1、典型OTL音頻功率放大器組裝與維修場景描述OTL電路的主要特點有是采用單電源供電方式, 輸出端直流電位為電源電壓的一半；輸出端與負載之間采用大容量電容耦合,揚聲器一端接地，具有恒壓輸出特性。本任務流程如圖311所示。圖311 任務流程圖準備實作材料準備實訓工具OTL原理熟悉OTL功放組裝OTL功放的調試OTL功放維修一、實訓工具及器材準備完成本次實訓任務所需工具及器材見表311。表311 拆裝與檢修動圈式揚聲器實訓工具及器材準備工具名稱規(guī)格或型號數量備注萬用表MF47型1或其他型號的萬用表電烙鐵35W1內熱式或外熱式電烙鐵均可梅花螺絲刀3×401一字螺絲刀3×401美工刀1

2、MP3等信號源1尖鑷子1助焊濟和焊錫適量二、簡易OTL音頻功率放大器組裝（一）電路原理的熟悉圖312 簡易OTL功放電路原理圖 1、電路特點本功放電路結構簡單，元件易購，成本低廉，原理典型，非常適合初學者組裝學習。電路包括：A.電壓放大器：將輸入的微小音樂信號加以放大，通常采用共射級放大，圖中以VT1、VT2為核心組成的放大電路完成電壓放大功能。 B.功率放大：功率放大級電路是用來提高電路的工作效率，通常共射級放大的輸出電流很小，所以通過功放部分來推動喇叭。圖中以VT3、VT4為核心組成的電路完成功率放大功能。 C.偏壓裝置：偏壓裝置為功率三極管提供正向偏壓，使功率放大級電路工作于AB類放大狀

3、態(tài)，防止產生交越失真。圖中VD5和R8為功放提供偏壓，其中VD5具有負溫特性，用以補償功放管因溫度升高引起電流增大。改變R8的阻值可以改變功放管的靜態(tài)電流。 D.負反饋電路：利用負反饋的特性，控制整個放大電路的增益，提高電路穩(wěn)定性。其中R4為放大器提供交直流負反饋，R5、C4對反饋的交流信號起分流作用，改變R4與R5的比值可以改變放大器的增益。2、電路原理和各元件的作用音量控制：由RP電位器調節(jié)，根據串聯電路的分壓原理知，當旋轉電位器時獲取的輸入電壓將發(fā)生改變，從而改變了音量的大小。 第一級共射極放大器：由R1、R2、R3、R4、R5、C3、C4、VT1組成。R1、R2為VT1提供偏置電壓，改

4、變二者的比值可以改變功放輸出點的電壓（正常要求為電源電壓的一半）。C3為輸入隔直耦合電容。R3是VT1的負載電阻，VT1和VT2是直流耦合，通過C3輸入的信號經VT1放大后，直接送到VT2進行放大。直流耦合就等于直接耦合，所以，信號傳輸沒有損耗，電路工作效率很高。C4、R4、R5組成負反饋電路，對于直流而言，C4表現出無窮大的阻抗，這可以使直流工作點非常穩(wěn)定。對交流來說，C4相當于短路，R4和R5的比值決定了放大倍數。R5為零歐姆時，增益最大，靈敏度極高。我們一般可以根據實際情況在10-100歐姆中取值。 第二級共射極放大：以VT2為核心構成的放大電路。VT2是推動級放大管。輸入信號經過VT1

5、、VT2兩級放大后，具備了驅動VT3、VT4（輸出級）的能力。本功放電路只有三級，主要由第一二級（VT1、VT2）決定最大放大倍數，第三級（VT3、VT4）決定最大電流的驅動能力，想要電路放大倍數大，VT1、VT2要選放大倍數大的三極管，想要帶負載能力強，VT3、VT4應該用大功率大電流的三極管，當然，放大倍數也不能太小。C6是中和電容，起高頻負反饋作用，該電容主要是為了減小高頻的增益，當高頻過強時，聽起來會感覺聲音尖、剌耳，當高頻增益太強時，甚至出現高頻寄生振蕩，嚴重影響功放電路效率和音質。該電容一般取值在47-4700PF之間，要求不嚴時也可以取消。 VT3、VT4這對末級互補輸出對管在工

6、作時會發(fā)出較大的熱量。改變R8可以改變VT3、VT4的工作電流，隨著溫度的升高，VT3、VT4的電流還會自動變大，電流變大就會更加發(fā)熱，更加發(fā)熱就會電流更加變大，這是一個惡性循環(huán)，所以，要求嚴格時，R8應該使用負溫度系數的熱敏電阻，并且緊挨著VT3、VT4感受溫度來補償VT3、VT4的電流變化。R8和VD5、R6和R7、VT3的CE極三部分共同組成VT3、VT4的偏置電路，保證VT3、VT4在無信號時輸出中點電壓。R8和VD5千萬不能開路，否則VT3、VT4會有很大的基極電流，導致VT3、VT4的集電極電流劇增，立即發(fā)熱燒壞。但是，R8和VD5的分壓也不能太低，否則，在小信號時會聽出明顯的截止

7、失真（和交越失真相同）。這種失真只在小信號時才有明顯的反應。在高檔功放電路中，VD5和R8會用其它元件代替，同時還會引入溫度補償。R6、R7主要是給VT3、VT4提供基極偏置電流。當信號正半周時，VT3基極電壓會上升，R6、R7兩端的電壓會變小，將不能給VT3提供足夠大的基極電流。由于C5自舉電容的出現，信號正半周時會將C5的正極電壓也“舉”高，這就可以通過R7給VT3提供較大的基極電流。因此，R6、R7也是自舉電路的一部分。C5叫做自舉電容，在信號的正半周，將R7供電電壓舉高，高于電源電壓。如果R7沒有較高的供電電壓，就會讓VT3在信號正半周峰值時基極電流變小，電流輸出能力急劇下降，造成信號

8、頂部失真。這種失真只會在大信號時才會發(fā)生。C7是輸出耦合電容。有音頻信號輸入時，VT3、VT4的發(fā)射極電壓會有大幅度變化的信號，這個信號中有一個直流分壓存在，不能直接加到喇叭上，必須經過一個隔直流通交的電容隔開。R9和C8組成輸出高頻補償電路。R9取值應在1-10歐之間，不能太小，否則，相當于高頻對地短路了；也不能太大，否則，C8就起不到應有的作用。C8是輸出高頻補償電容。喇叭屬于電感性負載，對于高頻信號來說，喇叭的等效阻抗要比低頻高得多，同時高頻信號更容易通過分布電容向四處傳輸，這很可能讓電路產生高頻信號正反饋，產生高頻振蕩或者高頻寄生振蕩，從而影響音質，甚至燒毀功放電路。因此，C8可以讓電

9、路在高頻時的輸出阻抗也得以降低，防止信號非正常的反饋，使整個電路進入平衡穩(wěn)定的工作狀態(tài)。實際應用中，該電容對音質影響較大，特別是在一些高檔功放中（含集成電路功放），有的電路中如果沒有這個電容，甚至完全無法工作。該電容一般取值在104-204之間，并且一般都要串聯一個1-10歐姆的電阻。VD1-VD4組成橋式整流電路，當輸入交流電的時候，完成整流功能，將交流電變成直流電。當輸入直流電的時候，其極性轉化作用，無論輸入直流電的正負極如何，都能將其轉化為正確的供電電壓，供電電壓按該電路的參數應取7.5-9V，輸入電壓越高，功率越大，但功放管VT3、VT4發(fā)熱越嚴重，其靜態(tài)電流相應增大，需減小R8的阻值

10、來調節(jié)靜態(tài)工作電流。一般供電不要超過12V，否則VT3、VT4很容易過載燒壞。C1、C2組成濾波電路。C1電源低頻濾波電容，主要作用是濾除電源交流聲，同時給交流信號提供電流回路，該電容的容量應該取得比較大，這樣才有較好的效果。C2是電源高頻濾波電容，主要作用是濾除高頻雜音，同時也可以給高頻交流信號提供電流回路，讓高音效果改善，也起防止產生高頻振蕩的作用。該電容應選擇滌綸電容等高頻特性較好的電容，容量一般在473-474之間。（二）電路材料的準備請參考元件清單進行序號電路代號元件名稱規(guī)格、型號數量備注1VD1-VD4二極管1N40044可用1N40072VD5二極管1N41481可用其它二極管代

11、3VT1三極管90151小功率PNP管4VT2三極管90141小功率NPN管5VT3三極管90131注意與VT4配對6VT4三極管90121注意與VT3配對7C1電解電容器1000F/16V1可大于1000F8C2滌綸電容器1041高頻濾波用9C3電解電容器3.3F/16V1輸入耦合電容10C4電解電容器100F/16V1交流旁路電容11C5電解電容器220F/16V1自舉電容12C6瓷片電容器1011高頻負反饋電容13C7電解電容器470F/16V1輸出耦合電容14C8滌綸電容器1041輸出高頻補償電容15R1電阻器150K 1/4W1可用200K可調16R2電阻器100K 1/4W1輸入級

12、分壓式偏置17R3電阻器10K 1/4W1輸入級負載電阻18R4電阻器2K 1/4W1交直流負反饋電阻19R5電阻器22 1/4W1增益控制電阻20R6電阻器220 1/4W1功放偏置電阻21R7電阻器220 1/4W1功放偏置電阻22R8電阻器47 1/4W1可用100可調23R9電阻器10 1/4W1也可用1/2W24RP電位器10K1可選立式電位器25IN蓮花插座單孔1注意安裝腳位26Y揚聲器1W/81可用4寸揚聲器27電路板定做PCB板1也可用萬能板28電池9V疊層電池1用內阻小的電池29電池座9V疊層電池用1為帶線電池座30導線連接揚聲器等若干0.5mm2軟銅線表3-1-2 簡易OT

13、L功放元件清單（三）電路的裝配下圖分別為印板圖、裝配圖和元件布局圖，大家可參照安裝，注意裝配工藝。 圖313 簡易OTL功放PCB與元件分布圖三、OTL功放的調試將電路板A點銅箔斷開，在斷開點接入萬用表，使用5mA檔檢測電流，改變R8的值（可使用可調電阻代替），使電流不超過1mA，以略大于0最佳，過大則發(fā)熱大，沒有會產生交越失真。第一步：調節(jié)功放級靜態(tài)電流將萬用表黑表筆接地，紅表筆接輸出耦合電容C7正端，調整R1的阻值，使功放輸出端靜態(tài)直流電壓為電源電壓的1/2。如果該點電壓不為電源電壓的1/2，在大功率時將提前出現失真，使不失真輸出功率減小。第二步：調節(jié)功放輸出端直流電壓將功放板接上揚聲器和

14、電源，為功放電路輸入音樂信號，電源可使用9V疊層電池提供。改變R4和R5的比值，感受一下功放電路的放大倍數有何變化。第三步：調節(jié)電路增益圖314 OTL功放的調試三、OTL功放的維修音頻功率放大器由于工作在高電壓，大信號狀態(tài)下，故障發(fā)生率比較高。其主要有完全無聲、無信號聲、聲輕和噪聲等故障。1、完全無聲故障完全無聲故障是指音箱中無任何信號和噪聲。檢測方法：首先，通過視聽確定為完全無聲故障，此時對功放電路而言，首先測量有無直流工作電壓，如沒有直流工作電壓，則要用電壓檢測法檢測電壓供給電路及電源電路。若有直流工作電壓，再測功放電路輸出端直流電壓，如有異常現象，說明有可能是功放電路損壞。故障原因及處

15、理措施：第一，電源電路故障，導致功率放大器無直流工作電壓，檢查電源電路；第二，功放電路擊穿，導致多次燒壞保險絲或使保護電路動作，更換集成功放電路，第三，功放電路開路，更換或修復；第四，功放輸出回路開路，如輸出端耦合電路開路，可更換電容。2、無信號聲故障無信號聲故障是指揚聲器中無信號聲，但有噪聲或電流聲，這說明功放電路直流工作電壓基本正常，并且功放輸出回路沒有開路。檢測方法：通電后，開大音量電位器，干擾動片，音箱中無響聲便說明故障出在功率放大器電路中。這一故障可以表現為左右聲道無聲或只有一個聲道無聲。對于左右聲道無聲故障，主要測量集成功放電路各引腳電壓（重點是前級電路偏置引腳上電壓），有異常時進

16、行重點檢查。另外，用電壓檢查靜噪聲電路是否處于靜噪聲狀態(tài)，對于前置電壓放大級采用分立元器件構成的電路，還要用電壓檢查法檢測這一放大級的直流工作電壓是否正常。對于只有一個聲道無聲故障，如是分立元氣件放大器，可用干擾檢查法縮小故障范圍。對于集成電路放大器，主要測左右聲道對稱作用引腳上的直流工作電壓，進行對比，有異常時進行重點檢查。并且注意，輸入回路元器件銅箔線路是否開路。故障原因幾處理措施：第一，集成功放電路損壞可更換新件；第二，靜躁電路處于靜躁狀態(tài)，如靜躁電容擊穿或嚴重漏電，可更換電容；第三，放大管損壞，可更換新件；第四，前置電壓放大級無直流工作電壓，如退耦合電容擊穿或嚴重漏電，看更換新件；第五

17、，輸入回路耦合電容，電阻開路，更換新件；第六，輸入回路銅箔線路開裂，重新焊好；第七，一個聲道靜躁管擊穿。3、聲音輕故障聲音輕故障的判斷方法同前面介紹的無聲故障判別方法一樣，即在干擾音量電位器動片時，音箱中聲音較輕，便說明故障出 在功率放大器電路中。這一故障也分成左右聲道均和只有一個聲道輕兩種。檢測方法：對于左右聲道功率均輕故障，首先測量功率放大器的直流工作電壓是否偏低。如果偏低，測功放電路的靜態(tài)工作電流，若偏大說明功放電路損壞，如不偏大，說明電源電路有問題。如集成功放電路很熱（燙手），說明有高頻自激或集成功放電路損壞。對于只有一個聲道的聲輕故障，重點檢查交流負反饋網絡是否開路。然后，測量集成功

18、放電路各引腳的 直流工作電壓，進行左右聲道對應作用引腳的電壓對比，有異常現象時重點檢查。另外，一個聲道靜躁管不好（集電極、發(fā)射極之間的內阻很小）也有可能導致一個聲道聲音輕故障。故障原因及處理措施：第一，直流工作電壓低，查電源電路；第二，集成功放電路損壞，更換新件；第三，前置放大管性能不好，更換新件；第四，靜躁管性能不好 更換新件；第五，交流負反饋網絡開路，重焊或更換；第六，前置偏置電壓供給電路故障，如退藕電容漏電，更換新件。4、噪聲或嘯叫故障判斷噪聲故障是否處在功率放大電路中的方法時：將音量電位器關死，如噪聲任然存在或大有減少但沒有消聲失，這說明故障出在功率放大電路中。檢查方法：對交流聲故障，

19、用替代檢查法檢查整機濾波電路和功放電路中的 濾波，退藕電容是否開路或容量變小。對于噪聲故障，主要用替代檢查法檢查各耦和電容是否漏電，以及電路中電解電容是否性能變劣。在排除上述原因后可進行集成電路的代替檢測。對于嘯叫故障，主要是用適當大小的小電容并在功放電路中各消振電容中，以及檢查電源高頻濾波電容。故障原因及處理措施：第一，整機濾波電容開路（交流聲），更換新件：第二，前置電壓放大級電源濾波電容開路（交流聲）更換電容：第三，輸入回路耦合電容漏電或元器件虛焊，更換或重焊：第四，集成功放電路本身損壞更換新件：第五，高頻消振電容失效或電源高頻濾波電容開路更換電容：第六，前置電壓放大器噪聲大，更換新件。相

20、關理論知識一、音頻功率放大器的組成音頻功率放大器是能夠對電壓和電流進行不失真放大的有源電路，在實際應用中通常將其分為前級放大和后級放大兩種。前級放大也稱為前置放大，其主要作用是將音頻信號進行初步的電壓放大，以便其它電路對音頻信號進行處理；而后級放大稱為音頻功率放大，其主要作用是將經過調音臺處理后的信號進行功率放大，以提供足夠大的功率去推動音箱工作。家用音響系統(tǒng)為了減少連接線、縮小體積、降低成本，往往將前置放大和功率放大放在一臺設備內，構成組合式放大器。功率放大器的基本組成如圖315所示。圖315 功率放大器的基本組成方框圖輸入級起著緩沖作用，其輸入阻抗較高，以減小本級電路對前級電路的影響。預激

21、勵級的作用是控制其后的激勵級和功率輸出級兩推挽管的直流平衡，并提供足夠的電壓增益，輸出較大的電壓以推動激勵級和功放級正常工作。激勵級的作用是給功率輸出級提供足夠大的激勵電流及穩(wěn)定的靜態(tài)偏壓。功率輸出級向揚聲器提供足夠的激勵電流，以保證揚聲器正常工作。此外，功率輸出級還向保護電路、功率指示電路提供控制信號，向輸出級提供負反饋信號。二、音頻功率放大器的分類1.按功率放大器與音箱的配接方式分(1)定壓式功放。為了遠距離傳輸音頻功率信號，減少在傳輸線上的能量損耗，該方式以較高電壓形式傳送音頻功率信號。一般有75V、120V、240V等不同電壓輸出端子供使用者選擇。使用定壓功放要求功放和揚聲器之間使用線

22、性變壓器進行阻抗匹配。(2) 定阻式功放。功率放大器以固定阻抗形式輸出音頻功率信號，也就是要求音箱按規(guī)定的阻抗進行配接，才能得到額定功率的輸出分配。2.按功率放大器的使用元件分(1)電子管功率放大器。電子管放大器具有音色柔和、富有彈性和空間感強等優(yōu)點。(2)晶體管功率放大器。晶體管功率放大器具有體積小、功率大、耗能少等特點，技術參數指標很高，具有良好的瞬態(tài)特性等優(yōu)點。這是功放機的主要電路形式。(3)集成電路功率放大器。隨著集成電路生產工藝的成熟，使得集成大功率優(yōu)質功放得以大量應用，它具有結構簡單，功能完善等特點。(4)VMOS功率放大器。場效應管制作的功放具有噪聲低、動態(tài)范圍大、無需保護等特點

23、，性能十分優(yōu)越。3.按晶體管工作特性分(1)A類(甲類)放大器 A類(甲類)放大器，是指電流連續(xù)地流過所有輸出器件的一種放大器。 這種放大器，由于避免了器件開關所產生的非線性，只要偏置和動態(tài)范圍控制得當，僅從失真的角度來看，是一種良好的線性放大器，但效率很低是它的致命弱點。(2)B類(乙類)放大器 B類(乙類)放大器，是指器件導通時間為50的一種工作類別。這類放大器工作效率高，但存在交越失真，即在正負半周的波形連接處，由于晶體管的非線性，波形的合成總是存在著一些不夠平滑的現象。(3)AB類（甲乙類）放大器 AB類(甲乙類)放大器，實際上是A類(甲類)和B類(乙類)的結合，每個器件的導通時間在5

24、0100之間。AB類(甲乙類)放大器在輸出低于某一電平時，兩個輸出器件皆導通，其狀態(tài)工作于A類(甲類)；當電平增高時，一個器件將完全截止，而另一個器件將供給更多的電流。這樣解決了甲類功放效率低和乙類功放存在交越失真的問題。(4)C類(丙類)放大器C類(丙類)放大器，是指器件導通時間小于50的工作類別。這類放大器一般用于射頻放大，很難找到用于音頻放大的實例。(5)D類(丁類)放大器這類放大器的特點是功率器件工作在開關狀態(tài)，理論上效率很高。工作頻率超過音頻，它是通過控制信號的占空比，使它的平均值能代表音頻信號的瞬時電平，這種情況被稱為脈寬調制(PWM)。隨著高頻大功率開關器件生產技術的提高，這類功

25、放將會越來越普遍。 4.按晶體管功率放大器的末級電路結構分(1)OTL電路。OTL電路為單端推挽式無輸出變壓器功率放大電路，通常采用單電源供電，從兩組串聯的輸出中點通過電容耦合輸出信號。與采用輸出變壓器的功放電路相比，具有體積小、重量輕、制作方便等優(yōu)點，性能也較好。(2)OCL電路。OCL電路的最大特點是電路全部采用直接耦合方式，中間既不要輸入、輸出變壓器，也不要輸出電容，通常采用正、負對稱電源供電。該電路克服了OTL電路中輸出電容的不良影響，如低頻性能不好、放大器工作不穩(wěn)定，以及輸出晶體管和揚聲器受浪涌電流的沖擊等。(3)BTL電路。BTL電路的特點是把負載揚聲器跨接在兩組性能相同、輸出信號

26、相位相反的單端推挽功率放大電路之間，這樣在較低的電源電壓下能得到較大的輸出功率。通常采用單組電源供電。三、功率放大器的技術指標一個好的放大器，要求能準確地放大來自各聲源的聲音信號，力求恢復該聲源音質狀況的本來面貌。具體評判一個放大器的好壞，需要有一些具體的、客觀的評判指標，下面對這些指標分別予以介紹。1.輸出功率輸出功率的大小是根據放大器的使用環(huán)境、條件及對象等許多因素決定的，它是功率放大器最基本的一項指標。衡量放大器輸出功率的指標有最大不失真連續(xù)功率、音樂功率和峰值功率等幾種不同的指標。目前公認的指標是“最大不失真連續(xù)功率”，又叫RMS功率，正弦波功率或平均值功率等。2.增益放大器的增益是放

27、大器放大能力的重要指標，也稱為放大倍數。其定義為放大器的輸出量與輸入量之比。根據其輸入量與輸出量的不同，又分為電壓增益、電流增益和功率增益。由于人耳對音量大小的感覺并不和聲音功率的變化成正比，而是近似成對數關系，所以，放大器的增益也常用分貝(dB)來表示。3.信噪比信噪比是指信號與噪聲的比值，常用符號S/N來表示，它等于輸出信號電壓與噪聲電壓之比，用dB表示。信噪比越大，表明混在信號中的噪聲越小，放大器的性能越好。4. 頻率響應頻率響應即有效頻率范圍，它是用來反映放大器對不同頻率信號的放大能力。放大器的輸入信號是由許多頻率成分組成的復雜信號，由于放大器存在著阻抗與頻率有關的電抗元件及放大器本身

28、的結電容等，使放大器對不同頻率信號的放大能力也不相同，從而引起輸出信號的失真。頻率響應通常用增益下降3dB以內的頻率范圍來表示。一般的高保真放大器為了能真實地反映各種信號，其頻率響應通常應達到幾Hz到幾十kHz寬度。5. 放大器的失真音頻信號經過放大器之后，不可能完全保持原來的面貌，這就稱為失真。失真的種類很多，除了上述的頻率失真以外，還有諧波失真、相位失真、互調失真和瞬態(tài)失真等。其中最主要的是諧波失真。諧波失真是指信號經放大器放大后輸出的信號比原有聲源信號多出了額外的諧波成分。相位失真是指音頻信號經過放大器以后，對不同頻率信號產生的相移的不均勻性，以其在工作頻段內的最大相移和最小相移之差來表示。互調失真是各個頻率信號之間相互調