输
出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低
放大电路原理
放大电路原理 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频；接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析；二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器 低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 （ 1 ）共发射极放大电路 图 1 （ a ）是共发射极放大电路。 C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。 1 、 3 端是输入， 2 、3 端是输出。 3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 （ b ），动态时交流通路见图 1 （ c ）。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。
（ 2 ）分压式偏置共发射极放大电路 图 2 比图 1 多用 3 个元件。基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的； RE 则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极真正的输入电压是RB2 上电压和 RE 上电压的差值，所以是负反馈。由于采取了上面两个措施，使电路工作稳定性能提高，是应用最广的放大电路。 （ 3 ）射极输出器 图 3 （ a ）是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 （ b ）是它的交流通路图，可以看到它是共集电极放大电路。
浅谈音响功放的工作原理
浅谈音响功放的工作原理 音响中的功放是整个音响设备中的关键部件,所以音响发烧友们都在其上不惜花费人力物力财力进行"摩机",在电源部分,电路的整体布局,用料等方面进行不断改良.本人并不是超级发烧友,充其量算是一位音响爱好者吧,为此在这里我就以一个音响爱好者的身份谈一谈我对音响功放的看法. 功放分胆机与石机,先讨论石机.石机最初的功放为甲类功放,这类功放的功放管的工作点选在管子的线性放大区,所以就算在没有信号输入的情况下,管子也有较大的电流流过,且其负载是一个输出变压器,在信号较强时由于电流大,输出变压器容易出现磁饱和而产生失真,另外为了防止管子进入非线性区,此类放大器往往都加有较深度的负反馈,所以这种功放电路效率低,动态范围小,且频响特性较差.对此人们又推出了一种乙类推挽式功率放大器,这类功放电路其功放管工作在乙类状态,即管子的工作点选在微道通状态,两个放大管分别放大信号的正半周和负半周,然后由输出变压器合成输出.所以流过输出变压器的两组线圈电流方向相反,这就大大地减少了输出变压器的磁饱和现象.另外由于管子工作在乙类状态,这样不仅大大的提高了放大器的效率且也大大的提高了放大器的动态范围,使输出功率大大提高.所以这种功放电路曾流行一时.但人们很快发现,此种功电路由于其功放管工作在乙类工作状态,所以存在小信号交越失真的问题,而且电路需使用两个变压器(一个输出变压器,一个输入变压器),由于变压器是感性负载,所以在整个音频段内,负载特性不均衡,相移失真较严重.为此人们又推出了一种称为OTL的功率放大电路.这种电路的形式其实也是一种推挽电路形式,只不过是去掉了两个变压器,用一个电容器和输出负载进行藕合,这样一来大大的改善了功放的频响特性.晶体管构成的功放电路有了质的飞跃,后来人们又改良了此种电路,推出了OCL和BTL电路,这种电路将输出电容也去掉了,放大器与扬声器采取直接藕合方式,直到现在由晶体管组成的功放电路,其结构基本上是OCL电路或BTL电路.OCL电路与OTL电路不同之处是采取了正负电源供电法,从而能将输出电容取消掉.BTL电路是由两个完全独立的功放模块搭建组成,如图C所示.IC1放大输出的信号一部分通过IC2反相输入端,经IC2反相放大输出,负载(扬声器)则接在两放大器输出之间,这样扬声器就获得由IC1和IC2放大相位相差180度的合成信号了. 不论是OCL或BTL功放电路,由于其去除了输出变压器和输出电容器,使放大器的频响得到展宽。与扬声器配接方面，当功率放大器连接一个标称阻抗低于
运算放大器工作原理是什么
运算放大器工作原理是什么? 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。 开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如下： Vout = ( V+ -V-) * Aog 其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益（open-loop differential gai 由于运算放大器的开环回路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。 闭环负反馈
音频小信号功率放大
摘要 本次电路设计课题是音频小信号放大电路，它属于模拟电路课程设计，所以实验中就需要用到大量的模拟电路知识。对于音频小信号放大电路它是由两级放大电路组成，第一部分是运用到了两级负反馈放大电路，旨在放大电压，第二部分OCL功率放大电路采用复合三极管，目的放大电路电流。两部分放大电路的设计根本目的就是为了将小信号放大为一个大信号而不失真。失真这是设计音频放大电路中的一个难点，电路的巧妙设计可以有效的避免失真，电容的运用是解决失真的关键。
目录 1 选题背景 (2) 1．1 指导思想 (2) 1．2 方案论证 (2) 1．3 基本设计任务 (2) 1．4 发挥设计任务 (2) 1．5电路特点 (3) 2 电路设计 (3) 2.1 总体方框图..................................... 错误！未定义书签。 2.2 工作原理 (3) 3 各主要电路及部件工作原理 (3) 3.1 第一级—输入信号放大电路 (4) 3.2 NE5532简要说明................................. 错误！未定义书签。 3.3 第二级—功率放大电路........................... 错误！未定义书签。 3.4 直流信号过滤电路 (6) 4 原理总图 (7) 5 元器件清单 (7) 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (7) 6.1 仿真检查 (8) 6.1.1第一级仿真检查 (8) 6.1.2第二级仿真检查 (9) 6.2 通前电检查 (10) 6.3 通电检查 (10) 6.3.1第一级电路检查 (10) 6.3.2第二级电路检查 (10) 6.3.3完整电路检查 (10) 6.4 结果分析 (10) 7 小结 (10) 8 设计体会及今后的改进意见 (11) 8.1 体会 (11) 8.2 本方案特点及存在的问题 (11) 8.3 改进意见 (11) 参考文献 (12)
运算放大器的工作原理
运算放大器的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
运算放大器的工作原理 放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 运算放大器原理 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括 一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回
功率放大器原理功率放大器原理图
袁蒁膃蚇腿肀肃功率放大器原理功率放大器原理 图 芃蚆葿艿袂薇蒆要说功率放大器的原理，我们还是先来看看功率放大器的组成：射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。 射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。 螆肇葿蚄蚆芈羁功率放大器原理 衿蚈膂袆袆膁螁高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在“低频电子线路” 课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。 高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。 我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。 近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率
D 类放大高效率音频功率放大器电路图原理
D类放大高效率音频功率放大器电路图原理为提高功放效率，以适应现代社会高效、节能和小型化的发展趋势，以D类功率放大器为核心，以单片机89C51和可编程逻辑器件（FPGA）进行控制及时数据的处理，实现了对音频信号的高效率放大。系统最大不失真输出功率大于1W,可实现电压放大倍数1~20连续可调，并增加了短路保护断电功能，输出噪声低。系统可对功率进行计算显示，具有4位数字显示，精度优于5%。 传统的音频功率放大器主要有A类（甲类）、B类（乙类）和AB（甲乙类）。A类功率放大器在整个输入信号周期内都有电流连续流过功率放大器件，它的优点是输出信号的失真比较小，缺点是输出信号的动态范围小、效率低，理想情况下其最高效率为50%.B类功率放大器在整个输入信号周期内功率器件的导通时间为50%,它的优点是在理想情况下效率可达78.5%,但缺点是会产生交越失真，增加噪声。AB类（甲乙类）功率放大器是以上两种放大器的结合，每个功率器件的导通时间在50%~100%之间，兼有甲类失真小和乙类效率高的特点，其工作效率介于二者之间。传统音频功率放大器效率偏低，体积偏大的缺点与音频功率放大高效、节能和小型化的发展趋势的矛盾，催生了D类（丁类）音频功率放大器出现和发展。本系统即采用D类功率放大实现，并用单电源供电，符合现代社会对电源小巧、便携要求的实际需要。 1系统方案论证与选择 1.1整体方案 方案①：数字方案。输入信号经前置放大调理后，即由A/D采入单片机进行处理，三角波产生及与音频信号的比较均由软件部分完成，然后由单片机输出两路完全反向的PWM 波给入后级功率放大部分，进行放大。此种方案硬件电路简单，但会引入较大数字噪声。 方案②：硬件电路方案。三角波产生及比较、PWM产生仍由硬件电路实现，此方案噪声较小、且幅值能做到更大，效果较好，故采用此方案。 1.2三角波产生电路设计 方案①：利用NE555产生三角波。该电路的特点是采用恒流源对电容线性冲、放电产生三角波，波形线性度较好、频率控制简单，信号幅度可通过后加衰减电位器控制。 方案②：对方波积分产生三角波。积分器与比较器级联，通过对比较器产生的方波积分得到三角波，频率与幅值控制只需调整某些电阻值，控制简单。但考虑积分电路存在积分漂移。 此处采用选择方案①。
功率放大器的设计
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1003班 指导教师：葛华工作单位：信息工程学院 题目: 功率放大器的设计 初始条件： 计算机、Proteus软件、Cadence软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习Proteus软件和Cadence软件。 （2）设计一个功率放大器电路。 （3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2013.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2013.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.17-11.21对功率放大器进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2013.11.22 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 功放的工作原理及分类 (1) 1.1功放的工作原理 (1) 1.2功放的分类 (1) 2 软件介绍 (2) 2.1 Proteus (2) 2.1.1 Proteus简介 (2) 2.1.2工作界面 (2) 2.1.3 对象的放置和编辑 (3) 2.1.4 连线 (4) 2.2Cadence软件 (4) 2.2.1 Cadence简介 (4) 2.2.2 Cadence软件的特点 (4) 2.2.3电路PCB的设计步骤 (4) 3 设计方案 (6) 3.1 运算放大电路的设计 (6) 3.2 功率放大电路的设计 (7) 3.3 音频功率放大电路 (9) 3.4方案总结及仿真 (10) 4 Candence软件操作 (11) 4.1 Cadence画电路原理图 (11) 4.2 布线及PCB图 (11) 4.2.1布线注意事项 (11) 4.2.2 PCB制作 (12) 5.心得体会 (14) 6.参考文献 (15)
功率放大器,功率放大器的特点及原理
功率放大器,功率放大器的特点及原理是什么? 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 一、功率放大器的特点 向负载提供信号功率的放大器，通常称为功率放大器。功率放大器工作时，信号电压和电流的幅度都比较大，因此具有许多不同于小信号放大器的特点。 l．功率放大器的效率 功串放大的实质是通过晶体管的控制作用，把电源提供给放大器的直流功率转换成负载上的交流功率。交流输出功串和直流电源功率息息相关。一个功率放大器的直流电源提供的功率究竟能有多少转换成交流输出功率呢？我们当然希望功率放大器最好能把直流功率（PE= EcIc）百分之百转换成交流输出功率（Psc＝Uscisc）实际上却是不可能的。因为晶体管自身要有一定的功率消耗，各种电路元件（电阻、变压器等）要消耗一定的功率，这就有个效率问题了。放大器的效率η指输出功率Psc与电源供给的直流动率PE之比，即通常用百分比表示： η=Psc/PE 通常用百分比表示： η=Psc/PE×100% 效率越高，表示功率放大器的性能越好。 晶休管在大信号工作条件下，工作点会上下大幅度摆动。一旦工作点跳出输入或输出特性曲线的线性区，就会出现非线性失真。所以对声频功率放大器来说，输出功率总要和非线性失真联系在一起考虑。一般声频功率放大器都有两个指标棗最大输出功率和最大不失真输
功率放大器的基本工作原理_共7页
一．功率放大器的基本工作原理 A 类扩音机的输出级中两个（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 声器发声。 A 类放大方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失 真 （ Switching Distortion ），即使不采用负反馈，它的环路失真仍十分低，因此被认为是声 音最理想的放大线路设计。但凡事总是有利亦有弊， A 类放大的缺点是效率低，因为无讯 号时仍有较大电流流入，扩音机产生高热量和浪费功率，这种功率正如输出级的热量一样 完全消散，但却没输到负载，当讯号电平增加时有些功率可进入负载，但许多仍转变为热 量。 A 类放大器是一种最浪费能量的设计，只要一开机它的耗电量最高，播放音乐时，效 率约为百分之50,即一半功率变为热量浪费。如果不计较上述的缺点， A 类扩音机是重播 音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足 以补偿它的缺点。为了有效处理散热问题， A 类扩音机必须采用大型沉热器，有些大功率 设计还需要风扇散热。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流,一部 25瓦的 A 类扩音机供电器的能力至少够 100瓦AB 类扩音机用。所以 A 类机的体积和重量都比 AB 类大，这令制造成本增加，售价当然较贵，一般而言 A 类扩音标机的售价约为同等功 率A B 类机的两倍或以上。 B 类放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率，当有 讯号时每 对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输 出晶体管转换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。纯 B 类扩音机较少，因为在讯号 非常低时失真十分严重，因交越失真令声音变得粗糙。 B 类扩音机的效率平均约为百分之 75,产生的热量较 A 类机低，允许用较小的散热器，这类放大工作当其输出为最大功率的 40.5%,扩音机内消耗的功率最高,这时为百分之 50,输出功率较低和较高时则效率增加, 因此供电器可以比 A 类机小。 AB 类工作达成性能的妥协，大多数 B 类扩音机都不是用纯 B 类工作，通常有两个偏 压，在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管，这类扩音机在讯号小时用 A 类工作，获得 最佳线性，当讯号提高到某一个电平时自动转为 B 类工作获得较高的效率。普通机十瓦的 AB 类大约在5瓦以内用 A 类工作，由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦，因此 AB 类 B 类，这种设计可以 AB 类扩音机将偏 A 类 机，但产生的热 可变偏流式扩音机：可变偏流扩音机据知是美国 Threshold 公司最先发展，八十年代 日本厂家却普遍采用并创造出多种不同的名称，这种设计是利用一个线路探测输入讯号电 压，根据电 压的高低自动改变偏流，讯号电压愈低偏流愈高，等于 A 类工作，讯号电压愈 高偏流愈低达成 B 类工作，这种偏流的变化是连续性，可将交越失真减至最少。理论上这 种设计颇为理想，但这类扩音机常因偏流探测线路与伺服控制线路本身工作不准确而导致 额外的失真，能真正达到接近 A 类音质的产品不多。 C 类放大不适合 HI-FI 用，C 类（丙类）放大器较少听闻，因为它是一种失真非常高 的放大 器，只适合在通讯用途上使用。 A 类输出晶体管百分之百时间都在工作， B 类输出 晶HP 曰 扩音机在大部分时间是用 A 类工作，只在出现音乐瞬态强音时才转为 获得优良的音质和提高效率减少热量，是一种颇为合逻辑的设计。有些 流调得甚高，令其在更宽润的功率范围内以 A 类工作，使声音接近纯 量亦相对增加。
起重机的机械组成及工作原理
起重机的组成及工作原理 起重机由驱动装置、工作机构、取物装置、操纵控制系统和金属结构组成。通过对控制系统的操纵，驱动装置将动力的能量输入，转变为机械能，在传递给取物装置。取物装置将被搬运物体与起重机联系起来，通过工作机构单独或组合运动，完成物体搬运任务。可移动金属结构将各组成部分连接成一个整体，并承载起重机的自重和吊重。 起重机的组成及工作原理 图2-3起重机的工作原理 一、驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备。常见的驱动设备有电力驱动、内燃机驱动和人力驱动等，电能是清洁、经济的能源，电力驱动是现代起重机的主要驱动方式。 二、工作机构 工作机构包括：起升机构、运行机构。 a)起升机构是用来实现物体的垂直升降的机构是任何起重机部可缺少的部分，因此它是起重机最主要、最基本的机构。 b)运行机构是通过起重机或起升小车来实现水平搬运物体的机构，可分为有轨运行和无轨运行。 三、取物装置 取物装置是通过吊钩将物体与起重机联系起来进行物体吊运的装置。根据被吊物体不同的种类、形态、体积大小，采用不同种类的取物装置。合适的取物装置可以减轻工作人员的劳动强度，大大提高工作效率。防止吊物坠落，保证工作人员的安全和吊物不受损伤时对取物装置安全的基本要求。 四、金属结构 金属结构是以金属材料轧制的型钢和钢板做为基本构件，通过焊接、铆接、螺栓连接等方法，按一定的组成规则连接，承受起重机的自重和载荷的钢结构。
金属结构的重量大约是整台起重机的40%-70%左右，重型起重机可达到90%；金属结构按照它的构造可分为实腹式和格构式两类，组成起重机的基本受力构件。起重机金属结构的工作特点有受力复杂、自重大、耗材多和整体可移动性。起重机的金属结构是起重机的重要组成部分，它是整台起重机的骨架，将起重机的机械和电气设备连接组合成一个有机的整体，承受和传递作用在起重机上的各种载荷并形成一定的作业空间，以便使起吊的重物搬运到指定的地点。 五、控制操纵系统 通过电气系统控制操纵起重机各机构及整机的运动，进行各种起重作业。 控制操纵系统包括各种操纵器、显示器及相关元件和线路，是人机对话的接口。该系统的状态直接影响到起重机的作业、效率和安全等。 起重机与一般的机器的显着区别是庞大、可移动的金属结构和多机构组合工作。间歇式的循环作业、起重载荷的不均匀性、各机构运动循环的不一定性、机构负载的不等时性、多人参与的配合作业的特点，又增加了起重机的复杂性、安全隐患多、危险范围大。 纽科伦（新乡）起重机有限公司
音频功率放大器实验报告
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
功放的工作原理与作用
功放的工作原理与作用 功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，以推动扬声器放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。 功放作为各类音响器材中的大块头，它主要是将音源器材输入的较弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也不尽相同。 汽车功放电路图 汽车音响系统跟家用音响一样，使用功率放大器才能使整个系统完整。如果是刚接触汽车音响的人，对于在汽车中也安装功率放大器，甚至是安装多个功率放大器，可能会觉得不可思议。这个要从汽车自身来讲开，因为汽车的电源电压一般只有14.4V，功率(P)＝电压(U)x电流(I)，最多能达到4x55W。如果只用主机自身的功率放大器，只能推动功率小的扬声器，而且音量开大就会失真，声音听起来生硬，缺乏弹性。人耳听觉是有限度的，其下限比所能听到的音量上限还要少，这个可解释为何声音在一开始时感觉比较强烈，慢慢会觉得微弱下去。要让任何声音达到最逼真的状态，对于目前技术还无法解决。挡风玻璃，内装饰，发动机以及车底盘和轮胎在路面行驶时所发出的噪音，对聆听环境造成不可忽视的影响。只能加装功率放大器，才能解决低声压级和后级功率不足的缺陷，来重播音乐的全部信息。如果车用功率放大器内部使用逆变电源，将电源电压提高到40V左右，功率也会随之得到提高，这样便可推动大功率扬声器。由于储备功率加大，提高音量就不会产生失真，音质有力且富有弹性。尤其在推动大尺寸的低音扬声器时，低音区更加延伸，声音变得丰满，这样这个难题就能迎刃而解。
实际上功放是高保真地还原音频信号。我们来打个简单的比方，其实功放就好比复印机工作。为何要把这两个风马不相及的概念扯在一块，听我仔细一一道来。它们的实质作用都是复制某物，正如复印机可以把较小的纸张复印成较大的纸张。假如你去复印A4的纸张原件，那么你除了可以得到A4纸张的复印件，还可以得到A3或A1，甚至更大的纸张，新的复印件其实就是就是原件的放大版，这个你自己根据需要可以去控制调节。功放酷似复印机，复印件并非本源的原件。经过功放加工的信号就是原音频的还原加强版，音量比源音频输入要大。它改变的只是音频输入的音量，而音色并无改变。如果它的音色也改变了.那么它的波长及频率也相应有所改变。对于此话题本文将不做详细且有深度的阐述。这个比方通俗易懂，恰如其分。现在，我想大家对于功放应该有了大致的认识。总而言之.车载功放就是把输入端(主机、CD播放机等等)的音频输入还原放大，同时使它达到足够的强度，以至于能够带动喇叭工作。 功率放大器的工作原理就是靠电压来控制电流通道的大小来达到控制电流大小的目的。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流，其控制作用用跨导表示，即栅极变化一毫伏，源极电流变化一安，就称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率的输出，并非真的将功率放大了！它们是转化的电源功率，而不是对能量的放大。以我们目前的技术我们还是要遵守能量守恒定律的。