放大器是模擬電子的支柱。它們廣泛用于電子工業(yè)領(lǐng)域。放大器幾乎用于所有與音頻相關(guān)的應(yīng)用。

功率放大器是聲音電子的一部分。它旨在最大化給定輸入信號(hào)的功率幅度。在聲音電子學(xué)中，運(yùn)算放大器增加了信號(hào)的電壓，但無法提供驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的電流。

在本教程中，我們將構(gòu)建一個(gè)10W 放大器，并連接一個(gè) 8 歐姆阻抗揚(yáng)聲器。我們將使用一個(gè)運(yùn)算放大器和兩個(gè)額外的功率晶體管在輸出負(fù)載上提供 10 瓦輸出。

放大器的結(jié)構(gòu)拓?fù)?/p>

在放大器鏈系統(tǒng)中，功率放大器用于負(fù)載前的最后或最后階段。通常，聲音放大器系統(tǒng)使用以下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如框圖所示

如上框圖所示，功率放大器是直接連接到負(fù)載的最后一級(jí)。通常，在功率放大器之前，使用前置放大器和電壓控制放大器校正信號(hào)。此外，在某些情況下，如果需要音調(diào)控制，則在功率放大器之前添加音調(diào)控制電路。

了解您的負(fù)載

在音頻放大器系統(tǒng)的情況下，放大器的負(fù)載和負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力是結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要方面。功率放大器的主要負(fù)載是揚(yáng)聲器。功率放大器的輸出取決于負(fù)載阻抗，因此連接不正確的負(fù)載可能會(huì)影響功率放大器的效率和穩(wěn)定性。

揚(yáng)聲器是一個(gè)巨大的負(fù)載，充當(dāng)感性和電阻性負(fù)載。功率放大器提供交流輸出，因此揚(yáng)聲器的阻抗是正確功率傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。

阻抗是電子電路或元件對(duì)交流電的有效電阻，由與歐姆電阻和電抗相關(guān)的綜合效應(yīng)產(chǎn)生。

在音頻電子中，不同類型的揚(yáng)聲器具有不同的阻抗，具有不同的瓦數(shù)。揚(yáng)聲器阻抗可以通過管道內(nèi)水流之間的關(guān)系來最好地理解。就把揚(yáng)聲器想象成水管，流過水管的水就是交替的音頻信號(hào)。現(xiàn)在，如果管道的直徑變大，水就很容易流過管道，水量就會(huì)變大，如果我們減小直徑，流過管道的水就越少，所以水量就會(huì)越小。直徑是由歐姆電阻和電抗產(chǎn)生的效應(yīng)。如果管道直徑變大，阻抗會(huì)很低，因此揚(yáng)聲器可以獲得更多的瓦數(shù)，放大器提供更多的功率傳輸場(chǎng)景，如果阻抗變高，則放大器將為揚(yáng)聲器提供更少的功率。

市場(chǎng)上有不同的選擇以及不同細(xì)分市場(chǎng)的揚(yáng)聲器，通常有 4 歐姆、8 歐姆、16 歐姆和 32 歐姆，其中 4 歐姆和 8 歐姆揚(yáng)聲器以便宜的價(jià)格廣泛可用。此外，我們需要了解，具有 5 瓦、6 瓦或 10 瓦甚至更高的放大器是 RMS（均方根）瓦數(shù)，由放大器在連續(xù)運(yùn)行中輸送到特定負(fù)載。

因此，我們需要注意揚(yáng)聲器額定值、放大器額定值、揚(yáng)聲器效率和阻抗。

必需組件

要構(gòu)建10瓦放大器電路，我們需要以下組件-

Vero 板（任何人都可以使用虛線或連接）

烙鐵

焊錫絲

鉗子和剝線鉗工具

電線

鋁制散熱器

12V軌到軌電源，帶+12V 接地 -12V電源軌道

8歐姆10瓦揚(yáng)聲器

2個(gè)4.7k電阻器1/4千瓦特

2個(gè)200R電阻器1/2千瓦特

1個(gè)47K電阻器

10pF電容1個(gè)

3.2k 電阻

.82uF 電容器

TIP127 晶體管

TIP122 晶體管

LF351 IC，帶 8 針 IC 底座

10瓦音頻放大器電路圖和說明

10 W 放大器的原理圖非常簡(jiǎn)單，LF351放大信號(hào)電壓，兩個(gè)功率晶體管提供必要的功率放大。電源直接從電源獲取，并通過兩個(gè)晶體管提供給 8 歐姆揚(yáng)聲器。當(dāng)正弦波改變極性時(shí)，TIP127提供正峰值的功率放大，TIP 122提供負(fù)峰值信號(hào)的功率放大。

在該電路中，TIP122和TIP 127是兩個(gè)主要元件。這兩個(gè)晶體管是一對(duì)相同的，具有100V集電極-發(fā)射極維持電壓@ 100 mA。兩個(gè)IC均提供高直流電流增益 - hFE= 2500（典型值）。

在上圖中，顯示了TO-220B封裝，兩種晶體管都可用于此封裝。該封裝對(duì)于完美的傳熱至關(guān)重要，并且適合與散熱器配合使用。這些晶體管使用200R電阻進(jìn)行偏置。放大輸出取自 TIP122 和 TIP127 的集電極結(jié)。

測(cè)試 10 瓦放大器電路

我們使用變形桿菌仿真工具來檢查電路的輸出;我們測(cè)量了虛擬示波器中的輸出。您可以查看下面給出的完整演示視頻

我們使用+ / - 12V為電路供電，并提供輸入正弦信號(hào)。示波器通過通道 A（黃色）上的 8 歐姆負(fù)載連接在輸出端，輸入信號(hào)通過通道 B（藍(lán)色）連接。

放大器功率計(jì)算

我們使用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式來計(jì)算放大器的瓦數(shù)-

Amplifier Wattage = V2 / R

我們?cè)谳敵龆诉B接了一個(gè)交流萬用表。萬用表中顯示的交流電壓是峰峰值交流電壓。我們提供了很少的25-50Hz的極低頻正弦信號(hào)。與低頻一樣，放大器將向負(fù)載提供更多電流，萬用表將能夠正確檢測(cè)交流電壓。

萬用表顯示+8.90V AC。因此，根據(jù)公式，功率放大器在 8 歐姆負(fù)載下的輸出為

Amplifier Wattage = 8.902 / 8

Amplifier Wattage = 9.90125 (10W approximately)

構(gòu)建 10W 放大器時(shí)要記住的事情

功率晶體管需要與散熱器正確連接。散熱器越大，效果越好。也

最好使用音頻級(jí)額定箱型電容器以獲得更好的效果。

盡量使前置放大器、功率晶體管集電極結(jié)和最終輸出走線盡可能短。它將降低輸出中的噪聲耦合。也

嘗試使用此功率放大器使用8歐姆的更高效率揚(yáng)聲器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。