100W低音炮功放电路图 低音炮放大器电路设计

低音炮是一种提供低频音频信号的扬声器。 Ken Kreisler 于 1970 年发明了第一台低音炮放大器。其主要目的是增强音频信号的低音质量。我们创建了一款低音炮放大器，可产生 20 至 200 Hz 之间的低频音频信号，并具有 100W 输出功率来驱动 4 欧姆负载。

大纲

低音炮功放电路原理

100W低音炮功放电路图

电路元件：

低音炮放大器电路设计：

音频滤波器设计：

前置放大器设计：

功率放大器设计：

低音炮放大器电路操作：

低音炮功放电路的应用：

该电路的局限性：

低音炮功放电路原理

音频信号首先被过滤以去除高频信号并仅允许低频信号通过。然后使用电压放大器放大该低频信号。然后使用晶体管驱动的 AB 类功率放大器放大该低功率信号。

100W低音炮功放电路图

电路元件：

成分	价值
R1	6K
R2	6K
R3	13万
R4	22K
R5	15K
R6	3.2K
R7	300欧姆
R8	30欧姆
9 美元、1 美元	3K
C1、C2	0.1uF，电解液
C3、C5、C6	10uF，电解液
C4	1uF，电解液
Q1	2N222A
Q2	41型
第三季度	41型
第四季度	TIP147，PNP
D1、D2	1N4007
双电源	+/-30V

低音炮放大器电路设计：

音频滤波器设计：

使用 OPAMP LM7332，我们创建了一个 Sallen Key 低通滤波器。品质因数假定为 0.707，截止频率假定为 200Hz。同样，如果极数为1，C1的值为0.1uF，则可以确定C2的值为0.1uF。假设 R1 和 R2 相同，可以通过替换方程中的已知值来获得该值。

Q/(2 pi fc*C2) R1 = R2

这使得每个电阻器的值为 5.6K。本例中 R1 和 R2 为 6K 电阻。我们不需要在与输出端子短路的非反相端子处使用电阻器，因为我们需要一个闭环增益滤波器。

前置放大器设计：

前置放大器基于晶体管 2N222A 的 A 类操作。由于所需的输出功率为100W，负载电阻为4欧姆，因此这里我们要求电源电压为30V。

假设集电极静态电流为1mA，集电极静态电压为电源电压的一半，即15V，则计算出负载电阻值为15K。

R5 = (Vcc/2Icq)

基极电流由下式给出：I b = Icq/h fe

代入 h fe或交流电流增益值，我们得到的基极电流等于 0.02mA。偏置电流Ibias假设为基极电流的十倍，即0.2mA。

假设发射极电压为电源电压的12%，即3.6V。基极电压Vb则等于Ve+0.7，即4.3V。

然后按以下方式计算 R3 和 R4 的值：

R3 = (Vcc – Vb)/I偏置 ，R4 = Vb/I偏置

代入这些值，我们得到 R3 等于 130 K，R4 等于 22K

发射极电阻（Ve/Ie）经计算为3.6K。然而，该电阻由两个电阻器 R6 和 R7 共享，其中 R7 用作反馈电阻器以减轻 C4 的去耦影响。当R5的值和增益相加时，发现R7的值是300Ohms。那么R6的值为3.2K。

由于C4的容抗应小于发射极电阻，因此我们确定C4的值为1uF。

功率放大器设计：

功率放大器采用AB类模式的达林顿晶体管TIP142和TIP147设计。选择偏置二极管，使其热特性与达林顿晶体管的热特性相同。这里选择1N4007。

由于低偏置电流需要大阻值的偏置电阻，因此我们选择R9等于3K。

驱动级用于为功率放大器提供高阻抗信号。在本例中，我们在 A 类模式下使用 TIP41 功率晶体管。发射极电阻R8 等于28.6 欧姆，由发射极电压Ve (1/2Vcc-0.7) 和发射极电流Ie（等于集电极电流，即0.5A）的值确定。在这种情况下，我们将使用 30 欧姆电阻。

自举电阻 R10 的值应使达林顿晶体管具有高阻抗。在本例中，R10 设置为 3K。

低音炮放大器电路操作：

Sallen Key 低通滤波器用于过滤音频信号，仅允许低于或等于 200Hz 的频率通过，同时保持过滤状态。通过耦合电容器 C3，该低频信号被馈送到晶体管 Q1 的输入端。在 A 类模式下，晶体管在其输出端创建输入信号的放大版本。 Q2将放大后的信号转换为高阻抗信号，然后送至AB类功率放大器。两个达林顿晶体管一起工作，产生一个完整周期的输出信号，其中一个在正半周期导通，另一个在负半周期导通。R11和R13用作发射极电阻，以减少匹配晶体管之间的差异。采用二极管是为了保证交叉失真保持在最低限度。然后利用该高功率输出信号来驱动低阻抗扬声器或低音炮（大约 4 欧姆）。请注意，出于测试目的，我们使用了 8 欧姆电阻。

低音炮功放电路的应用：

该电路可用于家庭影院系统，驱动低音炮以产生高品质的高低音音乐。

该电路还可用作低频信号的功率放大器。

该电路的局限性：

滤波器电路往往会增加音频信号的直流电平，从而导致偏置中断。

线性器件的使用会导致功耗，从而降低电路的效率。

这是一个理论电路，输出包含失真。

该电路不提供任何消除噪声信号的措施，因此输出可能包含噪声干扰。