前置放大电路采用低噪声双运放，分别以相同放大的方式，作为左右通道的信号放大。
功率放大电路由三部分组成：输入级、推动级和输出级。输入级由有两个三极管组成差分放大电路，推动级由一个三极管组成，输出级由两个三极管对称构成。两输出管分别由正、负两组电源供电，扬声器直接接在两输出管的输出端与地之间，同时应使本功放工作在甲乙类状态。
第1章OCL功率放大器各单元电路设计图2-2
前端放大功能是完成小信号的电压放大任务、提高信噪比，其失真度和噪声对系统的影响最大，是应该优先考虑的指标。我采用双运放NE5532（如图2-2所示）。实际制作中将它接成同相放大形式，运放反相端串联47 μF的电解电容，让交流信号全反馈，信号放大倍数1+Rf/R0,其中Rf为反馈电阻，在其上并联一个小电容抑制自激震荡，R0为负反馈对地电阻。为了更好的实现对信号的放大，我将放大倍数定为30 dB左右，取Rf = 76 kΩ,R0 = 2.5 kΩ，Avf = 1+76/2.5 = 31.4 dB,由于NE5532需要±3 V～±22 V的电源，所以在三端稳压块7815、7915供给的±24 V上加入两个电阻分压，电源用10μF、0.1μF电容去耦合。
1.1功率放大器设计
此功率放大器由三部分组成：输入级、推动级和输出级。其中VT1和VT2构成差分式输入级电路，VT3管构成推动级，VT4和VT5是推挽式互补对称输出级。
电路中，R4和C2是VT1和VT2的电源滤波电路；R5、R6和C3是负反馈网络；C4是高频负反馈电容；VD1是VT4和VT5的静态偏置二极管；C5是高频自励消除电容；R7用于调整复合管的微导通状态；R8、R9和C6构成自举电路；R10和R12构成平衡电阻；R11和R13可减少复合管的穿透电流，提高电路的稳定性；VT4、VT6以及VT5、VT7构成复合管；R14与C9为消振网络，可改善扬声器的高频特性；保险丝用于保护功放管和扬声器；C7与C8能消除直流电源意外产生的交流量；±VCC为直流稳压电源产生的±24V直流电。（如图2-3所示）
图2-1
图2-2
220V市电经变压器、桥式整流、滤波以及运放7824、7924可获得±24V的直流电。用此电源来给前置放大电路及功率放大器提供能量。
普通信号经由输入端输入到前置放大电路，电容滤除信号中的直流量，流入双运放NE5532放大。放大信号可经电阻、电容进行负反馈，通过测试后从输出端输出，形成初步放大信号。
初步放大信号流入由VT1、VT2组成的差分放大电路，由于差分放大电路的阻抗非常大，所以电压在此放大，此外它还具有使输出端的直流电压稳定在零电位上的作用。信号经过VT1、VT2后，再通过由R5、R6和C3组成的负反馈网络，其中由于C3的隔直作用，所以R5只有交流负反馈作用，R6具有较强的直流反馈作用，以使VT1至VT7各管工作稳定，使输出端静态电压稳定在0 V。另外，R5和R6一起还有交流负反馈作用。 C4是高频负反馈电容（电容超前补偿电路），以防止电路可能出现的高频自激。VD1是VT4和VT5的静态偏置二极管,它可使电路获得更好的温度补偿。同时为了解决电路的工作点偏置和稳定问题，加入R8、R9和C6组成的自举升压电路。推动级VT3也起到信号放大的作用。当信号正半周输入时，VT4、VT6导通、VT5、VT7截止，VT4、VT6由正电源供电。扬声器放出信号正半周的放大声音；当信号负半周输入时，VT5、VT7导通、VT4、VT6截止，VT5、VT7由负电源供电。扬声器放出信号负半周的放大声音，由于四只功放管上下的电路完全对称，所以输入信号的正、负半周得到了均匀的放大。功放的输出端与扬声器直接耦合，实现了全频带放大。在扬声器的两端并联R14与C9串联的消振网络，能改善扬声器的高频特性。因扬声器呈感性，易引起高频自激，而且产生瞬时过压，有可能损坏晶体管VT6、VT7，此容性网络并入可使等效负载呈阻性。考虑到如果电路出现故障，导致输出端静态不为0 V。由于SP1的直流电阻很小，这样会有很大的直流电流流过SP1和输出管，会使它们烧坏。在加入保险丝之后，如出现这种现象，保险丝熔断，保护了SP1和输出管。
1.2电路参数计算
1.确定电源电压参数：
为了达到设计要求，同时使电路安全可靠地工作，电路的最大输出功率Pom应比设计指标大些一般取Pom≈（1.5～2）Po。
由于Pom=V 2om/2RL,因此，最大输出电压为Vom=(2POMRL)1/2。考虑到输出功率管VT6和VT7的饱和压降，所以电源电压常取VCC=(1.2～1.5)Vom。
设计要求Po≧10W。所以由以上公式可得
Pom≈15～20 W
Vom≈15.5～17.9 V
VCC≈18.6～26.9 V
这里我取了LM7824,LM7924这两个运算放大器，它们所输出的电压为±24V，其他指标也均达到要求。因此它们可作为前置放大电路与功率放大器的直流稳压电源。
2.确定功率输出管的参数：
[1]输出功率管的参数选择。输出功率管VT6、VT7为同类型的NPN型大功率管，其承受的最大反向电压UCEmax≈2VCC,每管的最大集电极电流为ICmax≈VCC/Rl,每管的最大集电极功耗为PCmax≈0.2Pom。再选择两管时除了要注意β值尽量对称外，其极限参数应满足下列关系：
U(BR)CEO>UCEmax≈2VCC
ICM>ICmax
PCM>PCmax
所以，根据以上分析可得 U(BR)CEO>48 V
ICM>3 A
PCM>3～4 W
这里我选择了两个3DD63C的管子，它们的参数基本符合以上分析的数据。
[2]复合管的参数选择。VT4、VT5分别与VT6、VT7组成复合管，它们承受的最大电压均为2VCC，在估算VT4、VT5的集电极最大电流和最大管耗时，可近似为
ICmax≈(1.1～1.5)ICmax/β
PCmax≈(1.1～1.5)ICmax/β
所以选择VT4、VT5管时，其极限参数应满足
U(BR)CEO>2VCC
ICM>ICmax
PCM>PCmax
所以，根据以上分析可得 U(BR)CEO>48 V
ICM>0.33～0.45 A
PCM>0.33～0.6 W
这里VT4我选择了3DG170H的管子,VT5我选择了3CK9D 的管子，它们的参数基本符合以上分析的数据。
3.其他参数确定:
部分重要电阻的参数选择：电阻的选择很重要，太小会影响管子的稳定性，太大又会影响输出功率，R11 = R13=（5～10）RiT5。（RiT5为VT5管的等效输入电阻，其大小为RiT5=rbeT5+（1+βT5）。）由于R10、R12为平衡电阻，故R10=R12=R11(R13)∥RiT5。所以，我将电阻的参数定为R10=R12=15Ω、R11=R13=150Ω。
R14与C9串联的消振网络的参数选择：R14与C9的取值视扬声器的频率响应而定，以效果最佳为好。我取R14=30Ω、C9=0.01μF。
电容及其他部件的参数选择：由于时间及资料的不足，此部分我仅凭自己的经验进行选择。R1=27kΩ、R2=1.5kΩ、R3=15kΩ、R4=3kΩ、R5=1kΩ、R6=27kΩ、R7=1kΩ、R8=12kΩ、R9=510Ω；C1=10μF、C2=20μF、C3=30μF、C4=20pF、C5=51pF、C6=200 pF、C7=1μF、C8=1μF。静态偏置二极管VD1选择2CP10。推动级三极管VT3选择3CG120B。下载本文
