ocl功放電路分析與維修技巧
由于OCL功放電路優(yōu)越的性能和較高的穩(wěn)定性和可靠性,長(zhǎng)期以來(lái)被各生產(chǎn)廠家廣泛采用。但在使用中由于種種原因經(jīng)常出現(xiàn)燒毀攻放管、復(fù)合管及電阻等元件的現(xiàn)象。因OCL電路是直接耦合,電路前后相互牽扯,在維修判斷故障時(shí)存在一些難度。經(jīng)常造成反復(fù)燒管的現(xiàn)象,給維修帶來(lái)不必要的損失,使不少維修工望而卻步。下面是我多年來(lái)維修攻放的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),寫出來(lái)供大家參考,希望能對(duì)你有所幫助并為你減少不必要的損失。常見(jiàn)的OCL功放電路如下圖所示:
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201710/368831.htm圖中Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及R12、R13、R14經(jīng)常同時(shí)燒毀。在維修時(shí)不要盲目的更換上述元件后就通電,因?yàn)榇藭r(shí)故障可能沒(méi)有徹底排除,可能會(huì)再次燒毀。應(yīng)仔細(xì)檢查前面的管子及電阻等元件是否損壞,W1是否開(kāi)路或阻值變大等。然后再采取下面的方法更安全穩(wěn)妥:將新的測(cè)量過(guò)的Q6、Q7、Q9、R12、R13、R14焊好,而Q8和Q10功放管,集電極先不要焊接(這一點(diǎn)非常重要),只焊接基極和發(fā)射極,以保證直流負(fù)反饋構(gòu)成回路(否則差分對(duì)管不正常工作),以防止由于輸出不平衡時(shí)燒毀功放管。這時(shí)一定不要接揚(yáng)聲器。通電檢測(cè)輸出端的靜態(tài)對(duì)地電壓,正常值為0V≤±20mV,越小越好。如偏差較大應(yīng)立即關(guān)機(jī),重新仔細(xì)檢查。若測(cè)得輸出電壓正常時(shí),再測(cè)量Q7和Q9基極間的電壓,預(yù)調(diào)W1使其在1.5—2V之間。確認(rèn)以上電壓全都符合要求,再將Q7、Q9的集電極焊好,電調(diào)整W1測(cè)量功放電路部分的總電流應(yīng)為25~30mA(或功率管集電極電流~20mA)。即可接上揚(yáng)聲器試機(jī)(注意在接揚(yáng)聲器前要仔細(xì)檢查其好壞,以免再次燒毀)。
另外,如果輸出端的靜態(tài)電壓偏差大于50mV時(shí),要重點(diǎn)檢查Q1、Q2是否配對(duì)(兩管放大系數(shù)應(yīng)基本相等,誤差要小于5%),R4、R5是否變值,重新配對(duì)和更換電阻后可排除故障。
有些功放經(jīng)常莫名其妙的燒毀,幾次修復(fù)都用不了多長(zhǎng)時(shí)間。其原因大多是印刷電路布線不合理,電源線沒(méi)有按照由后向前的原則布線,使電路在大音量輸出時(shí)產(chǎn)生寄生振蕩,嚴(yán)重時(shí)就會(huì)燒毀攻放。應(yīng)按照電流由后向前的原則,重新切割布線后面的線要盡量粗短。之后才可照上述方法進(jìn)行換管和修復(fù)。
分立元件OCL功率放大電路原理分析
OCL,是英文Output CaPCItodess的縮寫,意思是沒(méi)有輸出電容器。OCL功率放大電路一般采用正、負(fù)對(duì)稱的兩組電源供電,電路內(nèi)部直到負(fù)載揚(yáng)聲器全部采用直接耦合,中間無(wú)輸入、輸出變壓器(人們將不用輸入和輸出變壓器的功率放大電路稱為單端推挽電路),也不需要輸出電容器,其好處是通頻帶寬,信號(hào)失真最低。
(1) OCL功率放大器的結(jié)構(gòu)
功率放大器框圖如右圖所示。OCL功率放大電路分為輸入級(jí)、激勵(lì)級(jí)、功率輸出級(jí)三級(jí),此外還有為穩(wěn)定電路工作而設(shè)置的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)和各種補(bǔ)償電路,有些還設(shè)置有保護(hù)電路。
下圖是一種實(shí)際的功放電路,現(xiàn)在一些低檔功放機(jī)器采用了這一電路。下面結(jié)合該電路來(lái)認(rèn)識(shí)一下功率放大器的各組成部分。
1)輸入級(jí)輸入級(jí)主要起緩沖作用。輸入級(jí)多采用差分對(duì)管放大電路(也有采用運(yùn)算放大電路的),通常引入一定量的負(fù)反饋,增加整個(gè)功放電路的穩(wěn)定性和降低噪聲。差分放大器由,兩個(gè)特性相同的放大電路組成,其左、右兩管的參數(shù)幾乎完全相同。這種電路具有很高的穩(wěn)定性,能抑制“零點(diǎn)漂移”,保證輸出級(jí)中點(diǎn)電壓的穩(wěn)定。有些機(jī)器,差動(dòng)管發(fā)射極采用恒流源電路,常見(jiàn)的有二極管和三極管組成的恒流源和兩個(gè)三極管組成的鏡像恒流源。輸入級(jí)采用小功率管,工作在甲類狀態(tài),靜態(tài)電流較小。
2)激勵(lì)級(jí)激勵(lì)級(jí)的作用是給功率輸出級(jí)提供足夠的激勵(lì)電流及穩(wěn)定的靜態(tài)偏壓,整個(gè)功率放大器的增益主要由這一級(jí)提供。多數(shù)功放機(jī)的激勵(lì)級(jí)采用單管的放大電路,也有少數(shù)機(jī)器采用差分對(duì)管放大電路。這一級(jí)常采用恒流源負(fù)載,不僅能得到較高的電源抑制特性,而且具有工作狀態(tài)穩(wěn)定、線性好、失真度低等優(yōu)點(diǎn)。激勵(lì)級(jí)也是用小功率管,工作在甲類狀態(tài)。
另外,激勵(lì)級(jí)還要為后一級(jí)(功率輸出級(jí))提供穩(wěn)定的偏置電壓。功率輸出級(jí)的偏置電壓電路有多種類型。最簡(jiǎn)單的偏置電路是由激勵(lì)管的集電極負(fù)載電阻構(gòu)成的,其熱穩(wěn)定性和穩(wěn)壓性都比較差;有些功放采用恒壓偏置電路,即由多個(gè)二極管串聯(lián)而成的穩(wěn)壓鉗位電路,使功率輸出級(jí)的偏置電壓保持穩(wěn)定;而更多的則是采用帶溫度補(bǔ)償?shù)暮銐浩秒娐?,這種偏置電路由一個(gè)三極管和幾個(gè)電阻組成。
下圖中,功率輸出級(jí)的偏置電路是與激勵(lì)管Q3的集電極負(fù)載串聯(lián)在一起的。R5可看作Q3的集電極負(fù)載電阻,R4和Dl串聯(lián)在集電極負(fù)載電路中,可看作集電極負(fù)載的一部分。Q3集電極電流流過(guò)R4、Dl和R5.在R4和Dl兩端產(chǎn)生一定的電壓降(電壓高低決定了輸出級(jí)的工作狀態(tài),一般為2.1V左右,此時(shí)輸出級(jí)工作在甲乙類狀態(tài);如達(dá)到2.8V左右,輸出級(jí)則工作在甲類狀態(tài)),此電壓加在Q4、Q5的基極上,為兩管提供偏置電壓。這時(shí)與Q4、Q5復(fù)合連接的Q6、Q7也獲得了偏置電壓而進(jìn)入線性放大狀態(tài)。
3)功率輸出級(jí)功率輸出級(jí)簡(jiǎn)稱輸出級(jí),主要起電流放大作用,以向揚(yáng)聲器提供足夠的激勵(lì)電流,保證揚(yáng)聲器正確放音,因此,也稱為電流放大級(jí)。輸出級(jí)還可細(xì)分為推動(dòng)級(jí)和末級(jí)兩級(jí)。
輸出級(jí)采用互補(bǔ)或準(zhǔn)互補(bǔ)輸出形式的單端推挽放大電路,其輸出級(jí)由兩組(稱為上臂、下臂)不同極性的復(fù)合管構(gòu)成。利用它們的偏置極性相反的特性,可以自動(dòng)地分別放大正、負(fù)半周信號(hào),即具有互補(bǔ)特性;又因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)總是一臂導(dǎo)通放大信號(hào),另一臂截止,工作在推挽狀態(tài),因此又被稱為互補(bǔ)對(duì)稱推挽放大電路。
一般功率放大器的前級(jí)(這里指輸入級(jí)和激勵(lì)級(jí))均為電壓放大級(jí),輸出的電流都不大。為了用較小的電流驅(qū)動(dòng)功率輸出管,以得到足夠的輸出功率,一般的功率輸出級(jí)均采用半導(dǎo)體三極管復(fù)合連接的方式,即采用復(fù)合管。復(fù)合管是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的三極管按一定的方式連接起來(lái)組成的一種功率管。輸出級(jí)復(fù)合管中的大功率三極管稱為功率管(也叫功放管或輸出管),與之復(fù)合的另一個(gè)小功率(也有用中功率管的)三極管稱為推動(dòng)管(或驅(qū)動(dòng)管),推動(dòng)管、功放管分別構(gòu)成了推動(dòng)級(jí)、末級(jí)電路。一般的功放每個(gè)聲道有兩個(gè)功放管,而一些大功率的功放為了增大輸出功率,也采用了功放管并聯(lián)的方法,這樣每個(gè)聲道就有四個(gè)或更多的功放管。一些低檔機(jī)中的兩個(gè)功放管采用的是同極性的晶體管三極管,即兩個(gè)管均為NPN型(或PNP型)管,需分別與兩個(gè)不同極性(一個(gè)為NPN管,另一個(gè)為PNP管)的小功率三極管組成復(fù)合管配對(duì)使用,這樣的互補(bǔ)輸出電路常稱為“準(zhǔn)互補(bǔ)”推挽放大電路。
中、高檔功放則采用專用音響對(duì)管(一個(gè)NPN管,一個(gè)PNP管,且特性很接近)作互補(bǔ)電路的輸出管,以達(dá)到較高的技術(shù)水準(zhǔn)。
功率輸出級(jí)中,驅(qū)動(dòng)管和功放管的工作狀態(tài)有甲類、乙類、甲乙類之分。平常所說(shuō)的甲類功放、乙類功放、甲乙類功放就是按功率輸出級(jí)的工作狀態(tài)來(lái)對(duì)功放機(jī)進(jìn)行分類的。輸出級(jí)的各管工作狀態(tài)是由偏置電路所提供的工作電壓所決定的,掌握其工作狀態(tài)對(duì)維修功放有著極重要的意義。下面簡(jiǎn)要介紹一下這三類功放的特點(diǎn)。
甲類功放中,輸出管的總靜態(tài)電流較大(常為1A~2A),其工作點(diǎn)能保證在一定的輸入信號(hào)幅度內(nèi),輸出管在信號(hào)的正、負(fù)半用均處于導(dǎo)通狀態(tài),在無(wú)信號(hào)輸入時(shí),依然存在著相當(dāng)大的靜態(tài)電流,不會(huì)產(chǎn)生交越失真和開(kāi)關(guān)失真,因此放音效果較好。但甲類放大器存在效率低、功放管發(fā)熱非常厲害(除采用很大的散熱器外,有的還需用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷)等缺點(diǎn)。甲類功放中,驅(qū)動(dòng)管工作在甲類狀態(tài),靜態(tài)電流較大(幾十毫安),發(fā)熱也較大,因此常采用中功率管作驅(qū)動(dòng)管,并將其固定在散熱器上。
乙類功放指在靜態(tài)下(無(wú)信號(hào)輸入狀態(tài)),功放管的基極無(wú)偏流,只有在較強(qiáng)的輸入信號(hào)(電壓的絕對(duì)值大于0.6V)作用下,功放管才導(dǎo)通工作。乙類功率放大電路采用推挽輸出方式,利用兩個(gè)特性相同的功放管,上臂功放管工作在正半周,F(xiàn)臂功放管工作在負(fù)半周,即一推一挽地輪流工作。而在輸入信號(hào)電壓+0.6V~-0.6V之間,無(wú)論是上臂功放管還是下臂功放管,均不能導(dǎo)通,所以,在信號(hào)的上半周與下半周的交接處將會(huì)出現(xiàn)失真,稱為交越失真,,推挽工作的晶體管交替導(dǎo)通截止時(shí),由于載流子積聚效應(yīng),它的工作不能完全再現(xiàn)輸入信號(hào)的變化,而是在輸出信號(hào)中出現(xiàn)附加的脈沖,稱為開(kāi)關(guān)失真。即乙類功放存在交越失真和開(kāi)關(guān)關(guān)真的缺點(diǎn),但效率高、能耗低是其顯著的優(yōu)點(diǎn)。
甲乙類功放,實(shí)際上是甲類和乙類的結(jié)臺(tái),使輸出級(jí)各管進(jìn)入甲乙類工作狀態(tài),有一定的靜態(tài)偏流。沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí),靜態(tài)電流較小,功放管處于近似截止?fàn)顟B(tài);工作時(shí)只要轄入很微小幅度的信號(hào)電壓,功放管就能立即進(jìn)入正常放大狀態(tài)。在這類功放中,輸出管靜態(tài)電流多數(shù)設(shè)計(jì)在幾十毫安,也有設(shè)計(jì)得較大一些的,如在200mA左右(常將這種稱為高偏甲乙類)。甲乙類功放電路解決了失真與效率的矛盾,因此,是功放機(jī)中數(shù)量最大的一類。
4)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)為了提高電路的穩(wěn)定性和降低失真,OCL電路均要加入交直流負(fù)反饋,通常會(huì)同時(shí)采用局部負(fù)反饋(即本級(jí)的負(fù)反饋)和環(huán)路負(fù)反饋兩種辦法。各級(jí)放大器發(fā)射極所接的電阻,主要起穩(wěn)定該級(jí)工作狀態(tài)的作用,屬于局部負(fù)反饋。環(huán)路負(fù)反饋則屬于級(jí)間負(fù)反饋,可以提高整個(gè)放大器的穩(wěn)定性。
環(huán)路負(fù)反饋有兩種形式:一種是負(fù)反饋信號(hào)從末級(jí)(一般是輸出端)取出,經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)饋人差分輸入放大器的一臂,稱為“大環(huán)路負(fù)反饋”,這種負(fù)反饋被大多數(shù)功放所采用;另一種是反饋信號(hào)從推動(dòng)級(jí)(不是取自末級(jí))取出,經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)饋人差分輸入放大器的一臂,稱為“無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋”,這種環(huán)路負(fù)反饋可以提高放大器的速率,消除揚(yáng)聲器的反電動(dòng)勢(shì)經(jīng)環(huán)路反饋到輸入級(jí)造成的失真。
5)各種補(bǔ)償電路OCL的補(bǔ)償電路主要有以下幾種:
一是為消除自激所加的各種補(bǔ)償電容。
以下圖所示電路為例,接在反饋電阻Rll兩端的C5為相位補(bǔ)償電容,用來(lái)超前補(bǔ)償,以抑制電路自激振蕩;C3、C8、C9分別接在輸入差分管Ql、推動(dòng)管Q7、Q8的c、b極間,是消振電容(也稱中和電容),用來(lái)抑制電路振蕩、進(jìn)行相位補(bǔ)償,以消除電路高頻自激。另外,有些功率放大器還在輸入端接有一個(gè)低通濾波器(圖3中由R2、C2組成),限制輸入信號(hào)的通頻帶,讓有用的音頻信號(hào)通過(guò),旁路高頻信號(hào),抑制輸入信號(hào)中的高頻雜波。
二是接在OCL電路輸出端的揚(yáng)聲器阻抗補(bǔ)償電路,也稱為茹貝爾電路(圖3中由R20和Cl0組成),用以抵消揚(yáng)聲器的感抗成分,使放大器的負(fù)載接近純電阻,保證放大器穩(wěn)定地工作。
三是溫度補(bǔ)償電路。輸出功率較大的OCL電路工作時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)電路的影響較大,所以需要對(duì)電路進(jìn)行溫度檢測(cè)和補(bǔ)償,以糾正溫度變化引起的靜態(tài)工作點(diǎn)偏移。具體措施是輸出級(jí)的基極采用帶溫度補(bǔ)償功能的恒壓偏置電路,這種偏置電路由一只三極管和幾只電阻組成(如圖3中,由Q6、R14、W2、R15組成),利用三極管的溫敏特性,將Q6與功放管一起安裝在散熱器上,若功放管Q9、Ql0集電極電流上升,功放管發(fā)熱量必然增大,Q6表面溫度隨之升高,并通過(guò)一系列的反饋過(guò)程(從略),最終使功放管的電流下降至正常范圍。這樣既保護(hù)了功放管,又可使輸出級(jí)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。
6)OCL功率放大器的供電OCL功率放大器均采用正、負(fù)對(duì)稱電源供電,使輸出端直流電壓為ov。供電電壓通常為+28V、+35V、±45V等,且有兩種供電方式:一種是前、后級(jí)電路(這里的前級(jí)指輸入級(jí)、激勵(lì)級(jí),后級(jí)指輸出級(jí))供電電壓相同,即由同一組電源供電,大多數(shù)機(jī)器采用r這種供電方式;另一種是前、后級(jí)分開(kāi)供電,即前級(jí)、后級(jí)各由電壓不同的兩組電源供電,電壓一高一低。前、后級(jí)分開(kāi)供電既可降低前、后級(jí)電路的相互影響,又可提高電源的利用率。
(2) 實(shí)際OCL功率放大電路分析
1)準(zhǔn)互補(bǔ)輸出形式的單端推挽OCL功率放大電路
圖2是典型的準(zhǔn)互補(bǔ)輸出形式的單端推挽功率放大電路。該電路采用正、負(fù)對(duì)稱電源和差分輸入放大等措施,使輸出端的直流電壓為Ov,以便放大器與揚(yáng)聲器直接耦合。電路分為三級(jí),Ql、Q2組成差分輸入放大級(jí),R3是發(fā)射極公共電阻;激勵(lì)級(jí)是由一只PNP型管(Q3)組成的共發(fā)射極放大電路;Q4-Q7組成復(fù)合“準(zhǔn)互補(bǔ)”推挽功率輸出級(jí),其中Q4、Q5為推動(dòng)管,Q6、Q7為功放管,兩個(gè)功放管為同極性的NPN型管。
Q3的集電極輸出端接有NPN型的Q4和PNP型的Q5(中間經(jīng)過(guò)R4和Dl),利用不同類型晶體管的互補(bǔ)作用,實(shí)現(xiàn)推挽放大所需的“倒相”要求。Q4與大功率管Q6接成NPN型復(fù)合管,Q5與大功率管Q7接成PNP型復(fù)合管。由它們共同完成接近乙類的準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱單端推挽功率放大任務(wù)。Q3集電極負(fù)載電阻R5、R4和二極管Dl組成推挽放大偏置電路。Rl是Q1的偏置電阻。
Rll既是Q2的偏置電阻,又是交直流負(fù)反饋電阻。
信號(hào)流程:從前級(jí)來(lái)的音頻信號(hào)從Vi端輸入后,經(jīng)耦合電容Cl加到差分放大管Ql的基極;差分輸入級(jí)的另一臂(即Q2的基極)引入輸出級(jí)的負(fù)反饋信號(hào)。經(jīng)Ql、Q2差分放大后的信號(hào)由Ql集電極直接耦合到激勵(lì)三極管Q3基極,進(jìn)行激勵(lì)放大后也直接耦合到電流放大級(jí)。從Q3集電極取出的信號(hào)分為兩路:一路直接送互補(bǔ)對(duì)稱放大電路的上臂(由Q4、Q6組成的)NPN型復(fù)合管的基極(Q4基極),當(dāng)信號(hào)為正半周時(shí),NPN型復(fù)合管導(dǎo)通,輸出電流經(jīng)正電源、Q6、揚(yáng)聲器到地,當(dāng)信號(hào)為負(fù)半周時(shí),NPN復(fù)合管截止;另一路經(jīng)R4、Dl(二極管Dl在導(dǎo)通狀態(tài),其內(nèi)阻很小,對(duì)交流信號(hào)的傳遞幾乎無(wú)影響)送互補(bǔ)對(duì)稱放大電路的下臂PNP型復(fù)合管(由Q5、Q7組成的)的基極(Q5基極),當(dāng)信號(hào)為負(fù)正半周時(shí).PNP型復(fù)合管導(dǎo)通,電流經(jīng)地、揚(yáng)聲器、Q7到負(fù)電源,當(dāng)信號(hào)為正半周時(shí).PNP復(fù)合管截止這樣,兩只功放管一推一挽地工作,在輸出端合成完整的音頻信號(hào),驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
為提高整個(gè)放大器的穩(wěn)定性、減小諧波失真、降低放大器的動(dòng)態(tài)輸出阻抗,還從末級(jí)的輸出中點(diǎn)取出負(fù)反饋電壓,經(jīng)由R11、R12、C4構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)饋入差分輸入級(jí)的一臂(Q2基極),其直流負(fù)反饋是由輸出中點(diǎn)電壓經(jīng)Rll直接加至Q2基極的;而交流負(fù)反饋電壓則經(jīng)Rll、R12分壓(C4對(duì)交流而言視為短路)后加到Q2基極,這個(gè)交流負(fù)反饋電壓的大小,決定著放大電路的增益(放大倍數(shù))。
C2、C3為防振電容,用來(lái)抑制放大器可能出現(xiàn)的高頻自激。C2、C3分別是Q3、Q5的中和電容(負(fù)反饋電容,也叫滯后補(bǔ)償電容),可降低Q3、Q5的高頻增益,破壞自激的幅值條件。
2)帶溫度補(bǔ)償?shù)腛CL功率放大電路下圖是飛達(dá)牌F-9603功放的右聲道功率放大電路,音樂(lè)輸出功率為300W(8Ω)。
該功率放大電路由10個(gè)晶體管組成:
Ql、Q2組成差動(dòng)放大輸入級(jí).Q5是激勵(lì)級(jí),Q6組成偏置電路.Q7、Q9、Q8、Ql0組成復(fù)合互補(bǔ)輸出級(jí)。
在差分輸入放大電路的輸入端,Rl、R2、C2組成了低通濾波電路,用于濾除音頻范圍以外的高頻信號(hào),提高電路的穩(wěn)定性,抑制電路的高頻噪聲和自激。在Ql、Q2的發(fā)射極引入了電流負(fù)反饋電阻(合用一個(gè)電位器Wl).以擴(kuò)大輸入級(jí)的有效輸入電壓范圍;差分輸入放大器的發(fā)射極公共電阻改成了由Q3、R6、Dl、D2組成的恒流源電路,以使電路更加穩(wěn)定。Q3是恒漉三極管,Dl、D2為恒流管的基極提供偏置基準(zhǔn)電壓。R5是保險(xiǎn)電阻,萬(wàn)一恒流源晶體管擊穿短路,可使差動(dòng)放大級(jí)維持工作;R3、R4是Ql、Q2的集電極負(fù)載電阻,R3兼作激勵(lì)管Q5的基極偏置電阻。
激勵(lì)級(jí)Q5采用恒流源負(fù)載的放大器,以保證放大電路的增益和線性。Q4、R9、Rl0、D3、D4組成Q5集電極的恒流源負(fù)載.為激勵(lì)級(jí)的穩(wěn)定工作提供條件,同時(shí)對(duì)穩(wěn)定輸出級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)也起了很大的作用。
因?yàn)樵撾娐返妮敵龉β瘦^大,所以需要進(jìn)行溫度檢測(cè)和補(bǔ)償,以糾正因溫度變化引起的靜態(tài)工作點(diǎn)偏移。Q6與R14、W2、R15組成具有溫度補(bǔ)償功能的恒壓偏置電路。利用激勵(lì)管Q5的集電極電流在上述元件上形成的電壓降,為Q7、Q8,也為Q9、Ql0提供適當(dāng)?shù)幕鶚O偏置,大大降低放大器的交越失真。在一般情況下,輸出級(jí)所需的偏置電壓(從Q6集電極與發(fā)射極兩端測(cè)得)為2.1V左右。本電路利用Q6正向?qū)〞r(shí)的穩(wěn)壓作用,使輸出級(jí)得到較穩(wěn)定的偏置電壓;同時(shí),還利用三極管的溫敏特性,將Q6與功放管一起安裝在散熱器上,對(duì)功放管的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償,使偏置電壓得到適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償,保證電路穩(wěn)定地工作。調(diào)節(jié)W2,就可調(diào)節(jié)功放管的偏置電壓,使它工作在甲類、甲乙類、乙類工作狀態(tài),本電路工作在甲乙類工作狀態(tài)。
信號(hào)流程:從前級(jí)來(lái)的右聲道的信號(hào),經(jīng)Cl、R2送Ql、Q2組成的差分輸入放大器放大后從Ql的集成極取出,送激勵(lì)級(jí)三極管Q5進(jìn)行激勵(lì)放大。從Q5集電極取出的信號(hào),分為兩路;一路直接送互補(bǔ)對(duì)稱放大電路的上臂(由Q7、Q9組成的)NPN型復(fù)合管的基極(Q7基極),當(dāng)信號(hào)為正半周時(shí),NPN型復(fù)合管導(dǎo)通,輸出電流經(jīng)正電源、Q9、揚(yáng)聲器到地,當(dāng)信號(hào)為負(fù)半周時(shí),NPN復(fù)合管截止;另一路經(jīng)Q6送互補(bǔ)對(duì)稱放大電路的下臂(由Q8、Ql0組成的)PNP型復(fù)合管的基極(Q8基極),當(dāng)信號(hào)為負(fù)半周時(shí),PNP型復(fù)合管導(dǎo)通,電流經(jīng)地、揚(yáng)聲器、Qlo到負(fù)電源,當(dāng)信號(hào)為正半周時(shí),PNP復(fù)合管截止。這樣,兩只功率管一推一挽地工作,在輸出端合成完整的音頻信號(hào),驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
本電路的級(jí)間直流負(fù)反饋從輸出端通過(guò)Rll(C6對(duì)直流等于開(kāi)路)加到Q2基極上,反饋量很大,再加上差動(dòng)放大器本身的高穩(wěn)定性,保證了整個(gè)放大器的穩(wěn)定工作。
而音頻交流信號(hào)的級(jí)間負(fù)反饋則經(jīng)R11、R12分壓后(C6的容量較大,對(duì)于反饋過(guò)來(lái)的音頻信號(hào)相當(dāng)于通路)加到Q2基極上,使功率放大電路獲得穩(wěn)定的增益,性能也得到改善。調(diào)整Rll可改變反饋量,達(dá)到調(diào)整增益的目的。
C2、C3、C8、C9為防振電容,用來(lái)防止自激振蕩。其中,C2為限制輸入信號(hào)的通頻帶,讓有用的音頻信號(hào)通過(guò),旁路無(wú)用的音頻范圍以外的高頻信號(hào),抑制高頻雜波;C3、C8、C9分別是Q1、Q7、Q8的中和電容。
放大器輸出端增加了一個(gè)與揚(yáng)聲器串聯(lián)的小電感L1,其作用一是抵償揚(yáng)聲器導(dǎo)線的分布電容,提高放大器的高頻穩(wěn)定性,二是防止信號(hào)變化時(shí)出現(xiàn)較高的瞬時(shí)電壓,抑制尖峰雜波,改善輸出信號(hào)的幅頻特性。
電阻R20、電容Cl0組成容性負(fù)載,成為揚(yáng)聲器阻抗補(bǔ)償電路,用以抵償揚(yáng)聲器的感抗成分,使放大器的負(fù)載較接近于純電阻,放大器工作穩(wěn)定,不易自激,輸出級(jí)晶體管不易出現(xiàn)過(guò)電壓,運(yùn)行比較安定。
3)全對(duì)稱式OCL功率放大電路
圖示是中寶(ZBO)KB-18A功放的右聲道功率放大電路。
該功放采用全對(duì)稱式OCL電路,使功率放大器的性能得到了進(jìn)一步的提高。它除了采用復(fù)合管、恒壓/溫度補(bǔ)償?shù)却胧┩猓€把OCL電路里的差分輸入、激勵(lì)、功率放大三級(jí)電路都設(shè)計(jì)成互補(bǔ)對(duì)稱形式,充分發(fā)揮了NPN型和PNP型三極管能夠互補(bǔ)工作的優(yōu)點(diǎn),讓信號(hào)從輸入到輸出均處于推挽放大之中,使電路獲得了很好的穩(wěn)定性和保真度。
電路中,Q3、Q4構(gòu)成NPN差分放大器,Ql、Q2構(gòu)成PNP差分放大器,它們共同組成互補(bǔ)對(duì)稱的差分輸入放大級(jí)。R32~R40組成輸入級(jí)的偏置電路,其中R35~R38為各管發(fā)射極的電流負(fù)反饋電阻;Q5、Q6分別為其恒流源,用來(lái)穩(wěn)定工作點(diǎn),保證電路-工作的穩(wěn)定。R33、R34,R39、R40為差分管的集電極負(fù)載電阻。
Q7、Q6構(gòu)成單端推挽電壓放大級(jí),并作為功率放大級(jí)的激勵(lì)級(jí),提供足夠的電壓增益。
Ql0、Qll為功率放大的推動(dòng)管,Ql0與Q13組成NPN復(fù)合管.Qll與Q12組成PNP復(fù)合管,以獲得高放大倍數(shù),這兩組復(fù)合管構(gòu)成功率輸出級(jí)。
Q9、R48、W2、R49組成輸出級(jí)的基極恒壓偏置電路,為輸出級(jí)提供適當(dāng)?shù)钠秒妷?。調(diào)節(jié)W2,可以調(diào)整功放管的靜態(tài)工作點(diǎn),即可以使功率管工作在甲類、甲乙類、乙類工作狀態(tài),本電路工作在甲乙類啊作狀態(tài)。另外,還利用三極管的溫度特性,把Q9安裝在功放管旁,使偏置電壓得到適當(dāng)?shù)臏囟妊a(bǔ)償,保證電路穩(wěn)定地工作。
R41、R42和C36、C37構(gòu)成負(fù)反饋電路,決定整機(jī)的閉環(huán)增益。C37為交流負(fù)反饋提供通路;C36接在反饋電阻R41兩端,是相位補(bǔ)償電容,用來(lái)超前補(bǔ)償,以抑制I乜路自激振蕩。
C32用于限制輸入信號(hào)的通頻帶,旁路無(wú)用的音頻范圍以外的高頻信號(hào),抑制高頻雜波。C35、C33分別跨接在Q7、Q8的c、b極間,是消振電容(也稱中和電容),用來(lái)抑制電路振蕩、進(jìn)行相位補(bǔ)償,以消除高頻自激振蕩。R57、C38組成揚(yáng)聲器阻抗補(bǔ)償電路,用以抵償揚(yáng)聲器的感抗成分,使放大器的負(fù)載接近純電阻,保證放大器穩(wěn)定地工作。
信號(hào)流程:當(dāng)輸入的音頻信號(hào)處于“正半周”時(shí),Q3導(dǎo)通、Ql截止,“正半周”信號(hào)經(jīng)Q3、Q4差分放大后,從Q3集電極直接耦合給Q7的基飯,經(jīng)Q7放大到足夠的幅度,激勵(lì)Qlo和Q13輸出正半周的功率信號(hào)。同理,當(dāng)輸入的爵頻信號(hào)處于“負(fù)半周”時(shí),Ql導(dǎo)通、Q3截止,“負(fù)半周”信號(hào)經(jīng)Ql、Q2.Q8放大,激勵(lì)Qll和Q12輸出負(fù)半周的功率信號(hào)。級(jí)問(wèn)直流負(fù)反饋從輸出端通過(guò)R41反饋到Q4,Q2的基極;交流負(fù)反饋則從輸出端通過(guò)R41和R42分壓后,再反饋給Q2、Q4基極。
功放電路維修技巧與方法:
在檢修實(shí)例中發(fā)現(xiàn),一般只壞一個(gè)聲道,這樣就給經(jīng)驗(yàn)不是很豐富的修理者提供了一個(gè)可參考的電阻或電壓值,以便用比較法進(jìn)行檢修。檢修時(shí),在沒(méi)有把握故障是否完全排除時(shí)切不可冒然換上新的功率管,否則,會(huì)有再次損壞的可能。應(yīng)用萬(wàn)用表在線測(cè)量找到損壞一邊的功放管,將其拆下。然后檢查功放管發(fā)射極電阻、推動(dòng)管及發(fā)射極電阻是否正常,用電阻比較法,將推動(dòng)及前置電路故障一一排除,更換為新的元件(功放管不裝)。
裝好后不要通電,用電阻擋測(cè)量正負(fù)電源的對(duì)地電阻、輸出端對(duì)地電阻(推動(dòng)管兩發(fā)射極中端)是否正常。若無(wú)異常,先不接負(fù)載,通電測(cè)量正負(fù)電源是否對(duì)稱,測(cè)中點(diǎn)電壓是否為零(允許誤差±0.2V范圍內(nèi))。如不正常則用電壓對(duì)比法比較快速排除故障。正常后,繼電器應(yīng)該在3s~10s吸合。如不吸合則應(yīng)該檢查保護(hù)電路。吸合后用萬(wàn)用表交流10V擋接到輸出端子,加入人體感應(yīng)信號(hào)慢慢增加音量,表針應(yīng)隨音量大小擺動(dòng)。也可以直接接上音箱、CD機(jī)聽(tīng),判斷有無(wú)失真,信號(hào)還原是否正常(由于無(wú)功率管擴(kuò)流所以輸出功率較小)。無(wú)異常后,將功放管裝上,如果是多管并聯(lián)的先裝一對(duì)開(kāi)機(jī)試機(jī),用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)兩功率管基極靜態(tài)時(shí)應(yīng)該有1.5V左右的偏置電壓。由于電路的類型不同也可能偏壓稍大,也可以以另一聲道對(duì)照參考。如有異常則調(diào)整偏置電阻,幅度要小,邊調(diào)邊測(cè)直至所需值。
最后要清楚是否為本機(jī)自激所造成的損壞,由于是使用過(guò)的成品機(jī),所以在電路上不需要做很大的改動(dòng),接上音箱,聽(tīng)高音喇叭是否有咝咝或噼啪聲等不規(guī)律的小雜音,如有則是高頻自激,可在輸入端對(duì)地接一只100pF左右的小電容,然后在主電源濾波、退耦電容上并聯(lián)0.1uF小電容,這樣處理后基本上可以解決此故障。再聽(tīng)低音喇叭有無(wú)交流鳴聲,如有則加大主濾波電容及級(jí)間退耦電容的容量后,故障即可排除。試機(jī)工作30分鐘無(wú)異常,檢修結(jié)束。
淺談功放維修點(diǎn)滴
首先,檢修功放前,應(yīng)先弄清功放是在什么情形之下?lián)p壞、有何現(xiàn)象出現(xiàn)等,以便初步判斷功放損壞的部位及元件,縮小檢修范圍。筆者曾修過(guò)兩臺(tái)高士功放。一臺(tái)為機(jī)主接功放輸出時(shí),音箱線裸露部分過(guò)長(zhǎng),放音中使其碰極短路而損壞,并有白煙冒出,伴有焦糊昧。當(dāng)即判斷損壞部分在功放末級(jí)電路。開(kāi)機(jī)查看,功放管發(fā)射極電阻及推動(dòng)管發(fā)射極電阻均已燒焦開(kāi)路,測(cè)功放管及推動(dòng)管,幸未被擊穿,將電阻換新后修復(fù)。另一臺(tái)為機(jī)主唱卡拉OK時(shí)損壞。一般直流功放均有較完善的喇叭保護(hù)電路,在與功率偏小的音箱連接而大音量放音或唱卡拉OK時(shí),損壞喇叭的情況較少,大多數(shù)情況是導(dǎo)致功放正負(fù)電源端的保險(xiǎn)管熔斷,開(kāi)機(jī)查看,見(jiàn)負(fù)電源保險(xiǎn)管已開(kāi)路,再測(cè)其他各元件均正常,換新保險(xiǎn)管后修復(fù)。
其次,修理功放(主要是合并功放或AV功放)時(shí),應(yīng)把前后級(jí)分離開(kāi),這樣才容易判斷問(wèn)題出在哪部分。如果是后級(jí)部分出問(wèn)題,應(yīng)先用萬(wàn)用表測(cè)功放管及推動(dòng)管,看是否損壞。如已損壞,先不要急于換上新管。有一臺(tái)功放就是這樣。機(jī)主先是自己修,換了兩對(duì)新管均給擊穿,最后筆者為其修復(fù)(其末級(jí)電流偏置管上的兩只1N4148擊穿開(kāi)路,換新后即正常)。正確的檢修方法是先取下壞管,只把推動(dòng)管裝上即可。下左圖下右圖是直流功放未級(jí)典型電路,在圖1中,把Q1、Q2取下,除功放輸出功率變小了之外,絲毫不影響電路的性能,所以我們可利用這點(diǎn),在維修時(shí)取掉Q1、Q2,只裝Q3、Q4,即推動(dòng)管,然后檢修,待查清問(wèn)題,通電調(diào)試一切正常后,再把功放管裝上,這樣就可盡量避免損失。筆者以此法修理過(guò)多臺(tái)功放,均獲成功。因此,本人覺(jué)得這不失為一安全實(shí)用的維修方法。下右圖電路維修時(shí)可改成圖l式樣,待修復(fù)后改回即可。
另外,檢修時(shí)最好換用低電壓電源,如±12V-±15V等,這樣更安全,待正常后再接回原機(jī)電源。
評(píng)論