匹配和調諧音頻放大器輸出穩(wěn)定性和聲音性能，第二部分

雙射極跟隨器或達林頓對通常具有高電流增益系數。電流增益系數應與負側和正側的電流放大相匹配，以增加輸出級的穩(wěn)定性。

對于并聯(lián)晶體管配置，請確保中等功率晶體管處于驅動能力。中功率晶體管的輸出電流必須大于大功率晶體管的最小驅動電流，以防止中功率晶體管級過載。

輸出晶體管的一個重要考慮因素是額定電壓。它確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并防止它受到任何損壞。VCBO、VCEO 電壓最大范圍必須大于電源電壓軌到軌范圍。對于 ±100V 電壓的電源放大器，晶體管的額定電壓應更高，以確保其在規(guī)格范圍內工作。

中功率三極管的基極和集電極在工作時會獲得大約兩倍的Vee或Vcc電壓，因此在選擇三極管時要保證額定電壓足夠。

電阻RE

在大功率音頻放大器應用中，輸出晶體管的匹配、電流平衡和保護對功率放大器的線性度非常重要。推薦使用電阻 RE 來改善輸出晶體管的匹配、電流平衡和保護。

因此，建議在實際應用中為大功率音頻放大器配備這樣的電阻。雖然 RE 與輸出晶體管串聯(lián)也會降低放大器的線性度，但電阻 RE 是交叉失真中的主要失真源，交叉失真發(fā)生在輸出晶體管的一側。

在這種情況下，應優(yōu)化 RE 的值并保持盡可能低，以減少非線性。因此，降低 RE 的電阻是改善交叉失真的一種方法。

對于相同的等效 RE，并聯(lián)型輸出可以降低整體 RE，從而提高線性度。同時，每級較大的RE值可以改善輸出晶體管的匹配和電流平衡。

RE也與輸出功率損耗有關;更高的輸出電流將在相同的 RE 上帶來更高的功率損耗。RE 的值取決于并聯(lián)輸出晶體管的數量和揚聲器負載。

一般可以使用0.1-0.5歐的足夠額定值的電阻。REpower 額定值是根據 R x I2 = W 計算得出的(例如 0.1 ohms x 5A2 =2.5W)。RE 是開環(huán)輸出阻抗的主要組成部分。

閉環(huán)輸出阻抗由開環(huán)輸出阻抗和負反饋系數定義如下：

平均開環(huán)輸出阻抗為200m-ohms，負反饋系數為29dB或28倍。我們預計閉環(huán)輸出阻抗約為 7m-ohms。與揚聲器系統(tǒng)中的阻抗相比，通常建議閉環(huán)阻抗非常低，以提供更高的線性度。

通常，功率放大器的閉環(huán)輸出阻抗低至10-50m-ohms。對于某個負反饋因子，RE 應保持盡可能低。

輸出網絡

對于具有典型元件值的功率放大器，一個稱為“Zobel”的常用輸出網絡。各種輸出網絡只有一個目的——提高穩(wěn)定性。這個推薦的網絡 Zobel 包含一個從放大器輸出到地串聯(lián)的電阻器和一個電容器。電阻器用于將電流限制在某個較高的頻率上，以降低對電容器額定值的要求。近似電阻值范圍為 4.7 至 10 歐姆。

在大多數情況下，電容約為 0.1 微法拉，以減少高頻對輸出揚聲器的負載效應。Zobel 網絡中的電流消耗隨著輸出水平的增加而增加。

所以輸出網絡組件的評級在任何情況下都應該足夠。例如，在 20Vrms 輸出擺幅中，Zobel 網絡在 20kHz 時消耗 248mA 或 0.62W。但是，為了確保組件能夠保持高功率和高頻率內容，Zobel 網絡通常建議使用 3W 至 5W 額定功率的組件。

Zobel 網絡的另一項功能是保護放大器輸出免受揚聲器線圈中感抗的影響。揚聲器的實際負載阻抗遠比簡單的并聯(lián)電阻器和電容器復雜得多。

真實揚聲器的頻率響應表現為不均勻的阻抗負載，這是放大器輸出阻抗與電纜電阻和電感的串聯(lián)組合。它可能導致高頻不穩(wěn)定。

添加一個與放大器輸出串聯(lián)的小線圈電感會增加不穩(wěn)定性。它將放大器與并聯(lián)電容器隔離，而不會在音頻上造成明顯的損失。電感值通常在 1 到 7 微亨利之間?？梢栽O置一個合適的值來避免在一定的負載阻抗下出現高頻滾降。

建議使用空芯電感，以消除磁飽和的可能性。還建議在輸出線圈上加一個阻尼電阻，以降低輸出 LC 網絡的 Q 因數、過沖和振鈴。

傳統(tǒng)上，為了避免自感，使用幾歐姆的繞線型阻尼電阻。較低的歐姆值會帶來較少的過沖和振鈴。由于輸出電流取決于輸出功率和負載阻抗，因此應選擇1W至5W額定阻尼電阻。一般可以使用0.1-0.5歐姆的足夠額定值的電阻。推薦使用 A0.25 歐姆電阻器，一般用于兩到三級并行磁帶驅動。

設計音頻放大器有不同類型的配置。基于理論和實用性的設計考慮可以提高音頻系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。隨著市場向高端音頻系統(tǒng)傾斜，專業(yè)放大器需要更多的輸出功率、更高的線性度和更高的穩(wěn)定性。