“适用多种电源电压的无变压器功率输出电路”补充

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1977年5、6合期刊登本文后,收到不少读者来信,询问有关电路原理、电路调整和零件代换等方面问题,现简要作如下补充说明。

一、有关电路原理的问题

1.电路的最大输出功率怎样计算?如何选用合适的扬声器?

扬声器上得到的功率可以用下式计算:

P=(\(\frac{E}{_{c}}\)-2Us2\(\sqrt{2}\))\(^{2}\)/R\(_{L}\)=(Ec-2U\(_{s}\))2;8RL

上式中U\(_{s}\)是晶体管的饱和压降;Ec是电源电压;R\(_{L}\)是扬声器阻抗;P是最大输出功率。从上式可以看出电路的输出功率是同Ec的平方成正比,同R\(_{L}\)成反比。在一般情况下,Us≈1.5伏,则上式可简化为

P=(E\(_{c}\)-3)\(^{2}\)/8RL

由于本电路可以适用多种电源电压,所以电路的最大输出功率是随E\(_{c}\)的不同值而变化的。读者可以根据自己所选用的Ec及R\(_{L}\)值应用上式算出输出功率。

在选用扬声器时,务使电路的最大输出功率小于或等于扬声器所能承受的最大功率,否则有损坏扬声器的可能。

2.电路放大倍数如何估算?

根据负反馈原理:电路的电压放大倍数可用下式表示:K=1/F,F为电路的反馈系数。在本电路中F=R\(_{6}\)/(R8+R\(_{6}\))≈R6/R\(_{8}\)≈1/50(R6同R\(_{8}\)相比可以忽略不计)。所以K=1/(\(\frac{1}{50}\))=50倍。从这里可知,只要改变R8和R\(_{6}\)的比值,就可以改变整个电路的电压放大倍数。但在此电路中,K值是同失真度成正比,因此,只要放大倍数够用,就不要再加大放大倍数,以取得较小的失真度。

在电路的电压放大倍数和电源电压确定以后,电路要求的最大输入电压也可确定。我们用U\(_{sr}\)表示输入电压,用Usc表示输出电压,则

U\(_{sr}\)=UscK=(E\(_{c}\)-2Us)/2\(\sqrt{2}\);K

如U\(_{s}\)很小可以忽略,K=50时,Usr=E\(_{c}\)/100\(\sqrt{2}\)。如Ec用24伏,则U\(_{sr}\)≈0.16伏,即输入电压只需160毫伏就够了。

二、有关电路安装调整的问题

1.中点电压失调是何原因?如何排除?

中点电压失调的几种可能原因和排除方法分述如下。

①电容C\(_{2}\)、C3存在不同程度漏电而引起中点电压失调。我们先大致估算一下如E\(_{c}\)为24伏、电容漏电为0.1毫安时所产生的中点电压失调值。

图1
图1 🔍原图 (573×470)

如图1,当C\(_{2}\)不漏电而C3漏电为0.1毫安,E\(_{c}\)/2=12伏,电容C3可等效为一电阻R\(_{c}\)。这时0.1毫安的电流在电阻R3上的电压降是3.3伏。因为U\(_{a}\)=Ub=12伏,所以U\(_{c}\)=12+3.3=15.3伏。造成中点电压较Ec/2高出3.3伏。当C\(_{3}\)不漏电、C2漏电为0.1毫安时,因C\(_{2}\)同样可等效为一电阻并联在R2上,致使a点电位达不到E\(_{c}\)/2,b点和c点电位也随之达不到Ec/2,造成中点电位失调。当C\(_{2}\)、C3均存在不同程度漏电时,则由于C\(_{3}\)漏电使中点电位上升,而C2漏电使中点电位下降,当E\(_{c}\)为某一值时,可能会出现巧合,使中点电位恰好为Ec/2,但随着电源电压的变化,中点电压马上会失去这种巧合产生失调。

消除这种中点失调的方法是尽可能挑选漏电较小的电容器。

②如果电路的BG\(_{8、9}\)或BG10、11这两对管子中有一管的耐压值连E\(_{c}\)/2也达不到时,因BG8、9或BG\(_{1}\)0、11串联两管的分压值不在Ec/2,因此也会产生中点电压失调。排除方法只有调换不合要求的管子,以保证串联两管的分压在中点附近。

③串接在BG\(_{1}\)、BG2基极的二电阻R\(_{3}\)、R8的阻值相差较大,这时会产生中点电压在一定程度上的失调。因此安装前应测量R\(_{3}\)、R8两电阻的阻值,要求相等。

④由于晶体管BG\(_{1}\)、BG2的非对称性,以及晶体管U\(_{eb}\)结的电压0.7伏(0.6~0.8伏)的离散性,也会造成中点电压略有偏差。一般讲,这种偏差是很小的(可以忽略),并能由电路自动平衡。如果一定要排除这种偏差的话,则可在小范围内调节R5的大小来解决。但对由上述几种原因引起的中点电压失调则不能用此方法排除。

此外,如果读者对中点电压在E\(_{c}\)大幅度变化范围里都要求较严的话,则可将电路中的R1、R\(_{2}\)改用10千欧,使流过R1、R\(_{2}\)的电流较大,以排除由BG1基极电流变化对分压点电压的影响,减少电路在E\(_{c}\)较小时引起的中点电压失调。

2.怎样排除自激振荡?

由于本电路是一低频放大电路,电路中使用的晶体管大部为3DG类,而且f\(_{T}\)均在100兆赫左右的高频管,故有时会产生高频振荡。这时出现的现象是:①扬声器无声,静态电流很大,调不小;②电路产生间歇振荡,工作电流周期性变化。

排除方法:加大C\(_{4}\)(1977年5、6合期29页)至”200~300微微法,或在C4的回路里串接电阻,以抑制振荡,但C\(_{4}\)的值不宜过大,以免影响电路高频频响。

3.原文提供的印刷电路图是供OTL、OCL及硅锗大功率管通用的板子。安装时要按自己选用的电路形式和管子类别连接,不要接错,接好后还应核对一遍,确认无误后方可通电试验,以免损坏元件或引起故障。

三、关于零件的代换问题

1.BG\(_{5}\)(1977年5、6合期29页)能否用3AX81代替?

这样代换时,由于U\(_{be}\)给电压为0.2伏左右,所以BG1的负载电阻R\(_{4}\)就只能采用200欧左右。这势必大大降低BG1的电压放大倍数,从而使整个电路的电压放大倍数也大大降低,失真度大幅度上升,故BG\(_{5}\)不宜采用3AX类PNP型锗管,而应用3CG类PNP型硅管。但还必须考虑管子的功耗问题。由于BG5管的工作电流在5毫安左右。故必须使代用管的功耗选得大于5E\(_{c}\)(毫瓦)。

2.BG\(_{9}\)(1977年 5、 6合期29页)是否可用3AX81代替?

只要将R\(_{11}\)的阻值适当变动后,BG9管是可以用同BG\(_{8}\)参数配对的3AX81代替的。电阻R11的值必须适当减小。在BG\(_{1}\)0、11大功率管用3DD类硅管时,需将R11调到使BG\(_{6}\)的Uce为1.6伏左右。如大功率管用3AD类锗管时,则需将U\(_{ce6}\)调到1.1伏左右即可。不过用3AX类管子代替后,该电路的特殊的优点,即温度补偿效果将欠佳。

3.电路中使用的电阻,除R\(_{7}\)以外,均可使用1/8瓦。R7的功率要求与所选用的E\(_{c}\)值有关。可按PR7=E\(_{c}\)\(^{2}\)/(5.1×103)计算决定。

4.低频放大器前置级的场效应管能否用其他管子代换?

低放前置级近来有不少电路采用N型沟道结型场效应管,可以充分发挥它的优点,即在小信号输入时具有较高的阻抗(一般在几百兆欧)、较低的噪声,以及受环境温度变化较小的优点,特别在放大器输入端连接高阻抗晶体唱头时能获得较好的阻抗匹配,所以采用它的电路日益增多。

图2
图2 🔍原图 (527×401)
图3
图3 🔍原图 (463×689)

根据上述,采用场效应管主要是要获得较高的输入阻抗,因此我们可用3DG6等高频小功率管,接成单管射极输出电路来代替,或用二只3DG6等管子组成复合式射极输出电路(见图2)。代用管的参数要求是β≥50、BV\(_{CEO}\)≥15伏。此时印刷电路板要按图3作一些改动。(邱宏元 黄国升 浩波)