负反馈电路,在音频放大器中搭配消振电容,对反馈量的影响有多大
前几篇文章深入讨论了负反馈电路的形态与分类,现在就针对音频放大电路中常用的电压并联负反馈的形式,详细分解反馈环路的全部动作,进一步加深对反馈电路的理解。
对于并联类型的负反馈,从电路中一眼就可以看出来。只要是连接在信号输出端与输入端之间的,很大概率是负反馈电路。那么在这里的R1就极有可能是负反馈电阻。
负反馈环路
这是一个经典的共射放大电路,对于负反馈环路的分析用一个直观的方法就行,假设基极电压vb升高,则引起ib的升高,所以vb↑→ib↑,而ic=ib×β,因此ib↑→ic↑,ic增大之后,集电极的负载电阻R2的压降升高,所以输出电压vc=电源电压-vR2,则ic↑→vc↓。
vc经过负反馈电阻R1之后,与输入信号混合叠加,结果就是vc↓→vb↓→ib↓,而ib↓→ic↓,所以集电极的电流ic减小,R2的压降随之减小,则vc增大。
如上图所示,在整个负反馈环路的动作中,
输出信号vc经历了变小和变大这两个相反的过程,这就是负反馈的原理 。反馈的量
由上面的分析知道,电阻R1就是货真价实的负反馈电阻,它的位置连接着输出信号与输入信号,当R1变大,负反馈的量是增大还是减小?
最简单的是用
极限法 ,当电阻R1趋于无穷大的时候,相当于开路,此时没有负反馈;当R1减小,相当于接入了负反馈电阻,这时候就限制了输出信号的增益。由此可见,电阻R1越小,输入端所接收到负反馈的量就越大,输出信号的幅值越小。
高频自激
放大电路中的高频自激现象十分常见,因此电容C5称为消振电容 ,它与电阻R1并联,由于电容的隔直作用,直流信号无法通过C5,而消振电容主要针对高频信号,所以取值一般在10pF~100pF之间,以至于就算是20kHz以下的音频信号,也是无法通过C5的。
但是它主要针对高频信号,因此比音频更高频率的信号,C5对他们的容抗很小,负反馈的量很大,因此就大大削弱了集电极端的高频信号,防止出现高频自激现象。
以上就是共发射极放大电路的并联负反馈电路,负反馈的量越大,输出增益越小,对于一些无用的信号频段,我们当然是希望增益越小越好!
迷你低电压BTL功放DIY——功率3W,待机电流仅01微安
随着各种便携式数码产品的普及,对功放IC的要求也越来越高。像以前常用的LM386、TDA2822M这类功放IC的外围电路较复杂,在低电压下输出功率小,并且待机耗电也较大。本文介绍一款用迷你音响里常用的低电压BTL功放IC制作的迷你BTL功放电路,其工作电压范围为2~6V,并且电路简洁,输出功率大(在电源电压为5V,RL为4Ω时,输出功率可达2.5W)。该功放电路还带有关断控制端,可以输入一个TTL信号来控制整个功放电路的工作与否,处于关闭状态时,整个功放电路的待机电流仅有0.1μA。
▲ 迷你低电压BTL功放电路原理图。
电路如上图所示。LM4871 是美国NSC公司生产的一款适用于各种便携式数码产品的低电压BTL功放IC,其工作电压范围为2~6V,静态电流为6.5mA(典型值),若处于关闭状态时,整个IC的工作电流仅有0.1μA。
▲ LM4871的内部电路框图。
LM4871功放电路的闭环放大倍数可由④、⑤脚外接的电阻R1和R2调整。减小电阻R1的阻值,或增大电阻R2的阻值,皆可提高电路的闭环放大倍数。由于该功放电路的输入电阻就是R1的阻值,故R1不宜取值过小。想提高电路的放大倍数,一般通过增大R2的阻值来实现。 本电路的最低工作频率由C1和R1决定,增大C1的容量,可以使电路的低音更丰富。一般C1的大小视前级信号源而定。
LM4871引脚功能介绍
▲ LM4871的引脚功能。
LM4871的①脚为关断控制端,该端为高电平时,LM4871处于关断状态,此时整个电路不工作,处于微功耗待机状态。正常工作时,①脚应接低电平。 LM4871的关断控制功能很实用,譬如用于热释电红外报警器的功放电路,平时前级检测电路输出一个高电平信号加至LM4871的①脚,使其处于关断状态,这样可以减小静态耗电。若需要发出报警声时,只要输出一个低电平信号,即可使LM4871工作。假设采用TDA2822M作为功放电路,想关断该IC来降低静态耗电,需要添加电子开关才能实现。
LM4871的②脚为电压基准端,该端一般通过一个1μF的电容接地;③、④脚分别为同相输入端和反相输入端;⑤、⑧脚为BTL输出端;⑥脚为电源正端;⑦脚为电源负端。
▲ SOP-8封装的LM4871的外形。
LM4871的封装一般有两种,即DIP-8封装和SOP-8封装。一般SOP-8封装的更常见一些。
▲ LM4871的主要电参数。
从上图可见,LM4871在电源电压为5V时,若RL为3Ω时,输出功率为3W;RL为4Ω时,输出功率为2.5W;RL为8Ω时,输出功率为1.2W。
制作时,电容C1~C3可以选用独石电容或瓷片电容,C4选用470μF/10V的铝电解电容。若不需要使用LM4871的关断控制端,开关K亦可以省略,而将LM4871的①脚直接接地。上述的LM4871构成的BTL功放电路可以直接使用一节18650锂电池作电源,将锂电池及整个电路装在音箱里,这样便可以作为迷你有源音箱使用。
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