使用運(yùn)放推動(dòng)的A類耳機(jī)放大器電路圖

採(cǎi)用本文介紹的甲類放大器，可以獲得比較好的高傳真效果。A類耳機(jī)放大器(TL072OP配合BC142，143)

在日常的生活中，當(dāng)其他家庭成員正在看電視，或者別人正在睡覺(jué)不能打擾時(shí)，你就無(wú)法去欣賞那優(yōu)美的音樂(lè)。在這種情況下就需要考慮本文介紹的放大器，雖然電路很簡(jiǎn)單，但其高傳真效果卻超過(guò)了商店里的標(biāo)準(zhǔn)功率放大器，利用調(diào)諧器和答錄機(jī)機(jī)芯，就可以安裝出一個(gè)高質(zhì)量的音響系統(tǒng)，而價(jià)格卻比較低。

設(shè)計(jì)思路：在詳細(xì)介紹電路之前，先談?wù)勗O(shè)計(jì)思路，并解釋一下怎樣才能達(dá)到甲類性能，而大多數(shù)的身歷聲功率放大器都採(cǎi)用 乙類。

我們知道，一般放大器的輸出級(jí)由二支路組成：一支路處理負(fù)極性(負(fù)半周)輸出信號(hào)，另一支路由處理正極性(正半周)輸出信號(hào)。這樣可以使靜態(tài)電流降至最小，但要驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器又必須使電壓和電流具有較大的振幅。

遺憾的是，這些放大器都有一定的失真，叫做交叉失真。它出現(xiàn)在輸出信號(hào)的零交叉點(diǎn)或者在該點(diǎn)附近。如果電路的這兩個(gè)支路不完全匹配，則往往會(huì)出現(xiàn)交叉失真，這種失真使得利用耳機(jī)聽節(jié)目的效果非常差。

將耳機(jī)的插座接在主放大器輸出端的話，還產(chǎn)生另一個(gè)問(wèn)題是：需要在耳機(jī)和輸出級(jí)之間串聯(lián)一些電阻，用來(lái)減小信號(hào)電平。這樣一來(lái)將改變?cè)?fù)反饋特性，由此通常使得低音響應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)高峰，并伴有低於該峰值頻率的快速滾降。

總之，要想生產(chǎn)出一種能成功驅(qū)動(dòng)耳機(jī)并獲得最好音質(zhì)的放大器，需要解決以上兩個(gè)問(wèn)題。

要成功設(shè)計(jì)任何一種音頻設(shè)備，首先第一步要弄清所設(shè)計(jì)的是什麼設(shè)備，并由此決定其電路。十年前，大多數(shù)耳機(jī)的阻抗都是8Ω，而現(xiàn)在絕大部分都使用了聚酯膜振動(dòng)膜，阻抗通常為32Ω。

如果你去幾個(gè)高傳真用品商店轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)商品(包括阻抗為8Ω的那一類)的靈敏度為87dB-96dB/mW，最大輸入功率近於100mW通過(guò)對(duì)10副耳機(jī)加裝這種放大器后進(jìn)行的測(cè)試發(fā)現(xiàn)：大部分耳機(jī)都可以在輸入功率為10MW的情況下輸出足夠音量。

甲類功放：對(duì)輸出功率而言，放大器同樣需要低失真，低噪音，頻帶寬，以適應(yīng)高傳真設(shè)備的要求。避免交叉失真，輸出級(jí)必須為甲類放大器。

現(xiàn)在來(lái)談?wù)勂胀ǖ男⌒盘?hào)A類電晶體放大級(jí)。為保證信號(hào)的最大動(dòng)態(tài)范圍，集電極電壓應(yīng)為有效電源電壓值的一半，該級(jí)的電流消耗決定於集電極所聯(lián)負(fù)載電阻值的大小。在功率放大器中，負(fù)載通常是一個(gè)8Ω揚(yáng)聲器。

現(xiàn)在再返回來(lái)看看耳機(jī)。為一副32Ω的耳機(jī)提供10MW功率需要560MWR.M.S電壓動(dòng)態(tài)范圍和25MA的電流消耗，所以，只要在輸出級(jí)採(cǎi)用小信號(hào)電晶體就可以實(shí)現(xiàn)。但實(shí)際上放大器的最大輸出功率正好超過(guò)了100MW，在放大器輸出最高電平之前，耳機(jī)就已經(jīng)開始出現(xiàn)失真。

為了使輸出級(jí)能夠正常工作，最后選擇了運(yùn)算放大器作為驅(qū)動(dòng)器(其輸出級(jí)為甲類)。通過(guò)對(duì)這款耳機(jī)甲類放大器進(jìn)行總諧波失真(THD)及帶寬測(cè)試，結(jié)果如下：

THD<0.005%(1KHZ)

頻率回應(yīng)：2.5HZ-100KHZ(-3dB)

信噪比：-90dB

最大輸出：120mW/32Ω

電路原理：

電路圖見圖一，耳機(jī)右路元件的標(biāo)號(hào)是在左路元件標(biāo)號(hào)的基礎(chǔ)上加100，例如右路的R1寫成R101，C2寫成C102等。

這里的放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)提升放大器，它的運(yùn)算放大器和輸出級(jí)都是甲類的，為實(shí)現(xiàn)直接藕合，電路採(cǎi)用了雙電源。

首先，輸入信號(hào)先通過(guò)隔直電容C1藕合到音量控制電位器VR1上，VR1的阻值較大，使聲音在低音區(qū)(即2HZ)的-3DB點(diǎn)上。

對(duì)大多數(shù)信號(hào)源而言，如果它的信號(hào)不在電容上產(chǎn)生任何附加直流電壓，那麼該電容可以不要。當(dāng)然，為了安全最好保留該電容，否則輸入端的直流偏移將導(dǎo)致的輸出端上產(chǎn)生較大的偏移。

如果出現(xiàn)了直流偏移，數(shù)值較小時(shí)，會(huì)在輸出級(jí)上增加電流消耗，產(chǎn)生失真;數(shù)值較大時(shí)，耳機(jī)將會(huì)被損壞。

音量控制VR1決定了放大器的輸入阻抗為47KΩ，因?yàn)镮C1的輸入級(jí)是一個(gè)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(J.F.E.T)，其輸入阻護(hù)大約為10-12MΩ。

目前市場(chǎng)上有大量的運(yùn)算放大器，可廣泛用於音頻電路，但經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)只有TL072性能最好，價(jià)格合理，噪音低，回應(yīng)速率為13V/mS，并具有很高的電流吸收能力。

儘管這些元件具有上述諸多特點(diǎn)，實(shí)際上這些元件卻很少運(yùn)行在最佳條件下。例如，運(yùn)算放大器的輸出級(jí)工作電流為2MA，只工作的甲 乙類，負(fù)載小於10KΩ。其解決辦法是在輸出端和電源負(fù)極之間連接一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻，這樣就強(qiáng)迫將其調(diào)至甲類。

圖中的運(yùn)算放大器IC1於同相輸入放大器，將輸入信號(hào)從可變電位器VR1的滑動(dòng)觸頭連至其同名端(+)。電阻R3和R4有兩個(gè)功能：第一功能前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，就是強(qiáng)制運(yùn)算放大器工作在甲類狀態(tài);第二個(gè)功能是為TR1和TR2所組成的輸出級(jí)提供偏壓。

互補(bǔ)電晶體TR1和TR2採(cǎi)取發(fā)射極跟隨器工作方式，這樣，從基極看其輸入阻抗較高，而輸出極的輸出阻抗則較低。

在電路設(shè)計(jì)中，電阻R5和R6是非常重要的，因?yàn)镽5和R6與TR1和TR2的發(fā)射極串聯(lián)，產(chǎn)生局部負(fù)反饋，使輸出級(jí)工作在線性狀態(tài)。

R5.R6和R3上的電壓降也很重要，它使得輸出級(jí)進(jìn)入甲類工作狀態(tài)，負(fù)反饋從電阻R5/R6的連接點(diǎn)通過(guò)電阻R2反饋到IC1的反相輸入端(引腳2)。放大器的電壓增益決定於電阻R2和R1的比值(10倍)，電容C2用來(lái)隔直流，使其交流負(fù)反饋系數(shù)為R5/R6，而直流負(fù)反饋則是百分之百。放大器的輸出端直接與耳機(jī)相連。

在介紹了放大器的電路之后，注意力應(yīng)轉(zhuǎn)移到電源上來(lái)。變壓器有兩個(gè)6V次級(jí)線圈，它們可為橋式整流器提供交流電。通過(guò)整流后，用電解電容C3和C4濾波。這是一個(gè)很基本的穩(wěn)壓電路，當(dāng)然為了求得更佳的效果你也可以選擇更好的電源供電方式，相信在其他的電路一可以容的找到。