专利名称：无电容音频功率放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及音频功率放大技术，是一种晶体管互补对称式无电容音频功率放大器。
现有的音频功率放大器，不管是电子管的也好、晶体管的或是集成器件也好，都离不开电容器，如输入电容、输出电容、反馈滤波电容、傍路电容、自举电容等等，由于这些电容的存在使得放大器的低频响应，特别是一百赫之以下的低频响应应变差，甚至失去放大能力，于是，人们又想尽各种办法加以补偿，如在前置级加接多频段均衡提升网络，高低频分器件放大，超低额重放等措施。但这些措施非但没能从根本上解决问题，反面增大了体积和成本，白白消耗了电能，使电路更加复杂化，甚至引入了新的失真和噪声。同时，由于电容的存在，使电路和稳定性和耐压能力受到限制，因而不能大幅度提高工作电压，因而不能保证器件获得大的动态范围，偶有变化幅度大的信号易产生失真。同时，不利于缩小整机体积，首先是由于放大器电容体积大，更主要是在低电压下工作的器件对电流纹波要求高，因而滤波电容大，根据测试以及实践表明，50伏以下的工作电源至少要1000微法才能去除交流声，而100伏以上只要100微法甚至更小就可以了，且由于提高电压后，对电源变压器的导线载流量要求减小，也使得电源部分体积大为减小。假如在高电压下，我们取消电源变压器，改成超音频开关式稳压电源，则体积和成本将大幅度下降，因此，提高工作电压其意义是大的。关于提高效率和改善音质的音频功率放大器在中国专利公报上有多篇报导，就无电容音频功率放大器方面未见有报导。
本实用新型的目的在于克服上述存在的缺点提供出一种能使整个音频区得得以均衡放大，提高电路稳定性，同时提高整机工作电压，缩小整机体积，具有功耗小，稳定性好，电压范围宽、输出功率大、失真小频响宽的优质放大器。
本实用新型的目的是这样实现的本功率放大器由恒流源差分电路和互补对称式推挽输出电路组成。恒流源差分电路由三组恒流源组成。由二极管D1、D2、电阻R18和二极管D3、D4依次串接构成两组恒压源，A点为正电源端，B点为负电源端。第一恒流源由G 3及其射极电阻R5构成，其基极连接负电源端B点；第二恒流源由G8及其射极电阻R8构成，其基极连接负电源端B点；第三恒流源由G4及其射极电阻R3构成，其基极连接正电源端A。G1、G2构成差分电路，其射极连接第一恒流源G3的集电极，G1的集电极则连接第三恒流源G4的集电极。G5的射极电阻R4接于G5的射极与正电源之间，其基极与集电极并接于G2的集电极上，使差分电路得以平衡。G1的基极通过电阻R2接电位器中心抽头，作信号输入端，G1的基极分别接反馈电阻R17和R6分压，并经R6接地。本功率放大器的对称式互补推挽功率输出电路为常用OCL电路，它通过中间放大极G6的基极连接于恒流源差分电路中G1和G4的集电极之间，并且通过稳定管G7的发射极连接恒流源差分电路的G8的基极。本电路从输入端起直到功率输出末端负载全部采用晶体二极管、晶体三极管、电阻三种原件，无电容设置。为保证电路的稳定性，本电路输入级采用恒流源差分电路，差分器的负输入端以电阻与地点相接，取消了传统的隔直电容接地，负输入端的集电结电源大回路入地，从而保证了动态范围，提高了拾取弱小信号的能力，并且为双输入变为单端输出创造了条件。
正输入端的偏置电流取自地端，保证了电路的稳定性以及静态时无噪声。其输出端以恒流源作负载，进一步提高了电路稳定性，且减小了信号损失，保证了弱小信号的放大能力。中间级仍然采用恒压方式馈给驱动级和输出级，驱动和输出级采用互补推挽电路，从而保证了器件的功率和带负载的能力。为进一步提高电路的稳定性，输出端仍以电阻分压反馈到负输入端，达到了电路自稳定的目的。
本电路由放大器输出端与正负双电源的中点(即地端)对负载构成电桥电路(见图2)，信号正半周时，电源正端通过G1作用于负载，信号负半周时，电源负端经G8作用于负载，只要电源功率足够，电桥的正负半周将是平恒、对称的。
本电路的特点是无电容，除本电路外，所有的音频功率放大都分别在输入端，即电位器中心抽头与R1之间(见图3)，R2下端与地之间串接一只电容器，为是的免使直流输入和保证电路的稳定性，但它们都有很多不足，所以本实用新型去掉了电容，达到了更好的效果。
本实用新型与现有放大器比较具有如下优点本电路输入级采用恒流源差分电路，差分器的负输入端以电阻与地点相接，取消了传统的隔直电容接地，负输入端的集电结经电源大回路入地，从而保证了动态范围，提高了拾取弱小信号的能力，并为双输入变单端输出创造了条件，正输入端的偏置电流取自地端，保证了电路和稳定性以及静态时无噪声，其输出端以恒流源作负载，进一步提高了电路和稳定性，且减小了信号损失，保证了弱小信号的放大能力，中间级采用恒流源作负载，中点采用恒压方式馈给驱动级和输出级，驱动和输出级采用互补式推挽电路，放大信号的正负半周很对称，从而保证了器件的功率和带负载的能力，输出端以电阻分压反馈到负输入端，达到了电路的自稳目的，又由于省去电容，因此又省去了因电容所引起的不利影响。因此，本新型具有稳定性好、电压范围宽、功耗小、输出功率大、带负载能力强、失真小、频响宽、原件少、体积小故障少等优点。
下边结合附图对实用新型实施例作进一步说明
图1、本实用新型实施例电路图。
图2、放大器输出端与正负双电源的中点对负载构成的电桥电路图。
图3、现有放大器的逻辑图。
本实用新型的最佳实施例参见图1，本音频功率放大器由晶体二级管、晶体三体管、电阻等原件组成，无电容设置。整个电路由恒流源差分电路和互补对称式推挽功率输出电路组成。恒流源差分电路由三组恒流源组成。由二极管D1、D2、电阻R18和二极管D3、D4依次串接构成两组恒压源，A点为正电源端、B点为负电源端，这样，无论电源电压升高或降低，A点与正电源，B点与负电源电位差始终在设定范围内。第一恒流源由G3及其射极电阻R5构成，其基极连接负电源端B点；第二恒流源由G8及其射极电阻R8构成，其基极连接负电源端B点；第三恒流源由G4及基射极电阻R3构成，其基极连接正电源端A点。G1、G2构成差分电路，其射极连接第一恒流源G3集电极，G3为G1和G2构成的差分电路提供一个恒定的偏置电流，其电流由式IC＝(VB－VBe)/Re得出。G4的集电极连接G1的集电极，为G1的负载；G5的射极电阻R4接于G5的射极与正电源之间，其基极与集电极并接于G2的集电极上，使差分电路得以对称平衡。G1的基极通过电阻R2接电位器中心抽头，作信号输入端，G2的基极通过反馈电阻R17和R6分压，并经R6接地。对称式互补推挽功率输出电路为常用的OCL电路，它通过中间放大极G6的基极连接于恒流源差分电路的G1和G4的集电极之间，并且通过稳定管G7的发射极连接恒流源差分电路的G8的基极，C点为电路输出端，经负载RL与地相接。
其工作过程为信号由电位器经R2到G1的基极，经G1放大后，通过G1的集电极馈给G6的基极；经G6放大后，通过G6集电极输出，同时馈给G9和G10的基极，分别由G9、G10放大后，从G9、G10的集电极分别馈给G11、G12的基极，再由G11、G12放大后，馈给负载RL，完成信号输出。
通过以上的电路设计，三组恒流源控制差电路的各点电压，特别是电路输出端C点的电压。本电路可通过调整第二恒流源的射极电阻R3的大小，使C点与地之间电压接近零伏，从而使电路得以实现。
图2是放大器输出端与正负双电源的中点(即地端)对负载构成电桥电路，信号正半周时，电源正端通过GA作用于负载，信号负半周时，电源负端经GB作用于负载，只要电源功率足够，电桥的正负半周将是平恒、对称的。
图3是现有放大器的逻辑图，现有音频功率放大器都分别在输入端，即电位器中心抽头与R1之间，R2下端与地之间串接一只电容器，为的是免使直流输入和保证电路的稳定性，由于电容器的存在，有很多不足。因此，本实用新型在图3的逻辑上进行了改进，去掉了电容，是本功放的关键所在，因而达到了预期的效果。
权利要求1.一种无电容音频功率放大器，由晶体二极管、晶体三极管、电阻三种原件构成的恒流源差分电路和互补对称式推挽功率输出电路组成，其特征在于A.恒流源差分电路由三组恒流源组成，二极管D1、D2、电阻R18和二极管D3、D4依次串接构成两组恒压源，A点为正电源端，B点为负电源端；G3及其射极电阻R5构成第一恒流源，其基极连接负电源端B点；G8及其射极电阻R8构成第二恒流源，其基极连接负电源端B点；G4及其射极电阻R3构成第三恒流源，其基极连接正电源端A点；G1、G2构成差分电路，其射极连接第一恒流源G3的集电极，G1的集电极连接第三恒流源的集电极；G5的射极电阻R4接于G5的射极与正电源之间，其基极与集电极并接于G2的集电极上，使差分电路得以对称平衡；G1的基极通过电阻R2接电位器中心抽头，作输入端；G2的基极分别接反馈电阻R17和R6分压，并经R6接地；B.对称式互补推挽功率输出电路为常用OCL电路，它通过中间放大极G6的基极连接于恒流源差分电路的G1和G4的集电极之间，并且通过稳定管G7的发射极连接恒流源差分电路的G8的基极。
专利摘要本实用新型公开了一种音频功率放大器，其特征是该电路从输入端起直到功率输出末端接负载全部采用晶体二极管、晶体三极管、电阻三种原件组成，不用电容器，彻底取消了外加电容器，输出端以电阻分压反馈到负输入端，采用对称式互补直流耦和电路，解决了放大器整机体积大、稳定性差、失真与噪音的缺点，本放大器具有稳定性好，电压范围宽，功耗小、输出功率大、带负载能力强，电能转换率高、失真小、频响宽、原件少、体积小等优点。
文档编号H03F3/20GK2257105SQ9524255
公开日1997年6月25日 申请日期1995年12月18日 优先权日1995年12月18日
发明者江智新 申请人:江智新