分享一個60瓦功率放大器的電路

下圖顯示了60瓦功率放大器的電路。它的設(shè)計布局簡單且非常傳統(tǒng)。它具有完全對稱的圖案，具有一個極點頻率補償，但是為了減少零件數(shù)量，已經(jīng)采用了一些不常見的方法。

首先，放大器的配置是在反相配置中完成的，而不是實現(xiàn)同相布局的通用樣式。

因此，連接具有反極性的揚聲器非常重要。然而，反相放大器不需要執(zhí)行太多工作來校正開環(huán)相移，就像它們自己的同相放大器一樣，這在這種簡單的設(shè)計中是一個明顯的優(yōu)勢。

此外，該設(shè)計中的輸入電容具有雙重功能。它提供交流耦合，并將直流增益降至最低。確切地說，所有的頻率依賴性都保持在反饋環(huán)路之外。因此，信號通過給定的無源輸入網(wǎng)絡(luò)保持完全預(yù)調(diào)理，以減少更多的零件數(shù)量。

因此，基波放大器設(shè)計使用高增益來工作，頻率可能超出正常音樂頻率范圍。您還可以發(fā)現(xiàn)，除了39 pF頻率補償電容器以及一些基本的去耦之外，放大器電路并沒有“為了獲得穩(wěn)定性”而使用奇怪的RC網(wǎng)絡(luò)。

即使使用上述參數(shù)，這種60瓦放大器設(shè)計也包括假設(shè)的40°相位裕量，而流線型PCB設(shè)計有助于將雜散信號影響保持在最低水平。這主要是由于功率運算放大器的分立式設(shè)計。

幾乎所有放大器的評估都是在具有大量電噪聲的車間環(huán)境中使用部分非屏蔽的測試探針進(jìn)行的。即使在這種情況下，放大器原型也絕對沒有顯示出不穩(wěn)定的趨勢。

在早期，大多數(shù)放大器的輸入靈敏度（1Vrms）相當(dāng)小，用于與線路電平輸入源集成。如果要以這種方式配置此放大器，則可以使用括號中顯示的組件值來實現(xiàn)，這將提供x12或22 dB的增益。

然而，事實是，在這些現(xiàn)代，與智能手機和平板電腦中可用的低電平耳機輸出插孔相比，幾乎看不到線路電平源。

這里討論的60瓦放大器電路提供36 dB（x67）的增益，這使得所有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代耳機插孔（0.2 Vrms）的功率輸出都是100%。阻尼元件會隨著頻率的增加而受到負(fù)面影響。

另一個優(yōu)點是用于電流源晶體管偏置的LED。之所以使用LED，是因為與齊納二極管相比，這些器件產(chǎn)生的噪聲更低，這有助于擺脫幾個旁路電容器，這也降低了放大器電源開關(guān)的熱漂移！

此外，這種設(shè)計的價格較低，而且功率晶體管的發(fā)射極電阻器具有緊湊和時尚的性質(zhì)，我們可以找到常規(guī)的1-Q類型并聯(lián)連接，與傳統(tǒng)的繞線電阻器相比，電感更小，提供了額外的優(yōu)勢。

輸出功率晶體管本身由最小的靜態(tài)電流供電，犧牲了令人難以置信的低失真水平，以獲得許多有用的優(yōu)勢，其中包括更小的功率浪費和使用TO-92s操作輸出級而不帶散熱器的能力。

性能

盡管使用了非常標(biāo)準(zhǔn)的晶體管組，但發(fā)現(xiàn)音頻輸出質(zhì)量非常出色。當(dāng)將這款60瓦放大器的音頻質(zhì)量測試與當(dāng)代昂貴的Hi-Fi放大器進(jìn)行比較時，我們的設(shè)計展示了一些緊湊的音頻低音，非常精確的音樂內(nèi)容細(xì)節(jié)和非常干凈的中頻人聲頻率。

保護(hù)

在全 60 瓦輸出功率或 65 瓦 10% THD 下，指示的 T0-220 輸出晶體管將非常努力地工作，因此體面的散熱對于輸出功率器件至關(guān)重要。

雖然該設(shè)計中未考慮過流保護(hù)電路，但通過與兩條電源線串聯(lián)的幾個 2 A 保險絲保護(hù)放大器始終至關(guān)重要。

采用增益克隆概念的 60 瓦立體聲放大器

下一個設(shè)計是增益克隆60瓦立體聲放大器電路，它能夠通過單個IC LM3875產(chǎn)生出色的音質(zhì)。

該 IC 由德州儀器制造，預(yù)計在 8 歐姆揚聲器上可產(chǎn)生 60 瓦的功率輸出。

LM3875 的一般特性

IC LM3875的一般特性可以從以下幾點來理解：

在 20Hz 至 20kHz 頻率范圍和 +/-40V 電源范圍內(nèi)，總諧波失真 （THD） 小于 0.03%。

針對電壓尖峰、短路和輸出過載情況的內(nèi)部保護(hù)。

低噪聲輸出，特別是在95dB以內(nèi)

電路圖

從圖中我們可以看到，輸入信號連接到電阻R2，電阻R2將放大器的輸入阻抗與耦合電容C2一起設(shè)置為33K。

輸入級包括由C3、R3和R1組成的超聲波濾波電路級，該級通過低RF衰減抑制任何噪聲的進(jìn)入。

在此之后，允許信號傳遞到IC的引腳#7，使信號增益為25倍。該增益通過R5和R6反饋回輸入引腳排列來維持，并通過公式（1 + R5/R6）計算

通過C5實現(xiàn)低于10Hz的-3dB頻率降低，C5可能與R5相連。

放大的音樂輸入由引腳#3提供，最終饋送到揚聲器以產(chǎn)生放大的聲音，但是在此之前，信號必須通過R4和C4網(wǎng)絡(luò)，這可以防止放大器在滿負(fù)載期間變得不穩(wěn)定，從而確保在全音量下連續(xù)穩(wěn)定的輸出。

電源

該60瓦立體聲放大器電路的電源采用24-0-24V 5安培變壓器，該變壓器由指示的橋式整流器模塊整流，并使用C13和C14進(jìn)行濾波。