1、音箱放大電路的設計與制作 摘 要HYPERLINK :/baike.baidu /view/68529.htm音響是指除了人的語言、HYPERLINK :/baike.baidu /view/5434.htm音樂之外的其他聲響，包括自然環境的聲響、動物的聲音、機器工具的音響、人的動作發出的各種聲音等。音響大概包括功放、周遍設備（包括壓限器、效果器、均衡器、VCD、DVD等）、揚聲器（音箱、喇叭）調音臺、麥克風、顯示設備等等加起來一套。其中，音箱就是聲音輸出設備、喇叭、低音炮等等。一個音箱里包括高、低、中三種揚聲器，三種但不一定就三個。本次設計就是一個基于家用的音響放大設備，具有良好的聲音調節系

2、統和多個音源切換系統。關鍵詞：音響 放大器 音源 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc287095848 第一章 音響放大電路的組成5 HYPERLINK l _Toc287095849 11 音源5 HYPERLINK l _Toc287095850 12 前置放大器8 HYPERLINK l _Toc287095852 13 音調控制器8 HYPERLINK l _Toc287095853 1. 4 功率放大器9 HYPERLINK l _Toc287095857 第二章 設計與說明13 HYPERLINK l _Toc287095866 HYPERLI

3、NK l _Toc168883179 第三章 音響放大電路其他相關17 HYPERLINK l _Toc168883180 3. 1音響17 HYPERLINK l _Toc168883181 3. 2 運算放大器18 HYPERLINK l _Toc168883183 第四章 結論20元件列表 HYPERLINK l _Toc168883187 21 第一章 音響放大電路的組成音響放大電路的結果框圖如下：由圖可見，音響放大電路基本上由音源，前置放大器，音調控制器和低頻功率放大器組成。 1. 1 音源音源定義1、概要從字面意思理解就是聲音的來源，即聲音來自何方。它主要把聲音完全準確地表現出來。

4、 2、分類分為兩種形式，外置式，它不受HYPERLINK :/baike.baidu /view/1372.htm聲卡的制約，聲音的質量能很好的保存下來，但是成本要求很高。內置式，也稱HYPERLINK :/baike.baidu /view/190254.htm音源字卡。就是聲音的源頭，沒有音源，用HYPERLINK :/baike.baidu /view/68529.htm音響系統還原聲音也就 無從談起。 3、兩層含義有兩層含義，一是指記錄聲音的HYPERLINK :/baike.baidu /view/184171.htm載體，只有先把聲音記 錄在某種載體上，才談得上用音響設備把載體上的

5、聲音還原出來，這些 載體是音響系統中聲音的來源，所以叫音源。音源的另一層含義，是指播放音源載體的設備。時間上連續、而且幅度隨時間連續變化的訊號稱為模擬訊號（例如HYPERLINK :/baike.baidu /view/17777.htm聲波 就是模擬訊號，音響系統中傳輸的HYPERLINK :/baike.baidu /view/10897.htm電流、電壓訊號也是模擬訊號），記錄和處理模擬訊號的音源就是HYPERLINK :/baike.baidu /view/1285989.htm模擬音源，例如磁帶/aike.baidu /view/390786.htm卡座、LP/LP唱機。模擬音源記錄

6、和處理的訊號是聲音（準確地說應該是從聲音轉換而來的電訊號）的本來面目，可以直接用傳統的HYPERLINK :/baike.baidu /view/907765.htm放大器放大，處理起來方便直 接；HYPERLINK :/baike.baidu /view/1285995.htm數碼音源記錄、處理的都是0和1排列組合形成的抽象HYPERLINK :/baike.baidu /view/18536.htm二進制數據流，非常不直觀。聲波是模擬的，不能直接為數碼音源使用，必然通過轉換設備轉為數字訊號，才能記錄在數碼音源載體上。播放時，數碼音源 設備讀出的數據不能直接由傳統的放大器放大，必須先轉換為模

7、擬訊號才行。可見，數碼音源訊號處理過程要復雜得多。但數碼音源優點很突出：信噪比和動態范圍遠勝模擬音源，訊號經多次復制和多個傳輸環節后質量不下降，這一點模擬音源無論如何也辦不到。音源基礎什么是音源？音響系統常用的音源有哪些？顧名思義 ，音源就是聲音的源頭，沒有音源，用音響系統還原聲音也就無從談起。 音源有兩層含義，一是指記錄聲音的載體，只有先把聲音記錄在某種載體上，才談得上用音響設備把載體上的聲音還原出來，這些載體是音響系統中聲音的來源，所以叫音源。常見的音源載體有HYPERLINK :/baike.baidu /view/22623.htmCD（小型激光唱片）、盒式磁帶、LP（密紋唱片）等，現

8、在又出現了DVD-A（音頻tmDVD）、SACD（超級音頻CD）等更先進的新型載體。上述載體中，磁帶是可以反復錄放的，也就是說，使用者可以更改磁帶上的內容，而其他載體的訊息由工廠一次性灌制在里面，無法再改變。當然，隨著電腦的日益普及，最早為電腦工業設計的CD-R/CD-RWHYPERLINK :/baike.baidu /view/5103.htm光盤逐漸進入音響領域，用CD-R/CD-RW就可以自己錄制訊息，不象CD只有工廠出來的錄音成品。 音源的另一層含義，是指播放音源載體的設備。上述CD、盒式磁帶、HYPERLINK :/baike.baidu /view/3034672.htmLP唱片

9、等音源載體記錄著聲音訊息，但必須通過相應的設備才能把訊息讀出來，進而以電信號的形式傳輸給音響系統中的其他設備。播放CD片的設備叫CD機，是目前主流的高性能音源設備之一；錄放盒式磁帶的設備叫卡座， 當然，以前流行的收錄機也能錄放磁帶，收錄機可以看成擴展了功能的卡座增加了收音、HYPERLINK :/baike.baidu /view/8523.htm功放部分，還自帶HYPERLINK :/baike.baidu /view/29867.htm揚聲器，不過收錄機磁帶錄放部分的性能通常遠不及卡座，所以我們現在只談卡座。當然，由于受到CD的沖擊，卡座和磁帶的影響力已遠不如從前了；播放LP唱片的設備叫L

10、P唱機。LP唱片和唱機曾經是音響系統中性能最好、保真度最高的音源，但同樣因CD的沖擊而走向衰落。今天，只有少數高級LP唱機作為昔日經典繼續存活下來，也只有少數對模擬時代滿懷留戀的om/view/45778.htm發燒友還在繼續使用LP，在絕大多數音響愛好者和普通消費者家里，LP已經消失了。不過，高級LP系統的聲音并不一定遜色于當今先進的數碼音響，有些資深發燒友甚至認為，頂級LP的聲HYPERLINK :/baike.baidu /view/3021.htm音質感和音樂味是CD無法企及的。對LP可以用一句話來概括：夕陽無限好，只是近黃昏。 什么叫模擬音源和數碼音源？主要區別？連續、而且幅度隨時間

11、連續變化的訊號稱為模擬訊號（例如聲波就是模擬訊號，音響系統中傳輸的電流、HYPERLINK :/baike.baidu /view/10954.htm電壓訊號也是模擬訊號），記錄和處理模擬訊號的音源就是模擬音源，例如HYPERLINK :/baike.baidu /view/52964.htm磁帶/卡座、LP/LP唱機；時間上不連續、幅度只有0和1兩種變化的訊號稱為數字訊號，記錄和處理數字訊號的音源叫做數碼音源，例如CD/CD機、DVD-A/DVD-A播放機、SACD/SACD播放機等。 模擬音源記錄和處理的訊號是聲音（準確地說應該是從聲音轉換而來的電訊號）的本來面目，可以直接用傳統的放大器放

12、大，處理起來方便直接； 數碼音源記錄、處理的都是0和1排列組合形成的抽象二進制數據流，非常不直觀。聲波是模擬的，不能直接為數碼音源使用，必須通過轉換設備轉為數字訊號，才能記錄在數碼音源載體上。播放時，數碼音源設備讀出的數據不能直接由傳統的放大器放大，必須先轉換為模擬訊號才行。可見，數碼音源的訊號處理過程要復雜得多。但數碼音源優點很突出：信噪比和動態范圍遠勝模擬音源，訊號經多次復制和多個傳輸環節后質量不下降，這一點模擬音源無論如何也辦不到。 為何數碼音源能有這么出色的性能呢？關鍵在于數字訊號中只有0、1兩種狀態，無論外界干擾有多強，只要不影響到對0、1這兩種邏輯狀態的識別，最后都可以通過整形電路

13、將干擾去除，100%的復原原始訊號。而模擬訊號的訊息就直接承載在幅度變化上，如果受到一點外界干擾，幅度就可能變化，訊息也就失真了，這種訊息的損傷是永久性的，無法再修復。目前有哪些音源？發展到現在，音源大體上分為硬音源與軟音源。 所謂硬音源，通常指聲卡本身把 /view/21387.htm音色庫集成在HYPERLINK :/baike.baidu /view/26651.htm芯片上，回放時直接播放，基本不占用HYPERLINK :/baike.baidu /view/53557.htm系統資源（比如CPU）。它的優點是速度快，沒有延遲；HYPERLINK :/baike.baidu /view

14、/686845.htm缺點是不統一，基于A聲卡做的MIDI不在A種聲卡上播放將大失所望；再有就是價格不一，好的聲卡價格高高在上，比如SB LIVE系列。總不能讓大家都買塊SB LIVE來聽你做的MIDI吧。 另一種硬音源是存在一種叫做音源卡上的，這種卡與聲卡不同，是專業用來制作MIDI的，它基本上就是一個音色庫，有些高級一些的可以回放MIDI和更新音色。優缺點和在硬聲卡的基礎上，還加上一個就是不是所有人都買一樣的音源卡（更不利于交流）。 軟音源就是獨立于硬件，由HYPERLINK :/baike.baidu /view/37.htm軟件計算產生聲音的回放。它們通常都是基于HYPERLINK :

15、/baike.baidu /view/1671231.htm波表技術，就是把各種音色記錄成表格形式，然后根據HYPERLINK :/baike.baidu /view/493155.htm樂曲進行“查表”，然后進行一些包絡等計算，從而實現回放的。 目前的軟音源主要有： YAMAHA XG系列：100，100+，50，70等； ROLAND GS系列：VSC32, VSC88等； Jet、WinGroove等。 這些音源都支持自身的MIDI標準，MIDI本來是HYPERLINK :/baike.baidu /view/168663.htm樂器的數字接口，廣義上是希望成為各種樂器之間交流的語言，但

16、是事實上它成為了一種不能相互翻譯的語言。 MIDI標準目前主要分三種：GM、GS和XG GM是General MIDI的簡稱。它僅提供最基本的MIDI支持，比如音色選擇、音量控制、力度控制、速度控制、ew/117427.htm聲道調整、感情控制、滑音控制、持音控制（相當于鋼琴的延音踏板）等。對于一般的MIDI，細心些做，可以做出比較滿意的曲子。 但是隨著人們對音樂的要求，GM顯然有點力不從心了，于是各種新的標準都紛紛出來，一展自己的風范。其中表現出眾的就是YAMAHA的XG標準和ROLAND的HYPERLINK :/baike.baidu /view/4713870.htmGS標準（在軟音源界

17、中）。 GS音源總體上音色明亮有力，特別是鋼琴音色，我特別喜歡，最后出的VSC32的鋼琴音色更是完美，令人愛不釋手。不過其管樂，比如長笛等就表現得電子味很濃，所有使用到長笛的樂曲令人不知所用的是何樂器。說白了就是不真實。另外，它有個最令底層MIDI制作人員不滿的就是它的50ms限制。所有的RPN(注冊了的HYPERLINK :/baike.baidu /view/327406.htm參數號)、N-RPN(未注冊的參數號)和部分Controller(HYPERLINK :/baike.baidu /view/122229.htm控制器)都需要間隔50ms來實現，也就是不能在同一時刻執行多個控制參

18、數，同時在一些配置較低的HYPERLINK :/baike.baidu /view/3314.htm計算機上，連Wheel(滑音)控制都受到影響。大家都知道，音樂是時間與空間(在某一時間，你的手沒有按到那個鍵位置就表示演奏失敗)的藝術，某個效果來遲了50ms或者被遺漏，都會給敏感的人一下子聽出來。 XG音源也有延遲，所有的軟音源都有延遲，因為聲音在播放之前要經過計算，再快的計算機也不能不用時間就完成這些計算，但是沒有50ms的限制，所有的控制參數都能“立刻”實現，這是我堅持使用XG音源的其中一個重要原因。當然YAMAH XG音源也有其不足的一面：特別是它的鋼琴音色，聽起來比較虛渺，HYPERL

19、INK :/baike.baidu /view/38960.htm密度不夠，打擊樂也不如GS來得實在，聽上去都比較柔弱。但是XG通過其廣闊的控制參數及強大的Sysx(系統碼)，足以彌補這些過失。通過調整這些參數和系統碼，可以對每一音色進行修改，甚至是技擊樂。我在流行鋼琴網上發表的HYPERLINK :/baike.baidu /view/146005.htm羅密歐與茱麗葉就是最好的一個例子，只要精通這些參數，原則上可以創造出所有需要的音色。這一部分國內還很少人掌握（因為連知道有這么回事的人本來就不多）。 GS和XG音源的共性就是兼容GM。這句話是網上評論GM、GS和XG的人說的。我不完全贊成這

20、一觀點：所謂兼容，應該指用GM做的東西在GS、XG上聽至少不會比用GM聽起來難聽。但事實上并非如此，有些GM標準的MIDI，放在GS、XG上聽簡直就是HYPERLINK :/baike.baidu /view/21385.htm噪音。這里面最大的原因是各種音源的樂器采樣的HYPERLINK :/baike.baidu /view/236730.htm音量不統一，在GM上調整好的各種樂器的音量搭配都是基于GM上的音色庫，如果這一音色庫的某一音色在另外一款音源上特別小聲，就導致聽不到；反之，如果特別大聲，就可能成為噪音的創造者。如果兼容不指這一意義，那么GS和曲子放到XG上也能播放，那為什么不說X

21、G兼容GS呢？ 軟音源的優點就是獨立于硬件，只要安裝相應的音源，就可以聽到基于該音源的樂子的效果，該效果是制作該曲子的人所希望聽者聽到的。這一點是軟音源產生的根本目的。所以，有經驗的MIDI制作人，都不厭其煩的希望聽者能使用指定的音源來回放自己做的曲子。否則，一個本來很好的曲子，因為其“解釋者”的“誤解”則導致成垃圾的例子是屢見不鮮的。 1.2 前置放大器1、前置放大器是指把音頻（AUX、MIC）信號放大至功率放大器所能接受的輸入范圍的功能電路。2、前置放大電路功能有兩個：一是要選擇所需要的音源信號，并放大到額定電平；二是要進行各種音質控制，以美化聲音。3、前置放大電路的基本組成有：音源選擇、

22、輸入放大和音質控制等電路。4、各部分的作用：1）音源選擇電路的作用是選擇所需的音源信號送入后級，同時關閉其他音源通道。2）輸入放大器的作用是將音源信號放大到額定電平，通常是1V左右。3）音質控制的作用是使音響系統的頻率特性可以控制，以達到高保真的音質；或者根據聆聽者的愛好，修飾與美化聲音。5、功率放大器、13.htm線路放大器和前置放大器的區別和應用 是由前置放大器放大輸入的信號，比如通過HYPERLINK :/baike.baidu /view/69989.htm麥克風拾取的聲音信號，由于它比較弱，需要先被放大到一定的電平才可以到其它級上。通常前置具有較高的HYPERLINK :/baike

23、.baidu /view/10954.htm電壓增益，可以將小信號放大到標準電平上。 線路放大器是為了傳輸使用的，為了減小輸送衰減，使接收方得到足夠強的信號，輸送時要進行HYPERLINK :/baike.baidu /view/10897.htm電流放大和推動，有時也需要提高電壓輸送，比如定壓廣播就是利用這個原理的。 功率放大器主要是放大電流，這樣才能推動低阻的HYPERLINK :/baike.baidu /view/29867.htm揚聲器發出聲音。當然，這個例子是按HYPERLINK :/baike.baidu /view/66105.htm音頻實例講的，若是射頻信號，和這個講法會有些

24、出入，但是意思差不多，像HYPERLINK :/baike.baidu /view/389840.htm發射機的功放，輸出是輸出到HYPERLINK :/baike.baidu /view/43104.htm天線上的。 1.3 音調控制器聲音的高低叫做音調聲音的三個主要的主觀屬性(即音量、音調、音色)之一。表示人的聽覺分辨一個聲音的調子高低的程度,音調又稱音的高度。音調主要由聲音的頻率決定,同時也與聲音強度有關。所謂音調控制就是人為地改變信號中高低頻成分的比重，以滿足聽者的愛好，渲染某種氣氛，達到某種效果，或補償揚聲氣系統及放音場所的音響不足。音調控制器主要是調節、控制音響放大器的幅頻特性，一

25、般只對低音頻與高音頻的增益進行提升或衰減，中音頻的增益保持不變。因此音調控制器電路可由低通濾波器與高通濾波器組成。 1.4 功率放大器HYPERLINK :/baike.baidu /view/44147.htm功率放大器，簡稱“ike.baidu /view/8523.htm功放”。很多情況下主機的額定輸出功率不能勝任帶動整個HYPERLINK :/baike.baidu /view/68529.htm音響系統的任務，這時就要在主機和播放設備之間加裝功率放大器來補充所需的功率缺口，而功率放大器在整個音響系統中起到了“組織、協調”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個系統能否提供良好的HYPERL

26、INK :/baike.baidu /view/3021.htm音質輸出。功率放大器簡介利用HYPERLINK :/baike.baidu /view/3794.htm三極管的電流控制作用或場效應管的HYPERLINK :/baike.baidu /view/10954.htm電壓控制作用將電源的HYPERLINK :/baike.baidu /view/44147.htm功率轉換為按照輸入信號變化的HYPERLINK :/baike.baidu /view/10897.htm電流。因為聲音是不同振幅和不同HYPERLINK :/baike.baidu /view/30964.htm頻率的波，

27、即交流信號電流，三極管的集HYPERLINK :/baike.baidu /view/609350.htm電極電流永遠是基極電流的倍，是三極管的交流放大倍數，應用這一點，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基極電流的倍，然后將這個信號用隔直86.htm電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的倍的大信號，這現象成為三極管的放大作用。經過不斷的電流放大，就完成了功率放大。 功率放大器種類傳統的數字語音回放系統包含兩個主要過程： （1）數字語音數據到模擬語音信號的變換(利用高精度數模轉換器DAC)實現 （2）利用模擬功率放大器進行模擬信號放大，如A類、B類和HYPERLINK :/bai

28、ke.baidu /view/3521203.htmAB類放大器。從1980年代早期，許多研究者致力于開發不同類型的數字放大器，這種放大器直接從數字語音數據實現功率放大而不需要進行模擬轉換，這樣的放大器通常稱作數字功率放大器或者HYPERLINK :/baike.baidu /view/1325458.htmD類放大器。 1A類放大器 A類放大器的主要特點是：放大器的工作點Q設定在負載線的中點附近，HYPERLINK :/baike.baidu /view/30363.htm晶體管在輸入信號的整個周期內均導通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內，所以瞬態失真

29、和交替失真較小。電路簡單，調試方便。但效率較低，晶體管功耗大，效率的理論最大值僅有25%，且有較大的HYPERLINK :/baike.baidu /view/423482.htm非線性失真。由于效率比較低 現在設計基本上不在再使用。 2B類放大器 B類放大器的主要特點是：放大器的靜態點在(VCC，0)處，當沒有信號輸入時，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內，Q1導通Q2截止，輸出端正半周正弦波；同理，當Vi為負半波正弦波(如圖虛線部分所示)，所以必須用兩管推挽工作。其特點是效率較高(78%)，但是因放大器有一段工作在非線性區域內，故其缺點是交越失真較大。即當信號在-0.6V 0.6V之

30、間時， Q1 Q2都無法導通而引起的。所以這類放大器也逐漸被HYPERLINK :/baike.baidu /view/282148.htm設計師摒棄。 3AB類放大器 AB類放大器的主要特點是：晶體管的導通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真較大，可以抵消偶次HYPERLINK :/baike.baidu /view/31371.htm諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點。 4D類放大器 D類(數字HYPERLINK :/baike.baidu /view/66105.htm音頻功率)放大器是一種將輸入模擬HYPERLINK :/baike.baidu /v

31、iew/189722.htm音頻信號或PCM數字信息變換成PWM(om/view/631384.htm脈沖寬度調制)或PDM(脈沖密度調制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率HYPERLINK :/baike.baidu /view/126104.htm開關器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開關放大器。具有效率高的突出優點。數字音頻功率放大器也看上去成是一個一比特的功率數模變換器.放大器由輸入信號處理電路、開關信號形成電路、大功率開關電路(半橋式和全橋式)和m/view/204522.htm低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大或數字式放大器。系利用極高頻率的轉換開關電路來

32、放大音頻信號的。 1 具有很高的效率，通常能夠達到85%以上。 2 體積小，可以比模擬的放大電路節省很大的空間。 3 無裂HYPERLINK :/baike.baidu /view/77735.htm噪聲接通 4 低失真，HYPERLINK :/baike.baidu /view/85570.htm頻率響應HYPERLINK :/baike.baidu /view/400.htm曲線好。外圍元器件少，便于設計調試。 A類、B類和AB類放大器是模擬放大器，D類放大器是數字放大器。B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小，HYPERLINK :/baike.baidu /view/852

33、3.htm功放晶體管功耗較小，散熱好，但B類放大器在晶體管導通與截止狀態的轉換過程中會因其開關特性不佳或因電路參數選擇不當而產生交替失真。而D類放大器具有效率高低失真，頻率響應曲線好。外圍元器件少優點。AB類放大器和D類放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式。 5T類放大器 T類功率放大器的功率輸出電路和脈寬調制D類功率放大器相同，功率晶體管也是工作在開關狀態，效率和D類功率放大器相當。但它和普通D類功率放大器不同的是：1、它不是使用脈沖調寬的方法，Tripath公司發明了一種稱作數碼功率放大器處理器“Digital Power Processing （DPP）”的數字功率技術，它是T類功率

34、放大器的核心。它把通信技術中處理小信號的適應算法及預測算法用到這里。輸入的音頻信號和進入HYPERLINK :/baike.baidu /view/29867.htm揚聲器的電流經過DPP數字處理后，用于控制功率晶體管的導通關閉。從而使HYPERLINK :/baike.baidu /view/3021.htm音質達到高保真線性放大。2、它的功率晶體管的切換頻率不是固定的，無用分量的HYPERLINK :/baike.baidu /view/356116.htm功率譜并不是集中在載頻兩側狹窄的頻帶內，而是散布在很寬的頻帶上。使聲音的細節在整個頻帶上都清晰可“聞”。3、此外，T類功率放大器的HY

35、PERLINK :/baike.baidu /view/348755.htm動態范圍更寬，頻率響應平坦。DDP的出現，把數字時代的功率放大器推到一個新的高度。在高保真方面，線性度與傳統AB類功放相比HYPERLINK :/baike.baidu /view/168980.htm有過之而無不及。功率放大器原理高頻功率放大器用于發射級的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發送功率的要求，然后經過HYPERLINK :/baike.baidu /view/43104.htm天線將其輻射到空間，保證在一定區域內的接收級可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信

36、系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調諧功率放大器或HYPERLINK :/baike.baidu /view/3904149.htm諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是HYPERLINK :/baike.baidu /view/2377717.htm傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件，它將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出。在“HYPERLINK :/baike.baidu /view/30

37、80522.htm低頻電子線路”課程中已知，放大器可以按照電流導通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態。甲類放大器電流的流通角為360o，適用于小信號低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于180o；丙類放大器電流的流通角則小于180o。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀態的輸出功率和效率是三種工作狀態中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。除了以上幾種按電流流通角來分類的工作狀態外，又有使電子器件工作于開關狀態的

38、丁類放HYPERLINK :/baike.baidu /view/296892.htm大和戊類放大。丁類放大器的效率比丙類放大器的還高，理論上可達100%，但它的最高工作頻率受到開關轉換瞬間所產生的器件功耗(集電極耗散功率或陽極耗散功率）的限制。如果在電路上加以改進，使電子器件在通斷轉換瞬間的功耗盡量減小，則工作頻率可以提高。這就是戊類放大器。我們已經知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉換為交流輸出的能量轉換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點都是輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對頻帶寬度卻

39、相差很大，決定了他們之間有著本質的區別。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬。例如，自20至20000 Hz，高低頻率之比達1000倍。因此它們都是采用無調諧負載，如HYPERLINK :/baike.baidu /view/3571.htm電阻、變壓器等。高頻功率放大器的工作頻率高（由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾萬MHz），但相對頻帶很窄。例如，調幅廣播電臺（5351605 kHz的HYPERLINK :/baike.baidu /view/1398416.htm頻段范圍）的頻帶寬度為10 kHz，如HYPERLINK :/baike.baidu /view/1696023.

40、htm中心頻率取為1000 kHz，則相對頻寬只相當于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，則相對頻寬越小。因此，高頻功率放大器一般都采用選頻網絡作為負載回路。由于這后一特點，使得這兩種放大器所選用的工作狀態不同：低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）狀態；高頻功率放大器則一般都工作于丙類（某些特殊情況可工作于乙類）。近年來，寬頻帶發射機的各中間級還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網絡作為負載回路，而是以頻率響應很寬的傳輸線作負載。這樣，它可以在很寬的范圍內變換工作頻率，而不必重新調諧。綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點是要求輸出功率大，效率

41、高；它們的不同之點則是二者的工作頻率與相對頻寬不同，因而負載網絡和工作狀態也不同。 高頻功率放大器的主要技術指標有：輸出功率、效率、功率增益、帶寬和HYPERLINK :/baike.baidu /view/189692.htm諧波抑制度（或信號失真度）等。這幾項指標要求是互相矛盾的，在設計放大器時應根據具體要求，突出一些指標，兼顧其他一些指標。例如實際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對諧波抑制度要求較高，而對帶寬要求可適當降低等。功率放大器的效率是一個突出的問題，其效率的高低與放大器的工作狀態有直接的關系。放大器的工作狀態可分為甲類、乙類和丙類等。為了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙類、

42、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區域。但這些工作狀態下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號的HYPERLINK :/baike.baidu /view/141525.htm頻率覆蓋系數大，不能采用諧振回路作負載，因此一般工作在甲類狀態；采用推挽電路時可以工作在乙類。高頻功率放大器因其信號的頻率覆蓋系數小，可以采用諧振回路作負載，故通常工作在丙類，通過諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分，選出基波分量從而基本消除了非線性失真。所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信號的非線性狀態，不能用線性等效HYP

43、ERLINK :/baike.baidu /view/597172.htm電路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法折線法來分析其工作原理和工作狀態。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態方便，但計算準確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大器：用于提供足夠強的以載頻為中心的窄帶信號功率，或放大窄帶已調信號或實現倍頻的功能，通常工作于乙類、丙類狀態。寬帶高頻功率放大器：用于對某些載波HYPERLINK :/baike.baidu /view/1984054.htm信號頻率變化范圍大得短波，HYPERLINK :/baike.baidu /view/1303075.htm超短波

44、電臺的中間各級放大級，以免對不同fc的繁瑣調諧。通常工作于甲類狀態。功率放大器的特點功率放大器簡稱功放，它可以說是各類音響器材中最大的一個家族了。其品牌、型號之多，實在舉不勝舉。雖然都稱為功放，但以其主要用途來說，功放可以分做兩個主要類別，這就是專用功放與民用功放。在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳、公共場所擴聲，以及錄音監聽等處所使用的功放，一般說在其技術參數上往往會有一些獨特的要求，這類功放通常稱之為專用功放或是專業功放。 而用于家庭的Hi-Fi音樂欣賞，AV系統放音，以及卡拉OK娛樂的功放，通常我們稱為民用功放或是家用功放。 專用功放與民用功放盡管在一些特性參數上有所差別，但也很難說有一

45、條涇渭分明的界線，比如用于音樂錄音監聽的功放很可能就是一臺可用于家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。 第二章 設計與說明 當電源接通時，由于SCR1-SCR4的控制極沒有觸發電流而處于關斷狀態，J1-J4都不動作。如需J1吸合，則按S1，電流通過R2對C1充電，A點對地來說變為低電位，T1截止。隨著對C1的充電，B點的電位隨A點電位的升高而升高。這時，由于對C1充電的電流流過SCR1的控制極，所以SCR1導通，J1得電吸合，LED1點亮，松開S1后，由于SCR1的作用，J1保持吸合狀態，C1通過R1放電。如果需要J4吸合，由需按S4。由于T1先截止后導通，SCR1因失電而關斷，J1復位，而后

46、，SCR4導通，J4吸合，其原理如前所述。同樣道理，如需其它繼電器吸合，只需按相應的按鈕即可。如需擴展，只需增加由發光管、繼電器、可控硅和按鈕組成的單元電路即可。 實際應用中，由于繼電器線圈本身電感，導致SCR需要關斷的時候存在電流（電感上的電流無法突變，即無法瞬間降為0），使得SCR無法正確關斷，因此在每個繼電器線圈上面并聯了一只小電容，當SCR需要關斷的時候，繼電器線圈電感的能量與電容不斷交換并且迅速消耗（其實就是LC并聯諧振，電感自身內阻消耗能量使得震蕩幅度不斷降低），使得電流無法維持SCR繼續導通，從而使得系統正常工作。左端輸入為變壓器給出的交流電，有效值為-18VGND+18V。經過

47、二極管整流。電容濾波。得到約25V的直流電，分別送入穩壓管1,2（LM7818/7918）。穩壓管接地端接伺服運放輸出端。穩壓管的輸出端則通過10uF電容，耦合到運放反相輸入端，運放同相輸入端接地。當穩壓管輸出為穩定直流電時，運放反相端相當于懸空，則此時應當輸出同相端信號*開環放大倍數，在此即0，這個對地0V電壓接入在穩壓管對地參考端，使其正常工作。當穩壓管輸出存在不穩定時，即存在波紋。此時可以把信號看做直流信號與交流信號的疊加，這個交流信號通過10uF電容，輸入到運放中，運放此時工作狀態為反相閉環放大。輸出一個與交流波紋相反的信號到穩壓管參考端。穩壓管的特性為輸出端與參考端維持一個穩定電壓（

48、此處為18V），因此當輸出電壓出現上升沿的時候，參考端將被運放拉低電位，使得輸出端的上升沿被拉回來。當輸出端出現下降沿的時候，同理。輸出之前的并聯電容用于交流濾波，可以進一步減少電源波紋。選用德律風根TDA2030為功率放大模塊。實際工作模式實際上是運放交流負反饋同相放大電路。22K 680電阻.22uF電容組成負反饋網絡。22uF電容保證了運放工作于交流負反饋的狀態。考慮到輸入端如果出現直流信號，如果沒有直流反饋，輸出直流可能對喇叭起到毀滅性的作用，因此實際上沒有使用這個電容，電路工作于直流負反饋狀態。喇叭出現故障而使得輸出端出現過高電壓時。兩只二極管可以起到保護作用。輸出端的1歐電阻以及二

49、極管則是用來改善喇叭的功率因數的（喇叭實際上是一個帶感性的負載），用以提高有效輸出。上下的0.1uF和100uF用于電源濾波和退耦，以進一步保持電源穩定。實際安裝時盡可能靠近放大模塊。用LM3915組成LED音量指示電路。電路參考官方文檔直接組裝即可。大致工作原理見下圖。集成電路內部可以生成一個穩定的參考電壓，通過一系列電阻分壓（該芯片實際上分壓電阻呈指數分配，音頻功率與人耳聽到的響度也是呈指數關系的，與此相符），輸入到一組運放的同相端，輸入信號通過內部的放大器放大，直接輸入到這一組運放的反相端。運放工作模式為電壓比較器，當輸入電平（即輸出到喇叭的電平）達到一定程度的時候，比如高于點但是小于點

50、，此時運放A將輸入電平和參考電壓分壓得到的信號進行比較，因為輸入信號較高，而輸入信號接入的是反相端，因此運放A輸出端表現為低電平，此時對應的外部發光二極管就可以被點亮，同理，當輸入電平上升到之間時，運放A,B同時都輸出為低電平，此時外部則點亮兩只發光二極管，后面余此類推即可。集成電路的響應很快，當喇叭的聲音不斷變化，這里的輸入電平也不斷變化，導致點亮的二極管個數隨之而變化，就成功指示了喇叭的音量狀態，同時也會隨著聲音一閃一閃的了。第三章 音響放大電路其他相關 3.1 音響HYPERLINK :/baike.baidu /view/68529.htm音響是指除了人的語言、HYPERLINK :/

51、baike.baidu /view/5434.htm音樂之外的其他聲響，包括自然環境的聲響、動物的聲音、機器工具的音響、人的動作發出的各種聲音等。音響大概包括功放、周遍設備（包括壓限器、效果器、均衡器、VCD、DVD等）、揚聲器（音箱、喇叭）調音臺、麥克風、顯示設備等等加起來一套。其中，音箱就是聲音輸出設備、喇叭、低音炮等等。一個音箱里包括高、低、中三種揚聲器，三種但不一定就三個。音響發展歷史音響技術的發展歷史可以分為HYPERLINK :/baike.baidu /view/50088.htm電子管、HYPERLINK :/baike.baidu /view/30363.htm晶體管、HYP

52、ERLINK :/baike.baidu /view/1355.htm集成電路、HYPERLINK :/baike.baidu /view/3964.htm場效應管四個階段。 電子管1906年美國人HYPERLINK :/baike.baidu /view/447348.htm德福雷斯特發明了真空三極管，開創了人類電聲技術的先河。1927年HYPERLINK :/baike.baidu /view/37115.htm貝爾實驗室發明了負反饋技術，使音響技術的發展進入了一個嶄新的時代，比較有代表性的如威廉遜放大器，較成功地運用了負反饋技術，使放大器的HYPERLINK :/baike.baidu

53、/view/476357.htm失真度大大降低。上世紀50年代，電子管放大器的發展達到了一個高潮時期，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤，至今仍為發燒友所偏愛。 晶體管上世紀60年代晶體管的出現，使廣大音響愛好者進入了一個更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細膩動人的音色、較低的失真、較寬的頻響及HYPERLINK :/baike.baidu /view/348755.htm動態范圍等特點。 集成電路上世紀60年代初，HYPERLINK :/baike.baidu /view/2398.htm美國首先推出音響技術中的新成員集成電路，到了70年代初，集成電路以其質優價廉、體

54、積小、功能多等特點，逐步被音響界所認識。發展至今，厚膜音響集成電路、運算放大集成電路被廣泛用于音響電路。 3.2 運算放大器運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數的HYPERLINK :/baike.baidu /view/134362.htm電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現數學運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在HYPERLINK :/baike.baidu /view/557684.htm半導體芯片當中。隨著HYPERLINK :/baike.baidu

55、/view/3791395.htm半導體技術的發展，大部分的運放是以單芯片的形式存在。運放的種類繁多，廣泛應用于電子行業當中。運算放大器的發展歷史第一個使用真空管設計的放大器大約在1930年前后完成，這個放大器可以執行加與減的工作。 運算放大器最早被設計出來的目的是將HYPERLINK :/baike.baidu /view/10954.htm電壓類比成數字，用來進行加、減、乘、除的運算，同時也成為實現模擬計算機（analog computer）的基本建構方塊。然而，理想運算放大器的在HYPERLINK :/baike.baidu /view/134362.htm電路系統設計上的用途卻遠超過加減乘除的計算。今日的運算放大器，無論是使用HYPERLINK :/baike.baidu /view/30363.htm晶體管（transistor）或真空管（vacuum tube）、分立式（discrete）元件或HYPERLINK :/baike.baidu /view/1355.htm集成電路（integrated circuits）元件，運算放大器的效能都已經逐漸接近理想運算放大器的要