S類功放擴(kuò)流電路原理圖

擴(kuò)流電路選用S類功率放大器，原理如圖3所示。其特點(diǎn)是用電壓控制放大器與電流驅(qū)動(dòng)放大器構(gòu)成電橋，使電壓放大器工作在無負(fù)載的狀態(tài)（輸出電流為零），而后級(jí)則工作于壓控跟隨器狀態(tài)，很容易實(shí)現(xiàn)很好的跟隨作用。而對于負(fù)載來說，前后級(jí)是并聯(lián)輸出的，而負(fù)反饋是從取樣電阻引出送回前級(jí)放大器上的。因此，S類功放的質(zhì)量取決于前級(jí)。

圖3 S類功放擴(kuò)流電路原理圖

S類功率放大電路的核心是1個(gè)帶負(fù)載能力很強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)放大器，與負(fù)載之間通過電橋耦合。假設(shè)放大器的開環(huán)增益接近無窮大，那么放大器兩輸入端的電壓將極度接近，用公式表示為：I1R1=I2R2,I3R3=I4R4。
若放大器輸入阻抗無窮大，放大器兩輸入端的電流近似為零，則I2=I4，可得，I1=I2R2R3/R4R1；電橋平衡時(shí)，R2R3=R4R1，所以I1=I2，因此I1=0。

根據(jù)以上推導(dǎo)，說明當(dāng)S類功率放大電路穩(wěn)定工作后，前級(jí)放大電路工作在空載或輕載狀態(tài)，負(fù)載所需要的電流完全由后級(jí)的電流驅(qū)動(dòng)放大電路提供。這樣，電路對前級(jí)壓控電流源的負(fù)載要求不高。

綜上所述，只要選擇高輸入性能和強(qiáng)負(fù)載能力的后級(jí)功放芯片，輸出的變化完全由前級(jí)決定。而前級(jí)工作在空載狀態(tài)，其性能基本與負(fù)載的變化無關(guān)。這樣在設(shè)計(jì)前級(jí)時(shí)，可以拋開負(fù)載能力的考慮而直接使用高精度、低失調(diào)的運(yùn)算放大器；設(shè)計(jì)后級(jí)時(shí)，因?yàn)檩敵鋈Q于前級(jí)，不必?fù)?dān)心負(fù)載的加入會(huì)影響它的工作性能，選擇范圍變得更寬。

基于S類功放電路的設(shè)計(jì)原則，為保證電路的可靠性和足夠的性能，采用高品質(zhì)功放芯片LM3886，其各項(xiàng)電氣性能非常接近理想放大器，并且有足夠的輸出功率。

測試結(jié)果表明，無論是大電流還是小電流，負(fù)載阻值的改變對系統(tǒng)的影響都比較小，說明系統(tǒng)達(dá)到恒流這一基本要求。