低频放大电路

六管半导体收音机的低频放大电路，是指从检波以后直到喇叭输出的那部分电路，它包括二级或一级低频电压放大电路和一级功率放大电路，图1仅画出了后两级电路，还有一级低频电压放大是由中放管兼任（远、近程开关放在“远”程位置），检波输出的低频或叫音频信号受音量电位器R\(_{18}\)控制，由C27送回第二中放管BG\(_{3}\)进行来复低放（参看去年本刊第9期23页），再由C24将其输出耦合到BG\(_{4}\)管进行第二级低频电压放大。当接收近地电台时，远近程开关放在“近”的位置，此时由于信号强，只要一级电压放大就够了，所以检波输出的低频信号直接通过C27加到BG\(_{4}\)管基极。

BG\(_{4}\)管组成推动级（也叫末前级），它将音频信号进行第二级电压放大后，由输入变压器B5将信号耦合到BG\(_{5}\)、BG6两管组成的推挽功放级，进行功率放大，又经输出变压器B\(_{6}\)耦合，以一定的功率去推动喇叭放音。

图1电路为变压器耦合放大器的典型电路，其工作原理和一般计算请参看本刊1974年7、8、9期的“晶体管讲座”中的文章，这里不再重述。但作为收音机的低频放大电路，还有它的特殊性，下面分四方面来谈。

收音机低放部分的主要指标是要满足一定的不失真功率输出，譬如图1电路要求在输入信号V\(_{S}\)≥5毫伏时，其输出信号的非线性失真要小于10％且输出功率应大于100毫瓦（相当于音圈阻抗为8欧的喇叭上有0.9伏以上的输出电压）。为此，推挽功放级要有足够的功率增益；且推动级虽然主要是电压放大器，但必须有一定的功率增益，否则不足以推动末级功放。

要使放大器获得最大功率输出，必须使放大器工作在与负载阻抗相匹配的状态，简单地说，就是放大器输出阻抗必须与负载阻抗相等。为什么呢？我们可以将放大器输出端简化成图2的等效电路加以解释。其中e\(_{o}\)为输出电压，Ro为输出阻抗，R\(_{L}\)为负载阻抗。负载RL上得到的电压V\(_{L}\)可按Ro与R\(_{L}\)的分压比进行计算，即

若放大器工作在不匹配状态，譬如R\(_{L}\)＇＝0.5千欧，则PL＇＝〔0.5／（1＋0.5）\(^{2}\)〕×12=0.22瓦；又若R\(_{L}\)"=2千欧，则PL"=〔2／（1＋2）\(^{2}\)〕×12≈0.22瓦。

很显然，只有当R\(_{o}\)=RL时，负载上得到的功率才最大，也就是说放大器才有最大功率输出。放大器的这种工作状态叫做匹配状态，而任何不匹配状态都不能得到最大功率输出。

阻容耦合放大器是很难做到匹配状态的，因为共发射极电路的特点就是它的输入阻抗低、输出阻抗高，因而将同样的两级共发射极电路的放大器用阻容耦合级连起来，尽管我们在电路安排上尽可能考虑到阻抗问题，其不匹配程度也是相当大的。

变压器耦合放大器比较容易做到匹配状态，因为它可以设计合适的变压器初、次级绕组的圈数比，来满足两级放大器的阻抗匹配。譬如在图1电路中，推动级用的是3AX24，查晶体管手册，可知其工作在共发射极电路时的输出阻抗≥6千欧；功放级两管BG\(_{5}\)、BG6都用3AX22，它的输入阻抗R\(_{i}\)=0.35～1.5千欧。

如果取R\(_{o}\)=8千欧，Ri=0.5千欧，输入变压器的效率ηB\(_{5}\)=70％，则可计算出输入变压器B5的初级圈数与次级一半圈数的比值为：

用这样的圈数比绕制输入变压器B\(_{5}\)，就可使推动级的输出阻抗Ro与功放级的输入阻抗R\(_{i}\)得到匹配。

作为级间耦合的变压器，其初、次级圈数比计算中，直接引用晶体管手册中给出的参数，必须注意到两个情况：其一是手册中给出的参数条件，即管子的工作状态（例如管子工作在何种电路，所加的直流工作点、工作频率等）与实际电路是否接近；其二是变压器初、次级的绕线电阻是否能忽略。

上述圈数比n\(_{B5}\)计算中，3AX24实际工作在Ic4=1.1～1.3毫安，与手册中给出的输出阻抗R\(_{o}\)的条件较为接近，另外，绕线电阻与Ro相比很小，可以忽略，所以直接引用手册中给出的参数。

对于功放级来说，管子都工作在大信号状态，无论静态、动态工作电流都较大，与手册中管子的工作状态大不相同，故不能直接引用，以免造成很大差错。因此，圈数比n\(_{B6}\)必须根据功放级实际工作状态进行计算。例如图1电路，要求输出功率PL=100毫瓦，所用电池E\(_{C}\)=6伏，喇叭阻抗RL=8欧，若输出变压器B\(_{6}\)的效率ηB6=80％，则功放输出需要P\(_{L}\)＇=PL／η\(_{B6}\)=100／0.8=125毫瓦；再考虑到过载系数m=20％（信号过强时应留有余量），实际输出功率应为PL"=P\(_{L}\)＇（1+m）=125×1.2=150毫瓦。对于推挽功放来说，其集电极负载（即推挽级单边输出阻抗）Ro=E\(^{2}\)C／2P\(_{L}\)"=62／2×150×10\(^{-}\)3=120欧，可见比手册中给出的输出阻抗值（大于5千欧）低很多。另外，对于这样低的输出阻抗，变压器B6的绕线电阻就不能忽略了。譬如B\(_{6}\)的初级绕线电阻r1≤36欧，相比于功放所要求的匹配阻抗R\(_{o}\)=120欧，就占了很大比例；B6的次级绕线电阻r\(_{2}\)≤1.5欧，相比于8欧的喇叭负载，也占了很大比例。因此，考虑到绕线电阻的情况下，其阻抗应为Ro=r\(_{1}\)＋n2B6（r\(_{2}\)＋RL），即

实际上B\(_{6}\)的初级是用Q型φ0.12毫米漆包线绕2×330圈，次级用Q型φ0.27毫米漆包线绕110圈，故圈数比nB6=（N\(_{1}\)／2）/N2=330／110=3，符合要求。如果我们忽略绕线电阻，则圈数比变成

这与实际出入就较大，按这样的圈数比绕制B\(_{6}\)，就不能使功放级工作在匹配状态。当然得不到最大功率输出。

匹配的问题解决以后，就已有了得到最大功率输出的必要条件，要使放大器有最大功率输出，还必须具备其他充分条件。首先要考虑与放大器功率增益直接有关的管子的电流放大系数β值。一般收音机低放电路中，最好选用β≥60的管子。由于功放管工作在大信号状态，管子β值可比推动级用得稍低些。低放管β值当然也不宜过高，太高了容易造成低放自激。另外，推挽功放两管的β值最好一致，否则将引起信号失真；但实验证明，两管β值若相差在30％以内，引起的失真约小于6％，一般听觉尚不易辨别，声音也还是可以的。（待续）（金国钧）