普通音频功率放大集成电路的参数与结构

要点提示：
  　　▲功率放大集成电路的功能是对音频信号进行功率放大，其最大特点是具有较大的输出功率，能够推动扬声器等负载。
  　　▲功率放大集成电路的主要参数有：电源电压、静态电流、输出功率、电压增益、频响范围和谐波失真等。
  　　▲OTL电路的优点是可以使用单电源，缺点是由于输出电容的存在，低频响应较差。
  　　一、功能与参数
  1．功能与特点功率放大集成电路的功能是对音频信号进行功率放大。其最大特点是：具有较大的输出功率，能够推动扬声器等负载。
  　　功率放大集成电路品种规格众多。按声道数可分为单声道音频功放和双声道音频功放；按电路形式可分为OTL功率放大器、OCL功率放大器和BTL功率放大器等。其输出功率从数十毫瓦到数百瓦，具有很多规格，并具有多种封装形式。
  
  　　许多功率放大集成电路自带散热板，但由于自带的散热板一般较小，因此功率较大的功率放大集成电路在应用时仍应按要求安装散热器。功率放大集成电路自带的散热板有的与内部电路绝缘，有的与内部电路的接地点连通，有的与内部输出功放管集电极连通，安装散热器时应区别对待。对于自带散热板与内部电路不绝缘的功率放大集成电路，应在集成电路与散热器之间放置耐热绝缘垫片，如图1所示。
  　　2．参数功率放大集成电路的主要参数有：电源电压V∝静态电流Io、输出功率Po、电压增益、频响范围和谐波失真THD等。
  　　(1)电源电压V∝，包括最高电源电压和额定电源电压，对于OTL功率放大器一般为单电源(+V∝)，对于OCL功率放大器一般为双电源(±V∝)。最高电源电压是极限参数，使用中不得超过，推荐使用额定电源电压。
  　　(2)静态电流Io，一般为10～100 mA，与输出功率有关，输出功率大的集成电路通常静态电流也大。
  　　(3)输出功率Po，是选用功率放大集成电路首先要关注的参数。考虑到音频信号特别是交响乐等信号具有很大的动态范围，选用功率放大集成电路时应留有足够的功率余量。
  　　(4)电压增益，一般为数十分贝。选用电压增益较高的功率放大集成电路，可以降低对输入信号电压的要求，简化前置放大电路。
  　　(5)频响范围，是指功率放大集成电路的有效工作频率范围，一般为50 Hz～20 kHz，指标高的可达20Hz～50 kHz。
  　　(6)谐波失真THD，是反映功率放大集成电路保真度的参数，谐波失真越小越好。
  功率放大集成电路内部通常包含：差分输入级、推动级和功放级，如图2所示。音频电压信号U；经差分输入级和推动级电压放大器后，再由功放级作功率放大并输出。OTL、OCL和BTL的区别主要是功放级电路形式不同。
  　　1．OTL功率放大集成电路OTL功率放大集成电路功放级如图3所示。采用+V∝单电源供电，静态时IC输出端电压Uo为1/2VCC的直流电压。因此必须使用输出电容C2来隔离。
  　　OTL功率放大集成电路的优点是可以使用单电源，缺点是由于输出电容C2的存在，低频响应较差。
  　　2．OCL功率放大集成电路OCL功率放大集成电路功放级如图4所示。采用l+V∝双电源供电，静态时IC输出端电压Uo为“O”，因此可以取消输出电容器，直接与扬声器连接。OCL功率放大集成电路的优点是低频响应较好，缺点是必须使用双电源。
  　　3．BTL功率放大集成电路BTL功率放大集成电路功放级如图5所示。采用了两对功放管组成桥式推挽电路，扬声器跨接在两对功放管之间。BTL功率放大集成电路虽然为+V∝单电源供电，但静态时两对功放管的输出端电压U01与U02相等，因此无需输出电容器，可以直接与扬声器连接。
  　　BTL功率放大集成电路的优点是可以在较低的电源电压下获得较大的输出功率；缺点是电路较复杂。