图7-27前置放大器仿真结果(R2为120KΩ)
此时输出的信号峰-峰值为2.4V,放大倍数12倍。同样我们猜想R2的阻值与放大倍数之间可能存在着正比关系。观察一下几次仿真中放大倍数和电阻器R1、R2的阻值,三者之间恰好存在着如下关系:
放大倍数?R2 公式7-1 R1这样我们似乎已经得到了放大倍数与电阻之间的关系,但是作为一项研究,我们还必须继续弄清楚电阻器R3和运算放大器本身对放大倍数的影响。我们将R2的阻值恢复至100KΩ,改变R3的阻值,观察其对放大倍数的影响;同样,我们将运算放大器NE5532换成其他型号的运算放大器,比如LM358,观察其对放大倍数的影响。最后我们得出结论,前置放大电路中的放大倍数仅由电阻器R1和电阻器R2决定,其遵循公式7-1,与电阻器R3和运算放大器本身无关。可见,由运算放大器搭建的放大电路从设计上要比三极管简单得多,并且精度很高。
还有一点需要补充的是在本节的仿真结果中可以看到输入波形和输出波形虽然频率相同,但是二者是颠倒的,我们称其为反相,这也是这种放大电路被称为反相放大电路的原因。
除了NE5532,常见的运算放大器还有LM324、LM358、NE5534、uA741、OP07等,这些运算放大器的用途不同,因此性能指标上差异也很大。在选择运算放大器时要根据需要查阅运算放大器的数据手册,以确定所需的运算放大器种类。 7.5功率放大器中的集成电路
功率放大是多媒体音箱重要的一环,为了保证多媒体音箱最后输出的声音足够大,功率放大电路需要向扬声器单元输送足够大的够率。功率放大目前基本上使用集成功率放大器来完成,在一些比较高端的音响设备中也使用传统的电子管进行放大,但比较少见,因此集成功率放大器的性能从一定程度上决定着功率放大的结果。在某些场合,甚至可以通
过集成功率放大器的型号来判定一款音箱品质的好坏。本节我们将学习功率放大的基本知识,并了解集成功率放大器TDA1521的使用。 7.5.1什么是功率放大
在之前的章节中我们见到了多种放大电路,如三极管放大电路、运算放大器放大电路等,在观察这些电路放大效果的时候,我们都只测量了其对电压放大的效果,并且在其输出端没有接负载。此时若在输出端并联一个阻值为几百欧姆的电阻就会观察到以上放大电路的放大倍数大大减小。这是因为普通的信号放大电路只提供了电压放大的功能,其电流放大效果很小,我们说这样的电路为电压放大电路,其带负载能力很弱。音箱的扬声器也是一种负载,因此音箱的扬声器不能由这样的放大电路来驱动。此时我们需要一种既可以对信号电压进行放大又可保证输出电流的放大电路来驱动扬声器,由于电压和电流的乘积等于功率,因此我们把这种对电压和电流都放大的电路称为功率放大电路。
功率放大电路的形式有多种,其中根据工作状态可以分为甲类放大、乙类放大、甲乙类放大和丁类放大几种。
甲类功率放大电路的特点是保留信号的全部波形特征,因此使用这种功率放大器可以得到较好的音质。甲类功率放大器的缺点是效率太低,只有25%——35%。功率放大器的效率是指其输出的功率与电源提供给功率放大器的功率之比,效率低意味着大量的能量消耗在放大电路的器件上,使用起来不经济。
乙类功率放大器是为了解决甲类功率放大器的低效率而设计出来的,其效率提高到60%左右,大大增加了功率输出能力。但是乙类功率放大器在提升效率同时给信号引入了噪声,因此乙类功率放大器输出的音质不及甲类。
甲乙类功率放大器结合了甲类和乙类放大器的优点,具有效率高、音质好的特点。目前大部分集成功率放大器内部都采用了甲乙类功率放大的原理。
丁类功率放大又称D类功率放大,是开关型功率放大器的一种。丁类功率放大器的效率很高,理论上可达100%,实际可达90%,并且在丁类功率放大器提供如此之高效率的同时其音质损失很小,近几年来开始大量用于集成音频功率放大器的制造中,是一种非常有前景的功率放大器。
几种功率放大器的工作状态各有优缺点,但是总体来说是甲类功率放大器的音质最好,只是其效率低下,那可不可以用提高电源功率的方