高保真全對稱型功放電路設(shè)計

上下、左右都對稱的電路，輸出波形與輸入波形的相似度非常好，是一款實用的高保真電路。而且容易制作與調(diào)試。

一、電路概述

雙差分：Q1與Q2為NPN型管組成上差分，Q3與Q4為PNP型管組成下差分。根據(jù)差分管原理，Q1導通增加時Q2導通減弱，Q3導通減弱Q4導通增強。對于輸出管Q5導通增強時Q6導通減弱或截止。無論輸入信號的正半周還是負半周都是經(jīng)過晶體管的放大后輸出，所以輸出波形與輸入波形的一致性相當好可實現(xiàn)高保真。

浮動穩(wěn)壓器：

在上下對稱的兩個差分管中間插入了一個浮動穩(wěn)壓器，當電源電壓變化時確保流經(jīng)R3和R4的電流不變?？蓪崿F(xiàn)輸出管靜態(tài)電流不隨電源電壓的變動而變動，從而實現(xiàn)了功放能在寬電壓范圍工作。

差分管只要β接近就可以了，并且電路中N型晶體管與P型晶體管接在對角線上可實現(xiàn)參數(shù)互補，無需復雜的調(diào)試就可穩(wěn)定工作。

二、電路元器件計算

R1計算：R1是前級與后級的橋梁。R1決定了Q5柵極電容Ciss放電的快慢，所以R1與Q5柵極電容的轉(zhuǎn)折頻率必須在音頻最高頻率的十倍以上，也就是要大于200千赫。

上式中Ciss為MOS管柵極電容，AO3401的Ciss約為1納法。

R1、R2、R5、R6取標稱電阻750歐姆。

MOS管柵極電壓與Id關(guān)系：對于小功率MOS管（AO3400）可通過實驗獲得以下的一組數(shù)據(jù)。

  如果輸出管的靜態(tài)電流取5毫安，那么對應(yīng)R1上的電壓就是0.75伏。Q1的集電極電流就是1毫安。

R3計算：Q1的集電極電流為1毫安，那么流經(jīng)R3的電流約為2毫安。穩(wěn)壓管TL43的穩(wěn)壓值為2.5伏，經(jīng)上下分配，R3上的電壓為：

0.6伏電壓，電流為2毫安，那么R3與R4取300歐姆。

在最低電壓4伏時R7、R8上電壓為：4伏的一半減穩(wěn)壓管的一半1.25伏等于0.75伏，流入穩(wěn)壓管的最小電流取0.5毫安，則：

R9與R11的比值確定了功放的增益，R9取20千歐，R11取2.2千歐差不多有10倍增益（20分貝）。

R11與C2的零點頻率設(shè)置在20赫茲以下：

C2可采用大于22微法的電容，那么零點頻率基本上就幾赫茲了。

輸出電容采用對稱分壓式（當電容足夠大時就跟OCL差不多了），其等效電容和8歐姆喇叭阻抗的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)置在20赫茲以下。

上圖中1000微法的2個輸出電容，等效電容為2000微法，轉(zhuǎn)折頻率在10赫茲左右。

    喇叭本身在400赫茲左右有一個諧振，C7與喇叭的電感（約1毫亨）會在10千赫左右另加一個諧振頻率。以增加喇叭的通帶寬度。R17為阻尼電阻。通常C7為0.1微法，R17為10歐姆。

三、功率管對輸出功率的影響

電源電壓在5伏時滿功率輸出喇叭的最大電流為：

R1上的電壓最大為1.5伏，Q5 用MOS管在Vgs為1.5伏時可提供1安左右的電流。如采用結(jié)型管基極電流為1毫安，如β為200的話也只能提供200毫安的電流。所以MOS可直接輸出就可獲得滿功率運行。

上款電路雖輸出功率不大，但采用MOS管輸出，瞬態(tài)響應(yīng)極好，低音BASS有力，高音清脆明亮，比集成電路的功放聲音味道要好。

四、高電壓大功率電路

Vcc用高電壓時，差分管之間的穩(wěn)壓管的電壓可調(diào)范圍取2.5至5伏，可用4伏時計算R3和R4的值，用相近的標稱電阻接入，接通電源前穩(wěn)壓值調(diào)至最小，接通電源慢慢提高穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，使靜態(tài)電流達到要求即可，在無交越失真的情況下空載電流以小為好。

上述電路基本上跟集成電路的接法差不多，C1為正輸入端，C2為負輸入端。經(jīng)測試輸出零點電壓只有幾毫伏，所以此電路既可以接OTL也可接成OCL或BTL。