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電子管自動平衡式倒相電路原理分析
來源: 日期:2013-11-5 23:27:46 人氣:標簽:
推挽功率輸出有許多優點,諸如兩功率管靜態直流電流產生的磁勢在輸出變壓器中相互抵消,磁心不易飽和;因失真而產生的偶次諧波在變壓器中被抵消:整流濾波電路中殘留的交流分量也可被抵消。因此追求高音質的發燒友,都會選擇推挽輸出的功放電路。
推挽功放需要倒相電路。通常有變壓器倒相和電子管倒相兩種,變壓器倒相多用于大功率推挽輸出,如50w以上的甲乙2類(功放管有柵流1擴音機。音頻推挽變壓器制造工藝復雜,且頻率失真大。當采用甲類或甲乙1類(功放管無柵流)推挽放大時,功放的推動級可不必采用推動變壓器倒相推動,可以選擇電子管倒相。電子管倒相通常又有3種電路,即分壓式倒相、陰極輸出倒相和自動平衡式倒相。其中以自動平衡式倒相電路綜合性能較好。
倒相器的功能是為兩推挽功放管的柵極提供相位相反,幅度相等的推動電壓。
下圖為自動平衡式倒相器的電路原理圖,早期的教科書及相關文獻,對自動平衡武功放只有比較籠統的介紹,未有定量分析。原“華東師大”的教科書涉及了定量分析,然而也僅僅給出了兩個倒相電壓的幅度比較式(見后面的(1)式),沒有證明過程,也沒有給出該公式推導過程忽略了那些因素。對于精益求精的發燒友來說,難免心存疑慮。
試用近來常用的電路分析法推導自動平衡式倒相器兩倒相電壓幅度的關系式。
參看上圖和下圖。u1為q1的輸出信號電壓。uf為rf的端電壓即q2柵極輸入電壓,u2為02經耦臺電容c3輸出到q4柵極的電壓。
顯然u2的相位必須與ul相差180度,幅度應盡可能相等。
等效電路忽略了三極管放大器的極輸出電阻(三極管的內阻通常在數十kω的量級,遠小于q3、q4的數百mω量級的柵漏電阻r1、r2)。
(l)式表明:u2恒比u1小,但如果盡量減小(r/r)的比值,及提高三極管v2的電壓增益a,兩倒相電壓的幅度可以非常接近。再參看上圖中u2和u1的電壓參看方向,顯然u2和ul反相。
需要指出,(1)式是在忽略02放大器的板極輸出電阻的條件下推導出來的,因此rl、r2阻值必須遠大于02的輸出電阻(q2的動態內阻與板極電阻ra2的并聯值},可選500kω,rf阻值也可選500ko。
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