（一）音量控制电路

如图1-9-8：用一个电位器控制。

（二）音调控制电路

音调控制电路电路工作原理分类，有衰减式、负反馈式及谐振式。其中，最常用的是衰减式。

图1-9-8　音量控制电路

1.衰减式音调控制电路

（1）基本电路形式（图1-9-9）。

图1-9-9　基本电路形式

电位器W1为高音频控制，W1滑动触点上移可提升高频，下移可衰减高频。W1为低音频控制，W1滑动触点上移可提升低频，下移可衰减低频。

①W2滑动触点移至最上端，C4将高、中频分量旁路，电路相当于一个低通网络，低频得到提升（提升最大）。

②W2滑动触点移至最下端，C3对低频分量起到阻隔作用，低频被衰减（衰减最大）。

图1-9-10

③W1滑动触点移至最上端，对于高频分量而言，C4容抗变小，电路相当于一个高通网络，高频被提升（提升最大）。

④W1滑动触点移至最下端，电路对高频分量而言，C2的旁路作用使高频信号被分流入地，高频被衰减（衰减最大）。

图1-9-11

（2）衰减式音调控制电路实例（图1-9-12）。

图1-9-12

2.负反馈式音调控制电路

（1）基本电路形式（图1-9-13）。

图1-9-13

（2）负反馈式式音调控制电路实例（图1-9-14）。

图1-9-14

（三）功率放大电路

1.功率放大电路的种类

功率放大电路的作用是将前置放大电路输出的音频电压信号进行功率放大，以推动扬声器放音，它在高保真放声系统中起着举足轻重的作用。功率放大电路的种类繁多，按不同的分类方法可分为：

1）按输出级与扬声器的连接方式分

（1）变压器耦合输出电路。

这种方式由于效率低、失真大等，在高保真功放中已极少使用，现在大都使用如下的几种无输出变压器方式。

（2）OTL电路。

OTL是英文Output Transformer Less的缩写，它是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合的无输出变压器方式。

图1-9-15　OTL电路

OTL功放电路具有下列一些特点：

①输出功率比较大，当直流工作电压较大时，可以获得很大的输出功率，但直流工作电压较小时输出功率也不大。

②两只推动输出管是串联供电的，这样要求直流工作电压较高，而且电源的利用率低。

③频率响应等指标较好，效率高。

④具有定压式输出特性，对负载阻抗要求不高。

⑤电路结构简单，特别是集成电路OTL功放电路，外电路结构变化不多，有利于修理和识图。

⑥输出端电压在静态时为直流工作电压的一半，这一特点对修理来讲很重要，有助于对电路的检查。

（3）OCL电路。

OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，是一种输出级与扬声器之间不用电容而直接耦合的方式。

图1-9-16　OCL电路

OCL功放电路与OTL功放电路相比具有下列一些特点：

①采用两组电源供电，使电路结构复杂了一些。由于使用了正、负电源，在电压不太高的情况下，也能获得比较大的输出功率。

②省去了输出端耦合电容，使放大器低频特性得到扩展，一般下限频率能达到5Hz。

③由于没有输出电容隔直，要设有扬声器保护电路。

④输出端静态工作电压为OV，这是检修OCL功放电路的重要参数。

⑤OCL 功放电路也是定压式输出电路。这种电路由于性能比较好，广泛地应用在高保真扩音设备中。

（4）BTL电路。

BTL是英文Balanced Transformer Less的缩写，称为平衡式无输出变压器电路，或称为桥式推换功率放大电路，其输出级与扬声器之间以电桥方式连接。

图1-9-17　BTL电路

BTL功放电路具有下列一些特点：

①在较小的直流工作电压下，也可以获得较大的输出功率。与OTL、OCL功放电路相比，在相同的工作电压、负载阻抗下，输出信号电压可增大一倍，输出功率可增大4倍。

②需要两组OTL或OCL功放电路，还要设倒相级电路，电路结构复杂、成本较高。

③扬声器浮地，对检修工作带来不便。另外，当电路出故障时，容易烧坏扬声器，故要设保护电路。

④两输出端静态时直流电压相等，这样在静态时无电流流过扬声器。当采用两组OTL功放电路时，两输出端电压相等，且等于电源电压的一半。当采用两组OCL功放电路时，两输出端电压均为OV。

⑤电源利用率较高，在采用一组电源供电时，两组OTL功放电路的下半边功放管仍由电源供电。

⑥BTL 功放电路不仅可以用于大功率输出情况下，也可以用在低压供电情况下，如在1.5V、3V供电下可以比OTL功放电路获得大得多的输出功率。

2）按功率管的偏置或工作状态分

（1）甲类。

又称A类，是在输入正弦波电压信号的整个周期中，功率管都导通的一种工作状态。其特点是失真小，但效率低、耗电。

图1-9-18

（2）乙类。

又称B类，管子只导通半个周期，另一半周期截止。其特点是输出功率大，效率高，但失真较大，故不大适合对失真要求高的场合。

（3）甲乙类。

又称AB类，即管子导通时间大于半个周期但不足一个周期，有一小段时间截止。对于乙类或甲乙类功率放大器，为取得不失真的信号输出，必须采用由两只管子组成的推换放大电路形式。

图1-9-19　OTL乙类互补对称电路

图1-9-20　OTL甲乙类互补对称输出级

（4）丙类和丁类。

丙类是管子导通时间小于半个周期，大部分时间截止的工作状态；丁类又称开关式工作状态，即管子工作在饱和导通和完全截止的两种开关状态。

（5）其他新方式。

为了让功率放大器兼有甲类放大的低失真和乙类放大的高效率，除了甲乙类外，近来还出现一些新型功率放大电路。

例如：“甲+类”（A+类），电路、“新甲类”（新A类）电路、“超甲类”（超A类）电路等。

这些电路的称呼不同，但所采取措施的目的：

一是设法使晶体管不工作在截止状态（即没有开关过程）以减小失真；

二是设法使晶体管的工作点随信号大小滑动（即动态偏置）以提高效率。

3）按所用的放大器件可分

（1）电子管功率放大器；

（2）晶体管功率放大器（包括场效应管功率放大器）；

（3）集成电路功率放大器；

（4）厚膜集成功率放大器。(www.daowen.com)

现在，晶体管或集成电路的功率放大器占有主导地位，但在高保真放声系统中，电子管功率功放仍存有一席一地。

电子管功放的缺点是功耗大，体积及重量大，效率低，但其动态范围大，对信号过荷承受能力明显优于晶体管功放，而且其负反馈不深，因此一般不存在瞬态互调失真。

而晶体管功放的开环增益大，其优良的电声指标是依靠深度负反馈来达到，致使容易产生瞬态互调失真。因此，电子管功放的音色比较纯、比较美，而晶体管功放存在一种所谓“晶体管声”或“金属声”，使声音有些发硬、发刺。

为此晶体管功放作了不少改进，如出现无负反馈电路、纯DC（直耦）电路等，以改善音质。

集成电路功率放大器与晶体管功放的工作原理基本相似。

2.OTL功率放大电路

1）OTL功率放大电路的实例

图1-9-21

2）电路分析

该音频功率放大电路共有三个放大级：

（1）前置放大级由NPN三极管VT1组成，是一个典型的静态工作点稳定电路。

（2）中间级由PNP三极管VT2组成单管共射放大电路，R9是其集电极负载电阻。

（3）功率输出级由NPN三极管VT3和PNP三极管VT4组成OTL互补对称电路。

电容C6是其输出电容。电容C1为输入电容。

只需要一路直流电源Vcc。静态时，电容C6上的电压应为Vcc/2。

为使电路工作在甲乙类状态，以减小交越失真，在VT3和VT3的基极之间接有电阻R6、R7和R8，以便在静态时，VT3和VT4已有一个较小的基极电流。所以，本电路的输出级是一个OTL甲乙类互补对称电路。

R8是一个负温度系数的热敏电阻，若环境温度升高，R8的阻值将减小，则输出级两个功率管的基极之间的电压也下降，从而抑制了静态电流的上升。

电阻R10从输出级到中间级VT4的基极之间引入一个负反馈，也能够稳定该两级的静态工作点。

接在VT3和VT4发射极的小电阻R11和R12用来限流。

从输出端通过电阻R14到前置放大级VT1的发射极之间引回一个电压串联负反馈，用以改善放大电路的性能，例如减小非线性失真，提高带负载能力以及展宽频带等等。

小电容C2、C4和C7是校正电容，它们的作用是避免产生自激振荡。

3）主要技术指标的估算

①闭环电压放大倍数。由于引入了深度的电压串联负反馈，根据深负反馈放大电路的特点，可知闭环电压放大倍数近似等于反馈系数的倒数，即

②最大特出功率。已知功率放大电路的最大输出功率为

式中Uom为放大电路的最大输出电压，负载电阻RL为16Ω的扬声器。在OTL电路中，无论VT3或VT4导电，供电的直流电源均为Vcc/2。

在计算最大输出电压Uom时，还应考虑功率管的饱和管压降，以及发射极限流电阻R11、R12上的电压降等等。假设VT3、VT4的饱和管压降UCES=1V，限流电阻上的压降UR11=0.5V，则

最大输出功率为

为了防止出现严重的非线性失真，功率管不能工作在接近饱和的区域，因此，实际上本电路的五常输出功率不超过0.5W。

3.OCL高保真功率放大电路

1）OCL功率放大电路的实例

一个可用于扩音机的高保真度放大器的典型电路如下图所示。

图1-9-22

2）电路分析

功率放大电路包括三个放大级：差动放大输入级、中间级和功率输出级。

（1）输入级。

输入级是由三极管VT1、VT2和VT3组成的恒流源式差动放大电路。

输入电压加在VT1的基极与公共端之间，属于单端输入方式，并从VT2的集电极单端输出至下一级。

恒流管VT3的基极电位由电阻R1和二极管VD1、VD2组成的支路提供。

（2）中间级。

中间级为由VT4、VT5组成的共射放大电路。

VT4是硅PNP三极管，作为放大管，NPN三极管VT5是其集电极负载。

VT5的基极也接在电阻R1与二极管VD1、VD2之间。由于采用有源负载，因此可以获得较高的电压放大倍数。

（3）输出级。

输出级由VT6、VT7、VT8、VT9和VT10组成，是一个OCL准互补对称放大电路。

其中VT7与VT9构成NPN型复合管，VT8与VT10构成PNP型复合管，二者实现互补。而VT9和VT10采用同一型号的大功率三极管，易于达到二者的特性曲线对称。

三极管VT6和电阻Rc4、Rc5组成所谓UBE扩大电路，其作用是给VT7、VT8提供一个较小的静态基极电流，使互补对称电路工作在甲乙类状态，以便减小交越失真。

（4）“茹贝尔”网络分析。

在输出端与地之间接有C5和R2网络，这一网络称之为“茹贝尔”网络，该网络是一个容性网络，它与扬声器感抗阻抗相并联后使放大器的负载接近纯阻性，这样可带来一些好处：

一是能改善音质；

二是能防止高频自激；

三是能保护功放输出管。

所以，在绝大多数功率放大器输出端均接有这种“茹贝尔”网络。这网络中，电阻一般取几欧姆，电容取0.1μF左右。

（5）其他电路。

从放大电路的输出端到VT2的基极之间利用电阻RF引入一个深度的交、直流电压串联负反馈。

这个负反馈的作用可以展宽频带、减小输出波形的非线性失真，降低输出电阻，提高放大电路的带负载能力，并能稳定静态工作点。

放大电路的负载通常为扬声器，属于电感性负载，电路容易产生自激振荡或出现过电压损坏三极管。电容C5和电阻R2是补偿元件，使负载接近于纯电阻。

电容C2、C3和C4的作用是防止自激振荡。

3）主要技术指标的估算

①闭环电压放大倍数。在电容C1的容抗可以忽略的情况下，可以利用以下公式直接估算放大电路的闭环电压放大倍数：

②最大输出功率。因为放大电路的最大输出功率为其中负载电阻 RL=8Ω，所以，只需求出放大电路的最大输出电压Uom，即可得到最大输出功率Pom。

以正向最大输出电压为例，可以认为，当放大管VT4充分导电，VT7、VT9输出最大电流，VT8、VT10。处于截止状态时，输出端得到最大正向电压，此时由图可见，

因VT4接近于饱和导电，可认为UEC4≈1V。同时，考虑URe4≈URe5≈UD≈0.7V。设UBE7=UBE9≈0.8V，URe9≈1V。将以上各值代入上式，可得

则最大输出功率为

为了避免产生明显的波形失真，输出幅度应留有余地，可以认为本电路的额定输出功率为20W。

当输出功率Po=20W时，功率放大电路的输出电压有效值为

（四）分频电路

分频电路有两大种：一是电子分频电路，二是功率分频电路。如下图所示，图中是一个三单元电子分频电路方框图。

图1-9-23　功率分频电路方框图

从图中可以看出，电子分频电路，由于结构复杂、成本较高，所以在家用组合音响中一般不用。

功率分频电路，它采用一个功率放大器，对其输出信号进行分频，然后送到各单元扬声器中。这种电路结构简单、成本低，在家用组合音响中有着广泛的应用。

功率分频电路有两大类许多种：一类是二分频电路，另一类是三分频电路。

1.二分频电路

如下图所示，二分频电路有四种基本的接法。在电路中，SP1是高音扬声器，SP2是低音扬声器。

图1-9-24

2.三分频电路

如下图所示，三分频电路有二种基本的接法。在电路中，SP1为高音扬声器，SP2为中音扬声器，SP3为低音扬声器，由于采用三只不同频段的扬声器，其音响效果比二单元好。

图1-9-25

注意：

无论是二分频电路还是三分频电路，都有各种各样的成品，无须设计和装配。