双声道功率放大器是家庭影院的重要组成部分，也是广大电子爱好者乐此不疲的制作项目。图1是一款适合业余自制的合并式双声道功率放大器，由于采用了集成运放和集成功放，因此具有电路简洁、功能完备、保护电路齐全、制作调试简单的特点。其主要技术指标是：① 额定输出功率：每声道20W；② 输入灵敏度：100mV；③ 输入阻抗：50kΩ；④ 电压增益：40dB；⑤ 音调控制范围：低音32dB，高音40dB。
一、 电路图总体分析
合并式功率放大器的特点是将前置放大器与功率放大器组合在一起。图1是合并式双声道功率放大器的电路图，图中只画出了电路的左声道（L声道）和公共部分，右声道（R声道）并未画出。由于双声道设备的左右两个声道电路完全相同，因此，一般只需画出一个声道，制作时则应按电路图制作出相同的两个声道。同理，我们只需要分析一个声道电路以及公共部分电路，即可掌握整个设备的电路原理。下面以图1中画出的左声道为例进行分析。
1.电路结构。我们知道，功率放大器的作用是将音源设备提供的微弱的音频信号，放大至足够的电压与电流（即功率），以驱动扬声器（或音箱）发声。因此可以判断出图1电路图中，左边IN1～IN4为信号输入端，右边BL1是终端负载，信号处理流程为从左到右。
图1上部，从左到右依次包括以下单元电路：波段开关S构成的输入选择电路；电位器RP1构成的平衡调节电路；电位器RP2构成的音量调节电路；集成运放IC1等构成的前置电压放大器；电位器RP3、RP4等构成的音调调节电路；集成功放IC2等构成的功率放大器。图1下部是晶体管VT1～VT3等组成的扬声器保护电路。图2为电路结构方框图。其中，从平衡调节到功率放大为主电路，输入选择与扬声器保护为附加电路。
2.电路基本工作原理。音源信号经耦合电容C1、隔离电阻R1、音量电位器RP2进入集成运放IC1输入端③脚，由IC1电压放大后，通过音调控制网络，再经C9耦合至集成功放IC2进行功率放大，放大后的功率信号由IC2的④脚输出，驱动扬声器或音箱。调节RP2即可调节音量。
波段开关S的作用是输入信号选择，从4个输入端中选择1个。这样就可以将卡座、收音头、录像机、VCD机等音源设备同时接入功率放大器，通过S来选择音源，使用方便。
扬声器保护电路的作用有两个：一是开机延时静噪，避开了开机时浪涌电流对扬声器的冲击；二是功放输出中点电位偏移保护，防止损坏扬声器。
二、 主电路分析
1.平衡调节电路。在双声道功率放大器中，为了使左右声道的音量保持平衡，必须设置平衡调节电路，它由电位器RP1与隔离电阻R1、R21组成。其调节原理可用图3来说明。在两声道信号电平一致的情况下，RP1动臂（接地点）指向中点时，两声道输出相等。当RP1动臂向上移时，L声道衰减增加，输出电平减小；当RP1动臂指向a点时，L声道输出为0。同理，当RP1动臂向下移时，R声道衰减增加，输出电平减小；当RP1动臂指向b点时，R声道输出为0。因此，在两声道信号电平不一致的情况下，可通过调节RP1使其达到一致。
2.集成运放电压放大器。前置电压放大器采用了集成运放，电路简单、可靠、无须调试。如图1所示，IC1等构成同相电压放大器，信号由同相输入端③脚输入，放大后由输出端①脚输出，输出信号与输入信号同相。在IC1输出端①脚与反相输入端②脚之间，接有R2、R3、C2组成的交流负反馈网络。由于集成运放的开环增益极高，因此其闭环增益仅取决于负反馈网络，放大倍数为R3/R2=10倍（20dB），改变R3与R2的比值即可改变电路增益。深度负反馈还有利于电路稳定和减小失真。
3.音调调节电路。电阻R4～R9、电容C5～C8、电位器RP3～RP4等组成衰减式音调调节电路，平均插入损耗约10dB。左边是低音调节网络，当RP3动臂位于最上端时，低音信号最强；RP3动臂位于最下端时，低音信号最弱。右边是高音调节网络，当RP4动臂位于最上端时，高音信号最强；RP4动臂位于最下端时，高音信号最弱。音调调节曲线见图4。
4.集成功率放大器。采用了高保真音频功放集成电路TDA2040，具有输出功率大、失真小、内部设有完善的保护电路、外围电路简单的特点。图1中采用其典型应用形式，闭环放大倍数为R12/R11=32倍（30dB），在±16V电源电压下，可向4Ω负载提供20W的不失真功率，可以满足一般家庭的需要。R13与C11构成消振网络，保证电路工作稳定。
三、 扬声器保护电路分析
图1下部为扬声器保护电路，包括电阻R14和R24组成的信号混合电路；二极管VD1～VD4和晶体管VT1组成的直流检测电路；R32、R33、C33和VT2等组成的延时电路；VT3和继电器K等组成的控制电路，其方框图见图5。
1.开机延时静噪。R32、R33、C33组成延时回路。刚开机（刚接通电源）时，由于电容两端电压不能突变，C33上电压为0，使VT2、VT3截止，继电器K不吸合，其接点K-L、K-R断开，分别切断了左右声道功放输出端与扬声器的连接，防止了开机瞬间浪涌电流对扬声器的冲击。随着+12V电源经R32、R33对C33的充电，C33上电压不断上升。经一段时间延时后，C33上电压达到VT2导通阈值，VT2导通并使VT3导通，继电器K吸合，其接点K-L、K-R分别接通左右声道扬声器而进入正常工作状态。开机延时时间与R32、R33、C33的取值有关，本机为1～2s。
2.功放输出中点电位偏移保护。功放级为OCL电路，如果功放输出端出现较大正的或负的直流电压，将烧毁扬声器，因此功放输出中点电位偏移保护是必须的。二极管VD1～VD4构成桥式直流电位偏移检测器。左右声道功放的输出端分别通过R14、R24混合后加至桥式检测器，R14、R24同时与C31、C32（两只电解电容器反向串联构成无极性电容器）组成低通滤波器，滤除交流成分。在功率放大器工作正常时，其输出端只有交流信号而无明显的直流分量，保护电路不启动。
当某种原因使某声道输出端出现直流电压时，如果该直流电压为正，则经R14（或R24）、VD1、VT1的b-e结、VD4、R31到地，使VT1导通；如果该直流电压为负，则地电平经R31、VD2、VT1的b-e结、VD3、R14（或R24）到功放输出端，同样也使VT1导通（图6）。VT1导通后，使VT2因失去基极偏置电压而截止，并使VT3截止，继电器K释放，接点K-L、K-R断开，使扬声器与功放输出端脱离，从而保护了扬声器。VD5是保护二极管，防止VT3截止的瞬间，继电器线包产生的反向电动势击穿VT3。
四、 制作
1.双声道的特殊要求。输入选择开关S应选用双刀4掷波段开关，其双刀分别用于左右声道。平衡调节电位器RP1应选用线性的。音量和音调电位器RP2、RP3、RP4均应选用双联同轴电位器。继电器K选用工作电压12V、具有一对常开接点的即可。
2.配套电源电路。整机需要±16V、±12V电源，其中±12V应为稳压电源。图7为配套电源的电路图，其分析方法可参考本刊2001年第5期《直流稳压电源》一文。
（门宏）