現在許多傳統高功率音頻放大器的每通道輸出功率在100瓦以上,而且大多選用分離式的電路組件。因而,為了確保輸出的穩定性和音效,工程師一般需要花很大精力對高功率音頻放大器進行匹配和調理。
半導體的消息驅動器LME49810為例進行闡明,該組件可供給200V的峰峰值輸出電壓擺幅,并可驅動不同類型的輸出級,合適高階消費和專業級消息運用,包括自動錄音室監視器、超重低音揚聲器、消息/視訊接收器、商用擴音體系、非原廠音響、專業級混音器,分布式消息和其他擴大器等。此外,也適用于各類高電壓及低失真要求的產業用消息體系??蔀橄Ⅲw系供給更精簡的規劃,幫忙規劃人員更容易的開發出高性能消息體系,完成更高的穩定性和一致性,大幅削減體系研制和生產時的分離式組件匹配及調理作業。
規劃技巧
半導體的消息驅動器來規劃高質量消息體系的方法有很多。以下為規劃主張。
輸入級:輸入級規劃是高功率音頻放大器最要害的一環。透過來自反應的信號進行相減,輸入級會發生一個差錯信號,然后把這個差錯信號驅動到輸出。該差錯信號一般很小,足認為高功率音頻放大器供給滿足的線性度。
LME49810是一款雙極輸入的高功率音頻放大器,其輸入阻抗的匹配性適當重要。受來自正輸入埠和負輸入埠的偏置電流的影響,輸入阻抗的失配會導致輸入偏移電壓。該輸入偏移電壓將按照死循環增益擴大。當然,LME49810的輸入偏置電流很低,關于一般的運用來說,呈現在輸出的偏移電壓能夠忽略。
一、輸入級和反應運用示意圖:
一般來說,一般選用的的消息輸入規劃有兩種:溝通或直流耦合輸入。溝通耦合輸入的優點是來自前置高功率音頻擴大器、濾波器級或編譯碼器級的高功率音頻放大器輸入直流偏移一般都是零,且無需在高功率音頻放大器中參加任何的直流伺服電路來避免直流毛病。而直流耦合輸入的優點則是無需運用大尺寸和昂貴的溝通耦合電容;不會呈現由溝通耦合電容所發生的低頻失真;可減輕溝通耦合RC網絡的噪聲。
負反應系數:高功率音頻擴大器的負反應設置可為體系帶來較高的穩定性和線性度。當高功率音頻擴大器在高頻作業時會呈現相位位移,而較大的負反應系數可減輕在高頻時的不穩定性和振動。在分離擴大器體系中,高反應系數將會引起很差的瞬態呼應或高頻不穩定性。然而,LME49810擁有一個較高的開環增益,因而它的死循環增益差錯和電源紋波抑制會較小,能夠最大化電路中的負反應,因而提高體系的線性度。一般,主張選用30dB至40dB的電壓增益。
二、輸出偏置電路結構:
補償:高功率音頻放大器的補償是用來調理開環增益和相位性能,以便當反應被封閉時能把體系穩定下來。一般來說,要獲得較高的穩定性補償越大越好。
可是,補償越大,消息芯片的頻寬和壓擺率就越低,而較低的壓擺率會使體系發生出較柔軟的消息特性,相反較高的壓擺率則可發生較明晰和實在的消息特性。
LME49810的密勒補償是透過在‘Comp’和‘BiasM’接腳之間加插一個電容來完成的,最合適的電容取值規模是10p到100p。此外,補償電容的等效串聯電阻(ESR)應較低,以避免電容的等效串聯電阻引發潛在零點。在一般情況下,選用陶瓷電容要比選用電解電容的作用更好。
三、輸出射級跟從器:
射極跟從器的大信號線性度首要取決于負載的巨細。跟著負載添加(即負載電阻削減),輸出電流亦同時會添加。
受RE和坐落高電流密度的β滾降的影響,BJT電流增益會削減。這種情況下,可能會降低線性度并添加在輸出級的失真。關于比較高功率音頻放大器的運用來說,主張選用多級輸出來維持高電流和更佳的線性度。
LME49810消息驅動器擁有約50mA的輸出電流,它能夠依據要求裝備成達靈頓管或平行晶體管輸出。
四、射級負反應電阻的運用:
對平行晶體管裝備來說,有必要確定高功率音頻放大器的驅動能力。高功率音頻放大器的輸出電流(Ic)有必要大于高功率晶體管的最小驅動電流(Ib)以免在中等功率晶體管級上呈現過載。
輸出晶體管的電壓規模:VCBO和VCEO電壓的最大規模有必要大于電源電壓的軌到軌規模。關于一個有+/-100V電壓供給的擴大器,晶體管的電壓額外應該高一點以確保它能夠在規則以內正常地運作。
射極電阻器RE:在高功率音頻放大器運用中,輸出晶體管的匹配性、電流平衡和保護關于高功率音頻放大器的線性度來說非常重要。主張選用射極負反應電阻器RE來改善輸出晶體管的匹配性和電流平衡能力。因而,我們主張在實際的高功率音頻擴大器運用中參加這種電阻。然而,將RE與輸出晶體管串聯在一起會降低擴大器的線性度。電阻RE是交越失真的首要失真來歷。當輸出晶體管的一端封閉而另一端開啟時便會呈現這種失真。因而,有必要最佳化RE值而且盡可能的將RE維持在較低水平,這樣能夠降低對非線性度的影響。