音频功率放大器设计手册.pdf

General Information书名=音频功率放大器设计手册页数=473SS号=12639628封面书名版权前言目录1功放简介与概要1.1 功放的重要性 1.1.1 阅读本书应具备的基本知识 1.1.2 本书内容核心和指向1.2 功放设计研究的新发现1.3 音响领域的误信误传1.4 音响科学与主观主义 1.4.1 音响主观者的立场 1.4.2 音响主观主义形成的简短历史 1.4.3 试听的局限性 1.4.4 音响主观者的原则与信条 1.4.5 声音从录制到重放所经环节 1.4.6 音响主观评价带来的负面影响 1.4.7 音响主观主义盛行的原因 1.4.8 前景展望 1.4.9 技术上的谬误1.5 功放的性能需求 1.5.1 安全性 1.5.2 可靠性 1.5.3 输出功率 1.5.4 频率响应 1.5.5 噪声 1.5.6 失真 1.5.7 阻尼系数 1.5.8绝对相位1.6 常用英文缩略语参考文献2功放历史、电路结构与负反馈2.1 功放的简要历史2.2 功放的电路结构2.3 三级结构2.4功放工作方式 2.4.1A类 2.4.2AB类 2.4.3B类 2.4.4C类 2.4.5D类 2.4.6E类 2.4.7F类 2.4.8G类 2.4.9H类 2.4.10S类2.5 改进型B类放大器 2.5.1 误差修正放大器 2.5.2无开关放大器 2.5.3 电流驱动输出放大器 2.5.4 “布洛姆”（Blomley）放大器 2.5.5几何平均AB类 2.5.6 嵌套式差动反馈回路2.6 直流耦合放大器与交流耦合放大器 2.6.1 交流耦合的优点 2.6.2 直流耦合的优点2.7 功放的负反馈 2.7.1 与负反馈有关的常见错误观点 2.7.2 放大器的稳定性与负反馈 2.7.3 负反馈的最大化 2.7.4 加入负反馈前将线性最大化参考文献3功放的基本原理3.1 普通功放是如何工作的3.2 传统功放线路的优点3.3 功放的8种失真 3.3.1 第1种失真：输入级失真 3.3.2 第2种失真：电压放大级失真 3.3.3 第3种失真：输出级失真 3.3.4 第4种失真：电压放大级负载失真 3.3.5 第5种失真：电源退耦失真 3.3.6 第6种失真：感应失真 3.3.7 第7种失真：负反馈选取点失真 3.3.8 第8种失真：电容失真 3.3.9 未列入的失真3.4 标准放大器（standard amplifier）的失真性能3.5 功放的开环线性及其测量3.6 开环增益的直接测量3.7 样板放大器（model amplifier）的使用3.8 无缺陷放大器（Blameless amplifier）概念参考文献4小信号放大级4.1 输入级的作用4.2 输入级产生的失真4.3 输入级使用三极管与场效应管的比较 4.3.1 场效应管输入级的优点 4.3.2 场效应管输入级的缺点4.4 单管输入级与差分输入级的比较4.5 单独测量输入级失真4.6输入级的直流平衡4.7 使用镜像电流源负载的好处4.8 输入级线性的改善4.9 增强输入级线性的更多方法4.10 输入级的级联接法4.11 输入级噪声及其降低方法4.12 失调与匹配：关乎直流精度问题4.13 输入级与转换速率4.14 电压放大级4.15 单独测量电压放大级失真4.16 电压放大级的仿真4.17 电压放大级的失真4.18 改善电压放大级的线性：有源负载技术4.19 电压放大级的强化4.20 电压驱动的重要性4.21 平衡式电压放大级4.22 电压放大级与开环带宽的控制4.23 控制放大器开环带宽的配套措施4.24 小结参考文献5输出级一5.1 输出级的工作方式与器件5.2输出级的失真 5.2.1 交越失真产生的谐波 5.2.2 不同输出级的比较5.3 射极跟随器输出级5.4 倒置达林顿输出级5.5 准互补输出级5.6 三重结构输出级5.7 三重射极跟随器输出级5.8 输出级失真及其抑制5.9 大信号失真（第3a种失真）5.9.1 负载不变的概念 5.9.2 大信号失真的机理 5.9.3 功率输出管的并联 5.9.4 更佳的功率输出器件 5.9.5前馈二极管 5.9.6 三重结构输出级的难点 5.9.7 驱动低于4的负载 5.9.8 改善驱动8负载的性能 5.9.9 实用的负载不变式放大器 5.9.10 最新研究的发现 5.9.11 本节摘要5.10 交越失真（第3b种失真）5.10.1 输出级静态工作状况 5.10.2 针对交越失真优化偏置的实验 5.10.3 要求严格的输出级静态参数Vq5.11 关断失真（第3c种失真）5.12 热失真5.13 功放集成电路的热失真5.14 输出级的选择5.15 放大器闭环后的失真5.16小结参考文献6输出级二6.1 第4种失真：电压放大级负载失真6.2 第5种失真：电源退耦失真6.3 第6种失真：感应失真6.4 第7种失真：负反馈选取点失真6.5 第8种失真：电容失真6.6 设计实例：50WB类功放参考文献7高频补偿、转换速率与稳定性7.1 常见的高频补偿方法7.2主极点补偿法7.3 滞后补偿法7.4 包含输出级的密勒补偿7.5 嵌套式反馈环路7.6双极点补偿法7.7 输出网络 7.7.1 放大器的输出阻抗 7.7.2 放大器输出阻抗的最小化 7.7.3 茹贝尔网络 7.7.4输出电感 7.7.5 输出电感值 7.7.6 电缆效应7.8 输出电感之间的串扰7.9 电抗性负载与音箱模拟 7.9.1 电阻负载 7.9.2 真正音箱负载的模型7.10 音箱负载与输出级 7.10.1 全频音箱负载 7.10.2两分频音箱负载7.11 意外增大的音箱电流7.12 放大器的不稳定 7.12.1 高频不稳定 7.12.2 低频不稳定7.13 音频放大器的速度与转换速率 7.13.1 关于放大器速率限制的基础知识 7.13.2 转换速率的测量 7.13.3 转换速率的提高 7.13.4 速率限制的仿真 7.13.5 现实中的速率限制 7.13.6其他影响因素 7.13.7 转换速率的进一步提高以及其他电路形式参考文献8电源与电源抑制能力8.1 功放的供电方式 8.1.1 简单的非稳压电源 8.1.2线性稳压电源 8.1.3 开关电源8.2 电源设计考虑 8.2.1 电源变压器 8.2.2 保险管与整流器 8.2.3 整流器的射频辐射 8.2.4 放大器的电源抑制能力 8.2.5 提高电源抑制能力的设计方法 8.2.6 正电源抑制能力 8.2.7 负电源抑制能力参考文献9A类功放9.1A类功放简介9.2A类功放的电路与效率9.3A类功放输出级工作分析9.4 静态电流控制电路9.5 静态电流智能控制电路9.6A类功放的设计实例9.7 三态放大器（Trimodal amplifier）9.8 负载阻抗与工作模式9.9 效率9.10 三态放大器的偏置电路9.11A/AB类工作模式9.12B类工作模式9.13 工作模式切换9.14散热设计9.15 三态放大器的完整电路9.16 三态放大器的电源9.17 三态放大器的性能9.18 三态放大器的进一步发展参考文献10G类功放10.1G类功放原理10.2 串联式G类功放简介10.3G类功放效率10.4 研究电路的实用方法10.5 偏置需求10.6 串联式G类功放的线性问题10.7 静态线性10.8 实用G类功放设计10.9 小信号失真的控制10.10 实用G类功放的性能10.11 衍生的新型功放：A+C类功放10.12 加入双极点补偿10.13G类功放的进一步演化参考文献11D类功放11.1 历史11.2 基本原理11.3 电路技术11.4 保护电路11.5输出滤波器11.6 效率12场效应管输出级12.1 功率场效应管的特性12.2 输出级使用三极管与场效应管的比较 12.2.1 场效应管的优点 12.2.2 场效应管的缺点12.3 输出级使用IGBT管12.4 功率场效应管输出级12.5 功率场效应管与功率三极管的线性比较12.6A类工作的场效应管参考文献13热补偿与散热设计13.1 为何要对输出级静态严加控制13.2 热补偿的精度要求13.3 基本的热补偿方法13.4温度误差的估算13.5 散热仿真13.6 射极跟随器输出级的热模型13.7 倒置达林顿输出级的热模型13.8 对偏置误差好坏的判断13.9 射极跟随器输出级热补偿的改善13.10 倒置达林顿输出级热补偿的改善13.11 更佳的感温器安装方法13.12结温评估器13.13 结温快速评估器13.14 小结13.15 温度系数可变的偏置电路 13.15.1 提高偏置电路的温度系数 13.15.2 补偿环境温度的变化 13.15.3 降低偏置电路的温度系数 13.15.4 补偿工作电流带来的影响13.16 散热设计的实际效果 13.16.1 实测结果 13.16.2 输出级厄利效应的影响参考文献14直流伺服电路设计14.1 直流失调电压的手动调整14.2 通过伺服环路控制直流失调电压14.3 直流伺服的优点14.4 伺服电路的基本结构14.5 噪声、元件值与转折频率14.6 同相积分器14.7运放的选择14.8 伺服作用范围14.9 低频转折频率的设计14.10 伺服电路对放大器性能的影响14.11 多极点响应的伺服电路15功放与扬声器保护15.1 功放保护的种类15.2 过载保护 15.2.1 保险管式过载保护 15.2.2 电子式过载保护 15.2.3 保护轨迹线 15.2.4 简单的限流保护 15.2.5 单斜率电压电流限制保护 15.2.6 双斜率电压电流限制保护 15.2.7 过载保护电路的仿真15.3 箝位二极管15.4直流偏移保护 15.4.1保险管保护 15.4.2 继电器保护和静音控制 15.4.3 直流保护电路的滤波器 15.4.4双向直流检测 15.4.5 输出继电器引入的失真 15.4.6 电子保险式直流保护 15.4.7 切断电源式保护15.5 过热保护15.6 辅助电源电路参考文献16接地与实装技术16.1 音频放大器PCB设计 16.1.1 串扰 16.1.2 电源感应失真 16.1.3 功率输出管的安装 16.1.4单面PCB板与双面PCB板 16.1.5 电源PCB布线 16.1.6 电源PCB布线方法 16.1.7 音频电路PCB布线的设计顺序 16.1.8PCB布线要点16.2 放大器的接地16.3 地环路：如何形成及其处理方法 16.3.1 市电地线电流引入的“哼”声 16.3.2 变压器磁场泄漏引入的“哼”声 16.3.3 变压器分布电容引入的“哼”声 16.3.4 设备内部的地电流 16.3.5平衡式供电16.4类标准和类标准16.5 机箱结构布局与设计考虑 16.5.1 散热 16.5.2对流散热 16.5.3 电源变压器 16.5.4接线布局 16.5.5 半导体器件的安装17测试与安全17.1 测试与查错17.2 安全17.3 安全规则 17.3.1 电气安全 17.3.2 设备温度与安全 17.3.3使用手册