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【收藏】音頻放大器電路解析

發布時間：2019-11-21 責任編輯：lina

【導讀】功gong放fang是shi音yin頻pin電dian子zi中zhong關guan鍵jian的de一yi環huan。它ta常chang用yong於yu將jiang輸shu入ru信xin號hao的de功gong率lv放fang大da許xu多duo倍bei。在zai音yin頻pin電dian子zi中zhong，運yun算suan放fang大da器qi會hui提ti高gao信xin號hao的de電dian壓ya，但dan無wu法fa提ti供gong驅qu動dong負fu載zai的de電dian流liu。本ben文wen我wo們men來lai講jiang如ru何he用yongTDA2040功放、2個功率晶體管以及一個4Ω阻抗的揚聲器來打造一個40W的放大器。

功gong放fang是shi音yin頻pin電dian子zi中zhong關guan鍵jian的de一yi環huan。它ta常chang用yong於yu將jiang輸shu入ru信xin號hao的de功gong率lv放fang大da許xu多duo倍bei。在zai音yin頻pin電dian子zi中zhong，運yun算suan放fang大da器qi會hui提ti高gao信xin號hao的de電dian壓ya，但dan無wu法fa提ti供gong驅qu動dong負fu載zai的de電dian流liu。本ben文wen我wo們men來lai講jiang如ru何he用yongTDA2040功放、2個功率晶體管以及一個4Ω阻抗的揚聲器來打造一個40W的放大器。

放大器的拓撲結構

在一個放大器的鏈式係統中，功放用於負載前的最後一級。一般來說，音頻放大器係統的拓撲結構如下。

rushangtukejian，gonglvfangdaqishiyufuzaixiangliandezuihouyiji。yibanqingkuangxia，zaigonglvfangdaqizhiqian，xuyaoshiyongqianzhifangdaqihedianyakongzhifangdaqilaixiuzhengxinhao。tongshi，mouxieqingkuangxiahaixuyaoyongdaoyintiaokongzhi，yintiaokongzhidedianluyingfangzaigonglvfangdaqiqian。

了解你的負載

在zai音yin頻pin放fang大da器qi係xi統tong中zhong，負fu載zai和he放fang大da器qi的de負fu載zai驅qu動dong能neng力li是shi需xu要yao考kao慮lv的de重zhong要yao參can數shu。而er功gong率lv放fang大da器qi的de主zhu要yao負fu載zai就jiu是shi揚yang聲sheng器qi。功gong放fang輸shu出chu取qu決jue於yu負fu載zai的de阻zu抗kang，所suo以yi不bu合he適shi的de負fu載zai會hui影ying響xiang功gong放fang的de效xiao率lv和he穩wen定ding性xing。

揚聲器既是感性負載也是阻性負載。功放輸出交流電，因此揚聲器的阻抗是功率傳輸的關鍵因素之一。

在音頻電子中，不同的揚聲器功率和阻抗都不相同。市麵上的揚聲器大多數是4Ω，8Ω，16Ω以及32Ω的，其中4Ω和8Ω的成本比較低。同時我們需要知道，放大器標注的5W，6W或10W等指的是RMS（有效值）。

簡單40W放大器的構造

上圖為TDA2040，屬於比較常見的音頻功放。它的封裝為Pentawatt，且有5個引腳。引腳圖可以在規格書中找到，如下圖所示。

1：同相輸入端；

2：反相輸入端；

3：負電源；

4：輸出端；

5：正電源。

頂部凸起部分與引腳3即負電源相連。如果要添加散熱器的話也應使用相同的連接方式。從規格書中我們可以發現。

以上參數證明了該IC的性能良好。它提供了對地的短路保護。同樣，熱保護在過載的情況下提供了額外的安全保障。從最後兩條數據中，我們可以看出TDA2040可以在4Ω的負載以及±17V的情況下輸出25W。這個情況下，THD（總諧波失真）為0.5%。同樣配置下，要想獲得30W的輸出，THD應變為10%。

同樣規格書中提供了供電電壓與輸出功率的關係圖。

從圖中可以看出，如果使用大於±15V的電源，我們就可以實現26W以上的輸出。

為了生成額外的電壓，我們還需要兩個功率晶體管NPN和PNP，這裏我們用的是BD712和BD711.這兩個三極管都是TO-220C的封裝。

兩者的引腳圖如下。

為了實現完美運作且THD不受影響，我們需要36V的輸入來實現40W的輸出。盡管這個電路隻需15V到40V就可以啟動了。

所需元器件

36V電源輸出

4Ω 40W的揚聲器

1.5Ω 0.5W的電阻x 4

100Ω 0.25W的電阻x 4

12Ω電阻 x 1

1Ω 2W的電阻 x 1

470nF電容

100uF電容

TDA2040

散熱器

二極管1N4148 x 2

220nF電容

2200uF電容

4.7uF電容

BD711和BD712

電路圖及原理

40W音頻放大器的電路圖也比較簡單；TDA2040放大信號後提供到了25W的有效值功率。其餘的功率放大則由BD711和BD712三極管來實現。輸入電容470nF是shi隔ge直zhi流liu的de電dian容rong，隻zhi允yun許xu交jiao流liu信xin號hao通tong過guo。還hai有you一yi項xiang重zhong要yao因yin素su就jiu是shi單dan電dian源yuan供gong電dian。因yin為wei放fang大da器qi是shi由you單dan電dian源yuan供gong電dian，所suo以yi輸shu入ru信xin號hao需xu要yao拔ba高gao幾ji伏fu，從cong而er使shi得de放fang大da器qi能neng在zai正zheng負fu峰feng值zhi上shang放fang大da信xin號hao。電dian阻zuR6，R9，R7和R8負責為功率晶體管和功放提供偏置電壓。R10和C5則屬於RC緩衝電路，用於保護放大器免受揚聲器這個感性負載的影響。

測試40W的放大器電路

我們用proteus的仿真工具來檢查電路的輸出；我們可以在虛擬示波器中觀察輸出。