电子制作——OCL低频功率放大电路的仿真与制作

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了解到OCL电路可以由差动放大电路输入级、中间共发射极电压放大级、末级复合管的共集电极电流放大级组成；电路具有很强的直流负反馈，使输出点电位保持在参考地电位；电路为了减小交流信号的失真，并保证一定的交流放大倍数，采取了一定的交流负反馈。本文介绍对该款OCL电路进行仿真分析和制作。
1. 仿真实验


图1 OCL仿真电路
为了保证电路制作的顺利进行，先用Protel 99 SE的仿真功能对电路进行仿真，绘制的仿真电路如图1所示。图中，晶体三极管选用性能与《OCL音频功率放大电路解读》一文图1中参数相近的库中器件。选择图中信号点In、Out、A、B，以及每个晶体三极管的集电极或发射极电流为观察点。


图2 直流工作点仿真结果
静态工作点的仿真结果如图2所示，输出中心点电位等于83.38mV，近似为0V。放大器的幅频、相频特性如图3所示，在20Hz～1MHz频带内平稳。


图3 幅频特性
输入正弦信号幅度为100mV、频率为100Hz时，瞬态分析结果输出点波形如图4所示，输出波形幅度接近13V，波形几乎没有失真。


图4 输出信号波形
2. 元器件选择
电路中的元器件选用直插形式，即分立元器件。功率输出级Q6、Q7、Q13、Q14选用的大功率管β值尽量大一点，并配置尺寸为45mm×35mm×25mm的TO-3型指叉式散热器。其余晶体三极管选用小功率管，电阻选用1/4W的金属膜电阻，电解电容选用铝电解电容，电容选用独石电容、即多层陶瓷电容。元器件清单如表1所示。
图
注：括号内为仿真用型号。
无论是套件或散件，对购买到的元器件必须进行测量筛选，剔除质量差的，特别是二极管和三极管这类器件。用MF47万用表R×1k挡测3DD15D的b脚与e脚间的正向电阻约为5kΩ、反向电阻为∞kΩ，c脚与e脚间的正向电阻为∞kΩ、反向电阻为∞kΩ。笔者在散装套件中测到4只大功率管3DD15D中有一只的b脚与e脚间正向电阻只有0.1 kΩ、e脚与c脚间的反向电阻只有5 kΩ，在焊接前更换了该管。
3. 安装焊接


图5 元器件布置
放大电路和电源电路共用一块电路板，装置元器件的电路板采用单面布线设计，尺寸为200mm×76mm。其元器件排列如图5所示；线路布置如图6所示。


图6 线路布置
元器件焊接顺序建议从输入到输出，先焊接电阻，再焊接二极管、电容、小功率三极管、大功率三极管、接插件。焊接电解电容、二极管、三极管时注意极性。焊接小功率三极管时注意用锡量，防止因管脚间距离小导致连焊。电路板上有两根跳线别忘了用导线连接。焊接完成后的功放板如图7所示。


图7 功放板实物
4. 电路调试
焊接完成后进行电路调试前必须再检查一次电路板上的元器件安装是否正确，有没有错焊、漏焊、搭锡、极性搞错等情况，确认正确后方可进入调试。
笔者采用的电源变压器为初级220V的环形变压器，次级有一组带中心抽头的36V、一组带中心抽头的24V，还有一组6V和23V输出，如图8所示。后面两组本电路中未用到，将次级18V-0V-18V这3个输出引线分别接入线路板上电源插座P3对应的端子上。通电后，用MF47B万用表1V挡测量两路放大器输出中点电位为0V，若有偏移可通过调整电阻R6（R17）阻值使中点电位为0V。


图8 电源变压器
将两只扬声器的负极接在一起，接入线路板上端子P2的中间端子，两只扬声器的正极分别接入线路板上端子P2的两端。若手头有信号发生器和示波器，可给定幅度为150mV、频率为100Hz的正弦信号，观察扬声器两端的信号情况。
该功率放大电路只要元器件和焊接无差错，一般不需要调试便能正常工作，接上声源就可进行试听，十分适合初学者动手实践。

如我所愿

学习一下。